沥青混凝土路面结构设计探析

王军

【摘 要】文章对沥青混凝土路面结构设计中的常见问题进行了总结，提出了结构设计中应该注意的问题，最后对沥青路面加铺的结构设计进行了分析，确保沥青混凝土路面结构的设计质量。

【关键词】沥青混凝土路面；结构设计；问题

1 沥青混凝土路面结构设计中常见问墨

1.1 理论验算结果缺乏准确性

按照现行道路路面设计规范，在验算路面结构拉弯应力时，要假定道路层间接触条件为连续接触，在这种情况下，获得的应力验算结果显示道路路面结构不会发生拉弯疲劳。但是在实际施工过程中，道路沥青面层与半刚性基层并不能做到连续，而施工过程中的污染、施工的非连续也被排除在应力验算之外，最终导致验算结果缺乏准确性，路面结构设计也会因此而出现不合理的结果。

1.2 设计指标不可控

设计指标不可控是沥青混凝土路面结构设计中存在的主要问题。目前，国内道路路面建设过程仍以道路弯沉指标作为基本标准，许多道路建设理论弯沉值非常小，道路本不应该出现破坏问题，但是实际上却发生了渗水、车辙、裂缝等诸多病害，这与设计指标不可控有必然关系。

1.3 路面材料设计参数脱离实际路用性能

在路面设计过程中，需要借助大量理论计算，以评估和分析路面材料设计参数，使路面计算结果呈现出较强的科学性和先进性。但是，由于材料设计参数一般都是在实验室中获取与实际施工环境存在着非常明显的区别，这就导致路面材料设计参数严重脱离了实际路用性能，路面结构的不可控性也因此而大大增强。

2 沥膏混凝土路面结构设计注意的问题

2.1 选用优质的原材料

沥青材料会在一定程度上影响到路面的高温抗车辙能力、低温抗裂能力及耐久性，在选择沥青材料时，不仅要满足基本的规范要求，还要尽量提高指标要求。以高速公路路面为例，其路面上面层要尽量选用改性沥青，改性沥青因掺加了高分子聚合物、树脂、橡胶等改进剂，或进行了轻度氧化加工，因而比普通沥青拥有更好的高温稳定性，对低温弯曲试验的破坏应变能力也有很大提高。对于重载较多或环境条件恶劣的路段，道路中面层也要尽量选用改性沥青。路面面层石料要选用耐磨性好、强度高，且与沥青有较好粘结性的中基性石料，若石料与沥青的粘结性较差，需在沥青中添加抗剥落剂等表面活性剂，以增加沥青对集料的粘结力。

3 选择合适的路面结构类型

3.1 面层、基层与底基层、垫层结构

沥青面层有热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、沥青贯入式、沥青表面处治与稀浆封层几种不同类型。热拌沥青混合料、沥青贯入式适用于二、三级公路面层，以及柔性基层、调平层。沥青表面处治与稀浆封层适合用在三、四级公路面层及各级公路上、下封层。冷拌沥青混合料宜用在三、四级公路面层。对于基层与底基层，应依据实际交通量大小、材料力学性能以及扩散应力效果，充分利用压实机具的功能，各结构层的材料变化不宜频繁，要以便于施工组织、质量控制为原则。垫层材料宜使用砂砾、粗砂、碎石、煤渣等粒料，或水泥、石灰煤渣稳定粗粒土等。为了避免软弱路基对粒料底基层、垫层造成污染，同时对地下水加以隔断，应在路基顶面铺设土工合成材料作为隔离层。垫层需与路基保持同宽，其厚度不得低于15cm。

3.2 沥青混凝土路面结构设计

沥青混凝土路面结构的水稳定性和高温稳定性是路面结构设计中需要重点考虑的指标，对于路面结构设计中车辙动稳定度应该不低于1200次/min，同时，对于矿料设计孔隙率的取值范围，对于上面层应该在5%-10%，中面层为4%-6%，对于下面层3%-5%。对于集料的选择，应该从性能指标和集料的质量等多方面进行控制，对混合料的配合比进行合理的设计，确保沥青混合料的各项性能指标满足要求，确保路面结构的水稳定性和高温稳定性满足要求。对于高速公路的路面结构下面层混凝土厚度应该不低于8cm，中层改性沥青混合料的厚度不低于5cm，对于上层改性沥青的厚度应该大于4cm，从而确保路面结构的强度满足要求，有效延长路面的使用寿命。

3.3 路面排水设计

路面排水系统的设计是防止路面结构出现破坏现象的关键。路面长时间的积水容易导致道路骨架结构受到雨水的侵蚀，进而出现严重的路面形变和开裂等问题。因此，在实际的设计过程中，应该尽量保持路面良好的排水性能，保持道路排水系统的通畅性。

4 沥青路面加铺设计

对于一些旧水泥混凝土或者沥青路面，可以直接加铺沥青路面来改善路面结构，依据沥青路面旧路评价结果的不同，加铺层结构的设计和重点主要包括以下两种：第一种属于功能性恢复，处理方法主要有两种：一种是先处理沥青路面的表面，然后直接将一层罩面加铺其上；另一种是在沥青路面上铣刨一层路面，然后将两层罩面加铺其上。第二种属于补强结构，按照沥青路面不同的结构强度，来选择和设计不同的补强方案，例如，如果沥青路面有网裂出现于面层内部，那么需要使用沥青面层翻修补强的方法；如果已经有部分基层出现病害，且存在非常明显的沉陷和疲劳破坏在路面之上，那么针对缺少基层承载能力的路段，应当使用高模量沥青混凝土或者沥青混凝土基层进行补强；如果沥青路面出现非常严重的病害，且对路面结构进行检测后，发现弯沉已经达到设计弯沉的150%至200%，那么應当使用水泥稳定级配碎石材料或者高模量沥青混凝土进行补强；如果沥青路面的危害程度已经达到一定水平，如路面弯沉已经达到设计弯沉的200%以上，那么必须采用水泥混凝土或者贫混凝土对其进行补强。需要注意的是，在补强完旧路基层后，应当保证新建沥青路面的结构符合最初设计的加铺沥青面层结构。由于影响沥青路面加铺的因素非常多样，因此，针对加铺层的最底层，应当控制好最小厚度，同时做好最下一层路面的调平。此外，城市道路相对比较复杂，所以在设计加铺结构时，必须与施工进程保持呼应，如果实际情况有所变化，必须第一时间调整设计方案。同时，可以专门设计行车道中的检查井，避免出现沉陷病害，保障路面能够顺平的连接。

5 总结

综上所述，基于我国城市化进程的不断加快，城市人口数量逐年增加，城市道路所承载的压力也越来越大，如果沥青混凝土路面结构的强度不满足设计要求，必然会引起早期病害的出现。因此，无论是新修沥青路面还是改扩建加铺沥青路面，都应该做好相应的结构设计，确保沥青路面的使用寿命。

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