李婷婷

【摘 要】近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的逐漸加快，對(duì)于公路工程的建設(shè)也有了更高的要求，本文主要分析了公路瀝青路面設(shè)計(jì)的問題，并總結(jié)出其設(shè)計(jì)措施，從而為瀝青公路的建設(shè)提供幫助。

【關(guān)鍵詞】經(jīng)濟(jì)建設(shè)；瀝青路面；設(shè)計(jì)措施

引言

公路瀝青混凝土路面的建設(shè)質(zhì)量和水平不僅代表本地區(qū)經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展水平，對(duì)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展能力的群眾的出行有重要的影響。因此必須推進(jìn)公路瀝青混凝土路面的建設(shè)，掌握公路設(shè)計(jì)原則，引進(jìn)先進(jìn)的管理方式和技術(shù)手段，應(yīng)用新式試驗(yàn)檢測(cè)儀。同時(shí)需要加強(qiáng)路面建設(shè)的組織管理，強(qiáng)化瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)督，提升公路路面的建設(shè)水平。

1、公路瀝青路面設(shè)計(jì)存在的問題

1.1力學(xué)設(shè)計(jì)方法存在差異

現(xiàn)有的公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)逐漸淪為形式主義，設(shè)計(jì)單位不重視路面整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)深度不夠。部分理論材料僅僅是為了數(shù)據(jù)分析，沒有定期對(duì)資料進(jìn)行審核整理。同時(shí)力學(xué)設(shè)計(jì)方式是實(shí)踐中的重要組成部分，由于各地區(qū)路面厚度不同、材料類型也存在差異，導(dǎo)致參數(shù)指標(biāo)和實(shí)際不符，嚴(yán)重影響力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)踐中所謂的成功力學(xué)實(shí)驗(yàn)多是典型結(jié)構(gòu)，無具體實(shí)踐案例。

1.2設(shè)計(jì)和實(shí)踐存在一定的差異

當(dāng)前公路路面設(shè)計(jì)過程中，施工隊(duì)伍是設(shè)計(jì)的主體。在設(shè)計(jì)施工過程中需要掌握基本的生產(chǎn)過程，將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到實(shí)踐中。當(dāng)前公路瀝青混凝土建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)要點(diǎn)和實(shí)踐存在一定的差異，這也是造成路面設(shè)計(jì)長(zhǎng)期處于低水平的關(guān)鍵性因素。

1.3材料和路面結(jié)構(gòu)差異較大

公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)需要充分考慮材料和路面結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。當(dāng)前路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中僅考慮了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，忽視了材料的特殊性。現(xiàn)有的路面設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)路面的考慮僅是一個(gè)靜態(tài)的模量，沒有對(duì)土基參數(shù)進(jìn)行考量，忽視了路面結(jié)構(gòu)和使用壽命之間的聯(lián)系。當(dāng)前路面設(shè)計(jì)采用的是經(jīng)驗(yàn)力學(xué)的模式，例如應(yīng)用到馬歇爾設(shè)計(jì)方式，對(duì)應(yīng)用指標(biāo)的穩(wěn)定性和管理值進(jìn)行測(cè)量，忽視了穩(wěn)定性和彈性模量之間的關(guān)系。

2、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法

關(guān)于瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分析理論，在歷史上先后有彈性半空間體理論和彈性層狀體系理論。彈性層狀體系只是一種理想的結(jié)構(gòu)模型，因?yàn)闉r青路面是用瀝青材料作結(jié)合料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。彈性層狀體系理論較彈性半空間體理論更能反映瀝青路面的實(shí)際工作狀況。

瀝青路面是層狀體系，瀝青混合料是一種粘彈性材料，在荷載作用下其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系一般呈非線性特性，那么變量應(yīng)隨應(yīng)力作用時(shí)間而變化，并且在應(yīng)力卸除后會(huì)有殘余變形不能恢復(fù)。因此，從力學(xué)性質(zhì)上講，瀝青路面屬于非線性的粘彈塑性綜合體。但是，考慮到動(dòng)荷載的特性，行駛車輪作用的瞬時(shí)性，而由此在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的粘塑性變形比較小，所以可以將路面結(jié)構(gòu)厚度大、強(qiáng)度高的高等級(jí)路面結(jié)構(gòu)視為線彈性體，計(jì)算時(shí)按線彈性層狀體系理論分析。

3、提高公路瀝青路面設(shè)計(jì)的措施

3.1對(duì)路基進(jìn)行調(diào)查

分析路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度及路基內(nèi)的排水情況，對(duì)舊路路床范圍內(nèi)的路基土取樣試驗(yàn)，判斷路基土的分層含水量、土質(zhì)類型及承載力。對(duì)于局部路基積水嚴(yán)重情況，挖除舊路基填土，換填合格填料并壓實(shí)后，再鋪筑新路面；對(duì)于路床填料含水量過高情況，應(yīng)在相應(yīng)位置，設(shè)置縱向盲溝，導(dǎo)排路基內(nèi)積水；對(duì)路基穩(wěn)定性、強(qiáng)度及排水不良路段，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取針對(duì)性處理措施，確保該項(xiàng)目路基滿足運(yùn)營(yíng)要求。

3.2合理選擇路面結(jié)合類型

合理地選擇路面結(jié)合類型具有非常實(shí)際的作用，是保障路面功能正常使用的基礎(chǔ)，在滿足基本工程施工均勻性的基礎(chǔ)上，其強(qiáng)度必須要能夠滿足未來道路承載力的實(shí)際需求。在對(duì)面層類型進(jìn)行選擇時(shí)，要依據(jù)當(dāng)?shù)氐脑牧稀⑻鞖馇闆r以及交通情況等來進(jìn)行有效的選擇，對(duì)上、中、下面層要根據(jù)路面要求的實(shí)際情況來選擇合適的瀝青混合料結(jié)構(gòu)。筆者認(rèn)為上面層易選擇SMA類型，中、下面層易選擇AC-20I、AC-16I類型。

3.3確定路面設(shè)計(jì)參數(shù)

針對(duì)當(dāng)前路面設(shè)計(jì)過程中參數(shù)不準(zhǔn)確的情況，需要對(duì)建設(shè)材料和施工特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，應(yīng)用最新的設(shè)計(jì)理念，保證路面設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。當(dāng)前采用的計(jì)算方式，將設(shè)計(jì)參數(shù)停留在靜態(tài)設(shè)計(jì)過程中，保證模量階段數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的合理性。路面設(shè)計(jì)中主要包括：參數(shù)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、布局調(diào)整等方面。當(dāng)前路面設(shè)計(jì)過程中，路面受限較多，部分設(shè)計(jì)方式和實(shí)驗(yàn)策略和現(xiàn)有的合計(jì)方案不符，因此需要保證基本參數(shù)。在實(shí)踐中要注意積累各種材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，和施工單位保持密切的聯(lián)系，了解路面材料在實(shí)際工程中的不同參數(shù)，確定參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響。將設(shè)計(jì)形式落實(shí)到實(shí)踐中，克服不同因素的消極影響，確定最終設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.4對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)方面，為了解決設(shè)計(jì)實(shí)際問題，需要對(duì)多方資料進(jìn)行合理的分析，選出最佳的實(shí)踐方案。在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粴夂?、?duì)建筑材料和交通載荷進(jìn)行系統(tǒng)的分析。路面設(shè)計(jì)需要綜合考慮交通構(gòu)成因素、水文地質(zhì)材料、筑路建設(shè)材料等因素，因地制宜，合理選材，有助于進(jìn)行實(shí)時(shí)養(yǎng)護(hù)。在選擇過程中需要以節(jié)約投資原則為基礎(chǔ)，合理對(duì)材料進(jìn)行組合。綜合分析多個(gè)設(shè)計(jì)方案，最終選擇資金投入最少，最科學(xué)合理的方案。

3.5考慮設(shè)計(jì)中的路面指標(biāo)要求

對(duì)于不同級(jí)別的路面標(biāo)準(zhǔn)，要求的設(shè)計(jì)指標(biāo)是不同的。對(duì)一、二級(jí)的路面來講，按瀝青混凝土的拉應(yīng)力以及路面回彈彎沉值等作為參考要求，而三、四級(jí)路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)是按路表面設(shè)計(jì)彎沉值來進(jìn)行的。不管哪種級(jí)別指標(biāo)的設(shè)計(jì)都是以各類車型的軸載為參考的。路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分考慮車輛的軸載大小，要能適合多種車輛對(duì)道路質(zhì)量的要求，要增大其使用壽命周期。對(duì)軸載進(jìn)行預(yù)估是在實(shí)地調(diào)查的層面上進(jìn)行的，在路面設(shè)計(jì)調(diào)查時(shí)已經(jīng)有了一個(gè)最大的軸載數(shù)據(jù)，可是預(yù)估的軸載要比這個(gè)數(shù)據(jù)大，并且在設(shè)計(jì)期間對(duì)該數(shù)據(jù)的調(diào)查一定是在與實(shí)際情況相結(jié)合的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。我們要把實(shí)地調(diào)查出來的數(shù)據(jù)按照要求的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成當(dāng)量周次，以此來確定道路的交通等級(jí)。

3.6評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)的承載能力

根據(jù)JTJ073.2—2001公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范，對(duì)舊路面進(jìn)行彎沉檢測(cè)，計(jì)算求出各路段的實(shí)測(cè)路表代表彎沉值，采用下式對(duì)原瀝青路面強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，即對(duì)路面結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行評(píng)價(jià)：SSI=路面設(shè)計(jì)彎沉值/路段代表彎沉值。路面設(shè)計(jì)彎沉值可以利用設(shè)計(jì)當(dāng)年交通量，根據(jù)歷年國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合三級(jí)公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限反算三級(jí)公路設(shè)計(jì)年限初的交通量及交通量增長(zhǎng)速度，進(jìn)而計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限內(nèi)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，結(jié)合路面面層、基層、墊層類型計(jì)算得出路面設(shè)計(jì)彎沉值。

3.7瀝青砼合理設(shè)計(jì)

如果瀝青含量過高就會(huì)導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)泛油的現(xiàn)象，如果油石比過大會(huì)嚴(yán)重地降低瀝青砼的抗變形能力?；旌狭系脑O(shè)計(jì)不合理是造成這種現(xiàn)象的主要原因。因此現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)中都采用馬歇爾試驗(yàn)方法來進(jìn)行，該理論是將雙面各級(jí)實(shí)50次所得的最大密實(shí)度的瀝青用量作為最佳瀝青用量。根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料顯示，由于公路的大型車輛以及超載現(xiàn)象的不斷發(fā)生，使實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)密實(shí)度明顯地低于實(shí)際路面中的數(shù)據(jù)，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)空隙率高于實(shí)際路面的數(shù)據(jù)?？上攵覂?nèi)對(duì)瀝青用量的測(cè)量數(shù)據(jù)肯定會(huì)高于實(shí)際路面的要求。因此，筆者建議在對(duì)瀝青用量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)時(shí)，要加大實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，這樣才能使得出的數(shù)據(jù)更有準(zhǔn)確性。

3.8確保面層的壓實(shí)度

就目前來看，很多公路的面層壓實(shí)度都比較差，不是壓實(shí)不勻稱就是壓實(shí)度不符合要求，使瀝青砼出現(xiàn)局部空隙較大的情況，這樣很容易造成水的流入，會(huì)出現(xiàn)車轍、配料松落等情況，筆者建議路面的上層不能出現(xiàn)低于97%的壓實(shí)度情況，其他兩層的壓實(shí)度必須高于96%。

結(jié)束語

瀝青路面已經(jīng)在高速公路上廣泛使用。加上交通量的快速增長(zhǎng)，原有的瀝青路面結(jié)構(gòu)不能滿足長(zhǎng)期使用重車道、特重車道高速公路對(duì)瀝青路面的要求。因此，要做好公路瀝青路面的設(shè)計(jì)工作，從而為其施工與是使用壽命奠定良好的基礎(chǔ)。

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