高等级公路软基的过渡性沥青砼路面后续结构设计与应用

摘要：

随着高等级公路的发展，对路面平整度的要求越来越高，但是，在高等级公路的设计和施工这一过程中，部分路段跨越了软基地带，因为软基这一路段在建成之后要想沉降稳定，就必须要经过好几年的时间。所以，对于路面的结构来说，实行分期设计施工是十分重要的，也就是在前期先把过渡性沥青砼路面结构进行铺设，过若干年后在对其重新施工成永久性路面。但是，时间久了会出现路面车辙等问题，那么如何对这一问题进行解决，本文主要从沥青路面车辙形成的原因，影响高速公路沥青路面车辙的因素，以及过渡性沥青砼路面后续结构设计这三方面来进行研究的。

关键词：高等级公路软基；过渡性沥青砼路面；后续结构；设计与应用

一、沥青路面车辙的形成原因

（一）路面结构的受力情况

1、软基层沥青路面压应力分布状况

轮胎的接触压力会随着轴载的增大而增大，对于沥青路面的压应力来说，它呈现的是增大的趋势。压应力的延伸深度会随着轴载轮复压的增大而变深。温度越高时，沥青层就会软化，它的模量就大大降低，这样就容易是车辙产生。

2、软基层路面剪应力分布状况

轮胎的压力会随着交通轴载的增加而不断增加，这样，沥青层内的剪应力就会逐渐增大，并伴随着轴载的增加，剪应力的最高值也会向下扩展，这样就增加了沥青失稳的可能性，那么，在中间层就会产生失稳性车辙。

（二）沥青路面压实度的不足

对于压实不足的道路来说，它在车辆的进一步复压实后，就产生了永久性的压密变形,而这个压密变形是有限度的,它的主要起因是混凝土的施工孔隙率。一旦沥青混凝土路面经过负载的反复碾挤，它就会减少孔隙率，从而发生变形，进一步使车辙产生。

二、影响高速公路沥青路面车辙的因素

（一）交通荷载对车辙的影响

对于高速公路来说，它的主要交通是货车以及重车，并且在这些车中，大部分会存在超载的现象，这就对沥青路面的正常使用产生了严重的威胁，特别是在比较长的上下坡路段，由于车速比较慢，增加了路面承载的时间，这样就容易产生车辙，特别是高温天气。

（二）纵坡对车辙的影响

由于汽车载荷自重作用在沥青面层内的剪应力会随着纵坡的增加而加大，这样，就会使流动变形出线。特别是那些重汽车，它们的车况一般都比较差，上坡能力也就差，从而速度就比较慢，那么，对于沥青这种粘弹材料来说，汽车用的时间越长，它的温度就会增加，从而路面出现变形以及扯着出现。

（三）沥青以及沥青用量对车辙的影响

混合料的粘结力会随着沥青针入度的减小而增加，从而沥青混合料的抗车辙能力就越强。也就是沥青的粘度越高，稠度越大，混合料的抗车辙能力就会越好。沥青混合料的粘结力会随着沥青的感温性的减小而增大，这样，抗车辙能力就越强，这里所说的感温性指的是沥青的粘度随着温度变化的程度。

据研究，稳定度会随着沥青的变化而变化，沥青的用量最佳，稳定度就最大，所以，对于沥青混凝土来说，它的比例在设计时要符合沥青的最佳用量。其实，在车辙试验中也是一样的，一旦沥青的用量是最佳的，这样沥青的粘度就比较强，从而稳定度就好，但是如果这一用量超过了最佳稳定值，就会使稳定度降低，从而就容易出现车辙。

（四）矿料和矿料级配对车辙的影响

矿料的质量高低对沥青混合料的强度有直接影响作用，对矿料颗粒的嵌锁作用以及摩擦角进行增加，就能够使沥青混凝土的抗剪性增强，对于提高混凝土的车辙能力来说，可采取增加随时用量的措施，这对矿料级配对混合料高温稳定性有着十分重要的影响，也就是良好的级配以及密度可以使矿料的嵌挤力增加，从而提高混合料的高温抗车辙能力。

（五）空隙率对车辙的影响

一旦混合料的空隙率过小,这必然会导致混合料外部的整体变形,这样就促使了车辙的形成。对于沥青混合料的空隙来说，不是越高就越好的,而是要按照特定的标准来进行的

三、过渡性沥青砼路面后续结构设计

（一）改建工程

对于改建工程，沥青路面结构分为：新铺设的抗车辙沥青混凝土结构层以及原本的道路结构。对于基层强度不足的路段来说，在对抗车辙沥青混凝土铺设之前要先对原本的基层进行补强处理要确定基层强度达到了设计要求才能对抗车辙沥青混凝土结构层进行铺设。也就是先要将旧沥青砼路面进行比较傲彻底的除尘、清洗，以提高粘结力的措施，待其干燥以后布上粘层油。再对那些沥青层出现老化、网裂以及龟裂的路段进行处理，不过应该先进行铣刨清除网裂和龟裂层后再实行罩面。最后对坑槽等其它路面的病害依照一定的规范来进行彻底处治。只有这样，才能够不留下质量方面的隐患。

（二）新建工程

对于新建工程沥青路面结构来说，它包括了：抗车辙沥青的混合料面层、基层和底层，那么，对于基层来说，要选用半刚性的基层、柔性基层或者是复合性基层，对于底基层来说，通常选用的是半刚性基层。对于在桥面上进行抗车辙沥青铺设时，采取的方式和普通路面是一样的，但是这中间多了一个步骤，就是桥面的防水设计。

（三） 抗车辙沥青路面结构组合设计原则

抗车辙沥青路面结构要依照工程所在地的气候、交通量和行车模式以及其他特殊使用要求来进行设计，要以厚度合理、沥青混合料类型与厚度匹配以及整体结构经济合理为主要原则进行设计。

（四）具体设计要求

1、设计所述抗车辙沥青路面的结构为，表面层是4厘米KAC-13C或者是5厘米KAC-16C，对于中层来说要是6厘米KAC-20C或者是7厘米KAC-25C，对于下面层来说要是5厘米KAC-16C或者是6厘米KAC-20C，那么，对于这里所说的KAC-指的是抗车辙沥青混合材料。

2、设计的原材料的指标为：

对于粗集料来说：石料压碎值要小于等于26%，这里的洛杉矶磨耗值要小于等于28，吸水率要小于等于2%，对对于表观的相对密度来说要大于等于每厘米2.6克，针片状的含量要小于等于15%，软弱颗粒含量要小于等于3%，坚固性要小于等于12%，对沥青的粘黏性要比4级大。

对于细集料来说：表观的相对密度要大于等于每厘米2.5克，坚固性要小于等于12%，棱角性要大于等于30，砂当量要大于等于60%，颗粒含量要小于等于3%。

对于填料来说：表观的相对密度要大于等于每厘米2.5克，含水量要小于等于1%，亲水系数要小于1，塑性指数要小于4%。

（五）施工过程的质量控制

在这一过程中对沥青的面量要进行严格的控制,对面层之间以及面层与基层的连接要进行加强,对施工工序要进行合理的调整,尽可能的使沥青混凝土面层连续摊铺,从而使污染减少,对于沥青的含量来说，要尽量控制在60%以上,这样的目的是防止沥青混合料中离析现象的出现,把沥青混凝土的压实度进行提高,把空隙率适当的进行减小。对压实度控制标准上面层可以提高至98%,中下面层可提高至97%。

结语：

总之，高等级公路软基的过渡性沥青砼路面进行后续设计是十分重要的，这一步的好坏会影响整个路面的质量，因此，只有把这一步后续设计做好，才能保证路面的平整，才能对车辙状况的发生进行有效的防止。那么，对于设计人员来说，他的责任是十分重大的，他们只有正确把握住各个参数指标，把各参数都进行仔细的设计，并设计到位，才能对路面质量进行确保。