公路沥青路面设计问题探讨

李婷婷

【摘 要】近年来，随着经济建设的逐渐加快，对于公路工程的建设也有了更高的要求，本文主要分析了公路沥青路面设计的问题，并总结出其设计措施，从而为沥青公路的建设提供帮助。

【关键词】经济建设；沥青路面；设计措施

引言

公路沥青混凝土路面的建设质量和水平不仅代表本地区经济整体发展水平，对本地区的经济的整体发展能力的群众的出行有重要的影响。因此必须推进公路沥青混凝土路面的建设，掌握公路设计原则，引进先进的管理方式和技术手段，应用新式试验检测仪。同时需要加强路面建设的组织管理，强化沥青路面施工质量监督，提升公路路面的建设水平。

1、公路沥青路面设计存在的问题

1.1力学设计方法存在差异

现有的公路沥青混凝土路面设计逐渐沦为形式主义，设计单位不重视路面整体设计结构，导致设计深度不够。部分理论材料仅仅是为了数据分析，没有定期对资料进行审核整理。同时力学设计方式是实践中的重要组成部分，由于各地区路面厚度不同、材料类型也存在差异，导致参数指标和实际不符，严重影响力学实验结果的准确性。实践中所谓的成功力学实验多是典型结构，无具体实践案例。

1.2设计和实践存在一定的差异

当前公路路面设计过程中，施工队伍是设计的主体。在设计施工过程中需要掌握基本的生产过程，将先进的设计理念应用到实践中。当前公路沥青混凝土建设过程中，设计要点和实践存在一定的差异，这也是造成路面设计长期处于低水平的关键性因素。

1.3材料和路面结构差异较大

公路沥青混凝土路面设计需要充分考虑材料和路面结构之间的关系。当前路面结构设计过程中仅考虑了路面结构设计的合理性，忽视了材料的特殊性。现有的路面设计规范中对路面的考虑仅是一个静态的模量，没有对土基参数进行考量，忽视了路面结构和使用寿命之间的联系。当前路面设计采用的是经验力学的模式，例如应用到马歇尔设计方式，对应用指标的稳定性和管理值进行测量，忽视了稳定性和弹性模量之间的关系。

2、路面结构设计理论与方法

关于沥青路面结构应力的分析理论，在历史上先后有弹性半空间体理论和弹性层状体系理论。弹性层状体系只是一种理想的结构模型，因为沥青路面是用沥青材料作结合料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。弹性层状体系理论较弹性半空间体理论更能反映沥青路面的实际工作状况。

沥青路面是层状体系，沥青混合料是一种粘弹性材料，在荷载作用下其应力应变关系一般呈非线性特性，那么变量应随应力作用时间而变化，并且在应力卸除后会有残余变形不能恢复。因此，从力学性质上讲，沥青路面属于非线性的粘弹塑性综合体。但是，考虑到动荷载的特性，行驶车轮作用的瞬时性，而由此在路面结构中产生的粘塑性变形比较小，所以可以将路面结构厚度大、强度高的高等级路面结构视为线弹性体，计算时按线弹性层状体系理论分析。

3、提高公路沥青路面设计的措施

3.1对路基进行调查

分析路基的稳定性、强度及路基內的排水情况，对旧路路床范围内的路基土取样试验，判断路基土的分层含水量、土质类型及承载力。对于局部路基积水严重情况，挖除旧路基填土，换填合格填料并压实后，再铺筑新路面；对于路床填料含水量过高情况，应在相应位置，设置纵向盲沟，导排路基内积水；对路基稳定性、强度及排水不良路段，应根据实际情况，采取针对性处理措施，确保该项目路基满足运营要求。

3.2合理选择路面结合类型

合理地选择路面结合类型具有非常实际的作用，是保障路面功能正常使用的基础，在满足基本工程施工均匀性的基础上，其强度必须要能够满足未来道路承载力的实际需求。在对面层类型进行选择时，要依据当地的原材料、天气情况以及交通情况等来进行有效的选择，对上、中、下面层要根据路面要求的实际情况来选择合适的沥青混合料结构。笔者认为上面层易选择SMA类型，中、下面层易选择AC-20I、AC-16I类型。

3.3确定路面设计参数

针对当前路面设计过程中参数不准确的情况，需要对建设材料和施工特点进行综合分析，应用最新的设计理念，保证路面设计参数的合理性。当前采用的计算方式，将设计参数停留在静态设计过程中，保证模量阶段数据设计的合理性。路面设计中主要包括：参数设计、材料设计、结构设计、布局调整等方面。当前路面设计过程中，路面受限较多，部分设计方式和实验策略和现有的合计方案不符，因此需要保证基本参数。在实践中要注意积累各种材料的试验数据，和施工单位保持密切的联系，了解路面材料在实际工程中的不同参数，确定参数对设计方案的影响。将设计形式落实到实践中，克服不同因素的消极影响，确定最终设计参数。

3.4对设计方案进行比较分析

路面结构设计涉及到多个方面，为了解决设计实际问题，需要对多方资料进行合理的分析，选出最佳的实践方案。在设计过程中需要对不同设计方案进行分析，结合当地自然气候、对建筑材料和交通载荷进行系统的分析。路面设计需要综合考虑交通构成因素、水文地质材料、筑路建设材料等因素，因地制宜，合理选材，有助于进行实时养护。在选择过程中需要以节约投资原则为基础，合理对材料进行组合。综合分析多个设计方案，最终选择资金投入最少，最科学合理的方案。

3.5考虑设计中的路面指标要求

对于不同级别的路面标准，要求的设计指标是不同的。对一、二级的路面来讲，按沥青混凝土的拉应力以及路面回弹弯沉值等作为参考要求，而三、四级路面的设计指标是按路表面设计弯沉值来进行的。不管哪种级别指标的设计都是以各类车型的轴载为参考的。路面结构的设计要充分考虑车辆的轴载大小，要能适合多种车辆对道路质量的要求，要增大其使用寿命周期。对轴载进行预估是在实地调查的层面上进行的，在路面设计调查时已经有了一个最大的轴载数据，可是预估的轴载要比这个数据大，并且在设计期间对该数据的调查一定是在与实际情况相结合的基础上进行的。我们要把实地调查出来的数据按照要求的标准转换成当量周次，以此来确定道路的交通等级。

3.6评价路面结构的承载能力

根据JTJ073.2—2001公路沥青路面养护技术规范，对旧路面进行弯沉检测，计算求出各路段的实测路表代表弯沉值，采用下式对原沥青路面强度进行评价，即对路面结构的承载能力进行评价：SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值。路面设计弯沉值可以利用设计当年交通量，根据历年国民经济发展状况，结合三级公路设计基准年限反算三级公路设计年限初的交通量及交通量增长速度，进而计算设计基准年限内的累计标准轴载，结合路面面层、基层、垫层类型计算得出路面设计弯沉值。

3.7沥青砼合理设计

如果沥青含量过高就会导致沥青面層出现泛油的现象，如果油石比过大会严重地降低沥青砼的抗变形能力。混合料的设计不合理是造成这种现象的主要原因。因此现在很多设计中都采用马歇尔试验方法来进行，该理论是将双面各级实50次所得的最大密实度的沥青用量作为最佳沥青用量。根据相关调查资料显示，由于公路的大型车辆以及超载现象的不断发生，使实验室的实验密实度明显地低于实际路面中的数据，同时也会出现空隙率高于实际路面的数据。可想而知，室内对沥青用量的测量数据肯定会高于实际路面的要求。因此，笔者建议在对沥青用量进行合理设计时，要加大实验的次数，这样才能使得出的数据更有准确性。

3.8确保面层的压实度

就目前来看，很多公路的面层压实度都比较差，不是压实不匀称就是压实度不符合要求，使沥青砼出现局部空隙较大的情况，这样很容易造成水的流入，会出现车辙、配料松落等情况，笔者建议路面的上层不能出现低于97%的压实度情况，其他两层的压实度必须高于96%。

结束语

沥青路面已经在高速公路上广泛使用。加上交通量的快速增长，原有的沥青路面结构不能满足长期使用重车道、特重车道高速公路对沥青路面的要求。因此，要做好公路沥青路面的设计工作，从而为其施工与是使用寿命奠定良好的基础。

参考文献：

[1]伍卫良.沥青路面大中修工程关键技术研究[D].华南理工大学，2010.

[2]陈团结.高速公路沥青路面性能评价技术及补强设计方法研究[D].长安大学，2003.

[3]曲向进.浅谈高速公路沥青路面设计[J].东北公路，2001，02：8-10+83.