浅析公路沥青路面设计

摘要：前我国公路建设迅速发展，由于道路的设计、施工以及超载现象较多导致出现早期不同程度的损害现象。据调查发现部分公路在通车几年内就发生了不同程度的早期损害，严重影响路面的使用功能。我国公路与发达国家道路实际使用寿命相比存在较大差距。针对我国公路路面现状，结合公路沥青路面设计方面取得研究成果及实践经验，对公路路面本文作者结合多年的设计工作实践，就沥青路面的特点及在设计过程中一些应注意的问题进行了详细的阐述，供同行参考。

关键词：沥青路面：特性；问题

中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：

路面作为道路的重要组成部分，设计中必须加以重视。就山西省近几年修建的沥青路面

使用状况而言，存在交通量增长过快、超载车破坏频繁、一些次干道和支路重载交通量较大等问题，导致一些路面出现早期破坏。本文以城市道路沥青路面的设计为切入点，谈谈目前沥青路面设计中应注意的问题。

1．对沥青路面的性能要求

(1)足够的高温稳定性：沥青混合料的强度随温度而变化，温度降低时强度提高，温度升高时强度降低。高温稳定性是指在夏季气温较高情况下，在交通荷载作用下沥青路面抵抗车辙推移、拥包等永久变形的能力。(2)足够的低温抗开裂：沥青路面在低温时强度虽然增大，但其变形能力却因刚性增大而降低。在气温下降特别是在急剧降温时，沥青路面面层收缩的趋势会受到其下部层次的约束在而层产生拉应力，当拉应力超过沥青混凝土的强度时，造成面层开裂，即低温缩裂。(3)良好的抗水损害能力水损害就是沥青路而在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，水分逐渐深入到沥青与集料的界面上，致使沥青与集料的粘附性能降低而逐渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面剥离，沥青混合料出现掉粒、麻而、松散导致沥青路面损坏。

2．设汁中应注意的问题

（1）路床的加强。路面要求路基有足够的强度和稳定性，而路床是指路面结构层以下0—80厘米范围内的路基，恰好在路基_r作区内，是路基的重要承重区域。城市道路由于要服务于道路两侧的街坊、要综合考虑城市建设的方方面而，往往路面标高与原地面标高很接近这一点，在平原城市尤其明显。由于路面标高的限制，导致路床常常低于原地面标高，在受地下水影响时，路床的强度一般无法满足设计规范的要求。设计中应注意结合道路设计高程及工程地质勘察报告，根据土基干湿类型，对路床进行加强处理。一般情况下，可采用满足CBR要求的填料进行换填，换填深度视地厨晴况而定。山西地区，对于未扰动的含水量较大的原状土层(非膨胀土)，如果用连砂石换填，一般换填厚度在50—80厘米即可；对于膨胀土路基，应根据其膨胀性的强弱程度，作专门设汁。

（2）垫层或底基层的设置。目前，沥青路面设计一般采用半刚性基层的结构组合，常用的基层为水泥稳定碎石：有的设计，直接在土基上铺筑水泥稳定碎石基层，笔者认为是欠妥的。我们知道，土基与路面底基层之间适宜的模量比为2．5—l2．5，层间适当的模量比，使结构层受力更合理，保证层问结合状态的连续，是提高路面耐久性的关键。另外，设置粒料类垫层或底基层，可以有效地防止雨水和地下水对路而的影响，确保路面结构处于干燥或中湿状态，延长路面的使用年限。山西地区，一般采用20厘米级配碎石或30—40厘米连砂石作为路面垫层或底基层。

（3）基层的厚度。基层是沥青路面的主要承重层，应具有稳定、耐久、较高的承载能力：基层的厚度应根据交通量的大小、材料性能，充分发挥压实机具的功能，以及考虑有利于施工等因素选择基层的厚度。沥青路面通常采用半刚性基层，有水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰稳定类等。这些稳定类材料基层一层的适宜厚度为l8—20厘米，压实机具性能先进时，一层的压实厚度可以适当提高。基层的设计厚度，应为一层适宜厚度的整倍数。

（4）稀浆封层。稀浆封层可用于沥青路面的罩面和新建路面的下封层，本文所述稀浆封层指新建路面的下封层。稀浆封层由于不参与沥青路面结构厚度计算，设计时容易被忽略，在水泥稳定碎石基层和沥青面层之间铺筑乳化沥青稀浆下封层，主要功能有：可以在施工期间未铺筑沥青面层之前需通车辆时保护基层；防止多雨地区道路运营期间雨水渗入基层损害路面；加强沥青面层与基层之间的联接，提高路面结构的整体性。设计中应重视下封层的设置，特别是较重要的道路，如新建高速公路和城市主干道更应设置下封层。乳化沥青稀浆封层的型号可采用ES一2型，厚度6毫米。需要注意的是，下封层不能替代透层油，应在喷洒透层油后施工下封层。

（5）沥青面层的选择。沥青面层应具有平整、密实、抗滑、耐久的品质，并具有高温抗车辙、低温抗开裂，以及良好的抗水损害能力。沥青面层分为热拌沥青混合料、沥青贯入式、沥青表面处治三类。沥青贯人式和沥青表面处治两类面层南于档次较低、使用期限较短，城市道路一般不采用，城市道路路面常用的是热拌沥青混合料面层。热拌沥青混合料又分为密级配沥青混凝土(AC)、沥青玛蹄脂碎石(SMA)、开级配抗滑面层(OGFC)等三种类型。沥青混合料的类型选择和配合比设计是保证沥青路面质量和使用功能的关键。各结构层一般应选择密实型沥青混合料，以防雨雪下渗诱发水损害。当路面为两层或两层以上沥青层时，应至少有一层是密实型沥青混合料。密实型沥青混合料又有粗型(AC—C)、细型(AC—F)之分。粗级配是以粗集料为主，具有表面粗糙，构造深度较大，抗车辙、变形的性能较好等特点

适用于多雨炎热、交通量较大地区的表面层中、下面层也可用粗级配沥青混合料，以增强抗车辙能力，但施工中应注意加强压实。细级配因细集料较多，施工和易性较好，水稳定性、低温抗开裂及抗疲劳开裂性能等较好。但是其表面致密。构造深度较小，可用于抗疲劳结构层或干旱少雨、交通量较少、气候严寒地区的道路。沥青玛蹄脂碎石(SMA)是以间断级配为骨架，用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料，经拌和、摊铺、压实而形成的种构造深度较大的抗滑面层。它具有抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点，是一种全面提高密级配沥青混凝土使用质量的新材料。开级配抗滑面层(OGFC)是开级配沥青混合料，路面雨水可由凹凸不平的表面迅速渗入路表面层并通过内部排水系统排出，它具有表面粗糙、抗滑、减噪作用。

鉴于热拌沥青混合料的上述挣，笔者建议：山西地区城市快速路和城市主十道宜采用

沥青玛蹄脂碎石(SMA)或粗型密级配沥青混凝土(AC—C)做路面表面层，宜采用AC—C做中下面层，表面层宜采用改性沥青，对于特重交通道路，中面层也宜采用改性沥青；城市次干道宜采用AC—C，表面层宜采用改性沥青；城市支路般采用普通沥青混凝土即可；至于开级配抗滑面层(OGFC)，由于修建排水路而内部排水系统施工麻烦、水稳定较差、且城市道路一般行车速度较低，建议城市道路尽量不采用此类面层。设计采用沥青混凝土路面时，应注意粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率。

参考文献

【1】公路沥青路面施工技术规范【s】，JTG F4—2004．

【2】袁玉卿主编，路基路面工程【M】，中国电力出版社．2010．

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。