浅析沥青路面设计方法中应注意的问题

摘要：随着道路工程建设规模的逐步扩大，而沥青路面作为道路工程建设最主要的部分在现代公路工程中有着非常重要的作用。但是在沥青路面的施工进行过程中还是会出现很多不足，从而导致沥青道路在使用过程中出现各种质量问题。基于此，文中笔者就当前线形的路面设计方法介绍进行入手，在沥青路面性能的要求对沥青路面设计中应注意的问题进行了简要的分析。

关键词：沥青路面、路面设计、注意事项

中图分类号：TF526文献标识码： A

一、前言

我国现行的《公路沥青路面设计规范》中尽管很多规范贴切实际状况，但是在道路工程施工过程中还是会出现很多的不足之处，从而使得我国现行公路在使用过程中出现很多质量问题，给行车出行带来一定的安全隐患。因此，若想纠正这些问题，就必须从设计阶段进行入手，严抓设计过程中可能埋下的各种质量问题。

二、关于目前我国实行的路面设计方法介绍

按照我国《公路沥青路面设计规范》的要求，目前我国实行的路面结构的设计方法主要按以下步骤进行。

1、施工设计的理论

现行的设计理论是把路面看作是一种具有多弹性的体系，面层的材料和土基则以杨氏弹性模量E与泊松比μ来表示。土基主要是以深度方向增加厚度，而材料的性质则向均质、各向同性的水平方向无限增大。

荷载是以双轮组的单轴载100kN作为标准的轴载，用BZZ-100来表示；单轮的传压面当量圆直径δ则为21.3cm；双轮中心距为1.5倍的当量圆直径；层间接触则假定是多层弹性体系层间连续完全接触的条件。

2、施工设计的指标

在设计指标上，我国借鉴了前苏联的设计方法，高速公路、一级公路和二级公路的路面结构以道路表面的回弹弯沉值、半刚性材料层层底拉应力和沥青混泥土层的的层底拉应力作为设计控制的指标；三级公路和四级公路的路面结构则以路表面的设计弯沉值来作为标准。对重载交通道路的路面要检验沥青混合料的抗剪切强度。

3、施工设计的参数

标准轴采用BZZ-100标准，轴载转换公式以林秀贤的《轴载换算公式的研究》计算出结果，仍然采用层底拉应力、弯沉等效等原则，结合公路上实际测得的不同轴载汽车的疲劳试验、弯沉对比、直槽测试拉应变和容许弯沉对比验证提出。

三、对于沥青路面性能的要求

按技术品质和使用情况，常用的沥青类路面可分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治四种类型。对于沥青路面的性能要求要根据路面的实际使用性能注意如下几个方面。

1、足够的高温稳定性。沥青材料的强度随着温度的变化而变化，温度降低时强度提高，温度升高时则强度降低。高温稳定性是指在夏季气温比较高和交通荷载作用的状况下，沥青路面能够抵挡车撤推移和拥包等永久变形的能力。

2、足够的低温抗开裂性。在低温环境下的沥青路面强度虽然增大，但是其会随着刚性的增加，柔韧变形能力却减小。特别是在急剧降温的环境下，沥青路面的收缩趋势会大大地影响到下层结构的应拉力，当应拉力超过了混泥土强度的接受范围时，就会造成路面表层的开裂，也就是低温开裂。

3、良好的抗水能力。路面的抗水能力就是沥青路面在水或冻的情况下，因为汽车车轮动态荷载的作用，水分会逐渐深入到沥青和集料的界面上，即使沥青和集料的粘附性能降低直至失去粘合力。沥青膜从石料的表面脱离，沥青混合料的路面出现掉粒、松散等现象。

四、对于设计中应注意的问题

设计中应注意的问题可以概括为如下几个方面。

1、加强路床

路面要求路基必须具有足够的稳定性和强度。路床是指路面的结构层之下的0～80cm范围内的路基，而这个范围恰好在路基r工作区的范围内，是路基主要承重的区域。在平原地区的城市道路建设中，因为要考虑到服务于道路两侧的建筑以及综合城市建设要求的方方面面，往往路床标高要与原地面标高很接近。正是由于路面高程的限制，导致路床常常比原地面标高底，所以在受到地下水的影响时，路床的强度达不到设计规范的要求。所以在设计中应注意结合工程质地勘察报告和道路设计报告，按照土基的干湿类型对路床进行适当的加强处理。在通常情况下，可以采用满足CBR要求的填料换填原材料，换填的深度可以根据实际情况决定。对于膨胀的土路基，可以根据路面膨胀的程度作出专门的设计处理。

2、设置垫层和底基层

在目前来看，沥青路面的设计通常采用半刚性的基层结构，常采用的基层大多是水泥或石灰粉煤灰等无机结合料稳定的碎石基层。在路面结构设计中，要考虑土基及路面结构层各层之间有着适当的模量比，这样才能够保证结构层受力后合理稳定。而提高路面耐久性的关键就在于保证层间结合状态的连续。因此，路面结构设计中增加粒料类垫层和无机结合料稳定类底基层，就可以高效地防止雨水和地下水对路面造成的影响，能保证路面的结构始终保持在干燥或者中湿的状态，延长路面的使用期限。

3、基层和底基层的厚度

基层作为沥青路面主要的承重层，就必须具有稳定性、耐久性和高性能的承载能力。可以根据交通量的大小、采用材料的性能等有利于施工进行的因素来确定基层的厚度。沥青路面通常采用的是半刚性基层，包括石灰稳定类、水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类等等。这些稳定类材料的基层一层适宜的厚度为18～20cm，如果压实机的性能比较先进的话，可以适当地提高基层一层的压实厚度。设计基层的厚度应该为基层一层适宜厚度的整数倍。

4、稀浆封层

稀浆分层可以作为新建路面的下封层和沥青路面的罩面。本文所描述的稀浆封层，是指新建路面的下封层。由于不参与沥青路面结构厚度的计算，稀浆封层在设计时往往容易被忽略。乳化沥青稀浆下封层铺筑于水泥、石灰等稳定碎石基层和沥青面层之间，主要功能包括：防止多雨地区道路运营期间由于雨水渗入基层而损害路面；可以作为施工期间还未铺筑沥青面层之前通车时的保护层；可以加强基层和沥青面层之间的联接，提高道路路面结构的整体性。在设计的过程中还应该注意下封层的设计，特别是在设计一些比较重要的道路，例如城市的主干道和新建的高速公路时，更应该重视对下封层的设计。乳化沥青稀浆可采用厚度6mm的ES―2型材料。还需要注意的是，应该在喷洒透层油之后再施工下封层，下封层是不能代替透油层的。

5、沥青路面的选择

沥青面层应该具有密实、抗滑、平整、耐久等性能。并且还要拥有高温抗车辙、低温抗开裂和良好的抗水损害的能力。沥青面层可以分为沥青贯入式、沥青表面处治、热拌沥青混合料三大类。沥青表面处治和沥青贯入式这两类面层档次比较低、使用的期限也比较短，城市道路一般不会采用。城市道路路面常常采用的是热拌沥青混合料面层。而热拌沥青混合料又可以分为沥青玛蹄脂碎石（SMA）、开级配抗滑面层（OGFC）、密级配沥青混凝土（AC）等三种类型。保证沥青路面质量问题和使用功能的关键就是选择沥青混合料的类型和设计配合比。为防止雨水下渗诱发水灾害，各结构层一般采用密实性沥青混合料。而当路面有两层或三层以上的沥青层时，至少应有一层是密实性沥青混合料。密实性沥青混合料又分为粗型（AC―C）和细型（AC―F）。

粗级配主要以粗级料为主，具有表面粗糙、构造的深度较大、抗变形、抗车辙性能比较好等特点。比较适用于多雨炎热、交通量又比较大的地区路面的表面层。中面层和下面层也可以采用粗级的配沥青混合料，从而增强抗车辙的能力。细级配因为细级料比较多，水稳定性、施工和易性、低温抗开裂、抗疲劳开裂的性能比较好。所以其表面细致、构造深度小，常常用于抗疲劳结构层。多用于交通量较少、干旱少雨、气候严寒的地区道路。沥青玛蹄脂碎石（SMA）是以间断级配作为主骨架，再利用沥青玛蹄脂作为结合料，经过一些列诸如拌合、摊铺、压实等形成的构造深度较大的抗滑面层。

五、结语

综上所述，随着各种新科技、新材料、新工艺的广泛应用到道路工程建设中，这保证沥青路面的建设质量打下了坚实的基础，但针对沥青路面设计阶段中存在的各种潜在质量问题仍需要格外注意，根据路面施工的实际情况因地制宜的选择路面施工材料，提高路面设计的标准，进而保证路面的通行质量做出铺垫。

参考文献：

[1] 张慧丽 黄守刚 孙海龙：《沥青稳定基层施工及经济效益分析》，《山西建筑》，2008年13期

[2] 胡明毅：《高速公路基层设计与施工探讨》，《科技资讯》，2008年02期

[3] 张岸斌：《对高速公路沥青路面早期破坏病害的探讨》，《建材与装饰(中旬刊)》，2007年12期