国省道沥青路面设计中存在的问题及改进策略分析

梁世超　杜松

摘要：近些年我国国民经济飞速发展，交通运输行业也取得了很大的进步，耐久高效的运输条件在很大程度上推动我国综合实力的不断提升，而路面设计是道路工程建设过程中最为重要的一项内容，路面结构一旦受到破坏就会严重威胁到整个道路工程的使用安全性和寿命，特别是随着车辆载重和交通量的持续不断增长，想要不断延长路面和道路工程使用寿命就对路面设计工作提出了更大的挑战，要求在具体设计过程中要结合实际情况合理设计路面结构和混合料配比，并保证施工原材料质量符合工程建设实际要求。就我国目前情况来看，沥青路面是综合性能比较高的一种路面形式，本文就国省道沥青路面设计中存在的问题及改进策略进行简要分析。

Abstract： In recent years， China's national economy has developed rapidly， and the transportation industry has made great progress. Durable and efficient transportation conditions have promoted the continuous improvement of China's comprehensive strength. The pavement design is the most important content in the road engineering construction process. Once the pavement structure is damaged， it will seriously threaten the safety and life of the entire road project. Especially with the continuous increase of vehicle load and traffic volume， continuously extending the service life of pavement and road engineering poses greater challenges to pavement design. It is required to reasonably design the pavement structure and the mix ratio in the specific design process in accordance with the actual situation， and ensure that the quality of the construction raw materials meets the actual requirements of the project construction. As far as the current situation in China is concerned， asphalt pavement is a kind of pavement with relatively high comprehensive performance. This article briefly analyzes the problems and improvement strategies in the design of national and provincial highway asphalt pavement.

关键词：国省道;沥青路面;设计;存在问题;改进策略

Key words： national and provincial highway;asphalt pavement;design;problems;improvement strategies

中图分类号：U416                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）05-0078-02

1  沥青路面设计流程

1.1 搜集整理资料  在沥青路面设计工作开始之前，相关工作人员就应该深入现场对该区域的气温、地质、水文以及湿度等各方面情况进行详细勘察和了解，同时还需要对项目范围内相关的建筑情况，环境影响因素、设计年限、项目交通量以及交通组成等多方面资料进行搜集与整理，为设计工作提供可靠真实的依据。

1.2 完成路面结构组合设计  在路面结构组合设计过程当中，首先是充分结合工程项目所在区域的地质水文条件和气候环境等确定出最为科学合理的路面基本结构类型和施工过程中所需要用到的施工材料。其次还需要对一些区域性的筑路材料进行详细了解，在具体设计过程中要对材料的特性和相关数据参数充分明确，然后结合实际情况设计出几种组合方案，并从中选出一种最为科学合理的方案。由专业人员对国省道路工程实际运营过程中需要承受的彎沉情况、累计标准轴载、路面厚度以及半刚性底基层所承受的拉应力，再根据路面具体厚度对沥青碎石上基层最大剪应力、基层上面层进行计算。最后再结合基层功能特性、拉应力特点和具体大小合理确定路面层结构类型。

1.3 不同设计方案选择  在对设计方案选择的时候，工作人员不但要考虑各种设计影响因素，同时还要对经济和技术层面相关因素引起足够的重视，并结合以往的沥青路面设计和养护经验总结，准确估算每一种设计方案需要投入的养护费用和全部成本，然后从中选出性价比最高的一种。与此同时在选择设计方案的时候还要对沥青路面建设方对工程建设所提出的各项要求引起重点关注，总是综合多方面因素进行分析，最终选择出最为科学合理的一种方案。

2  国省道沥青路面设计

2.1 面层结构设计

2.1.1 面层  我国现如今在国省道公路建设过程中所采用的沥青路面面层施工技术通常情况下包括沥青混合料冷拌、稀浆封层、沥青贯入和沥青混合料热拌几大类，其中沥青混合料热拌在柔性基層、调平层、二级和三级公路路面应用较为广泛。

2.1.2 基层与底基层  在对基层和底基层厚度进行确定的时候，需要我们对施工过程中所采用原材料的应力扩散效果、力学性能还有实际交通量情况和压实机械设备是否可以在环境下顺利开展压力作业等多方面影响因素，为了更好地保证工程最终施工质量和管理工作的顺利开展，通常情况下不同结构层所选用的施工材料不能出现差别过大的情况。

2.1.3 垫层  国省道沥青路面垫层材料一般采用矿渣、砂砾、粗砂或者是煤渣，如果选用的粗粒土则还需要石灰粉、水泥、石灰煤渣以及煤炭的辅助，以更好地保证结构层的稳定性，垫层的设计宽度一般情况下应该和路基保持一致，并将其控制在15厘米以上。如果路基地下水比较浅的话，还需要施工人员做好相应的排水处理措施，防止垫层材料的使用污染地下水资源。

2.2 结构层层间结合设计  根据以往经验总结，半刚性基层沥青路面在实际应用过程中很容易出现收缩裂缝和反射裂缝病害，这就要求在前期设计工作中对密实性骨架进行选择的时候，一定要对施工材料中的结合料、细料和水分含量进行严格把控，在条件允许前提之下尽量增加沥青面层厚度，也可以在半刚性基层上适当增加一定的应力吸收层，该层一般情况下可以利用能够承受高温的合成材料或者是改性沥青吸收膜进行铺设。通过有效提高路面不同结构层之间的紧密度而大大提升路面结构的整体性能，同时也避免了各层间发生滑移现象，设计人员在设计结构层层间结构的时候，最好在不同层面之间适当增加一定量的黏层沥青，我国目前比较常见的是乳化沥青或者是0.3到0.6.kg/m2的改性沥青，也可以将液体沥青和稀释沥青洒布到基层结构以形成一层透层沥青，具体洒布的数量需要根据现场具体情况进行合理确定，目的就是将透层沥青的渗透性能发挥到最大，一般渗入系数应该控制在3mm到6mm之间。另外还需要注意的是，半刚性基层一般设置在下封层的下方，封层厚度一般为6mm左右，采取改性沥青稀浆或者是沥青单层表面处理，如果设计方案当中出现了双层的半刚性基层，那么工作就还需要实施碾压和连续摊铺等施工工艺。

3  设计要点

3.1 提高沥青混合料结构层的高温稳定性  沥青路面高温稳定性其实就指的是路面的抗车辙能力，相关研究表明，沥青混凝土材料性能和厚度与混凝土的车辙深度之间存在非常紧密的关联，一般规律为沥青混凝土层越薄，车辙就会越浅。站在抗车辙角度来看，半刚性基层沥青混凝土结构面层不需要太厚，想要提升其高温稳定性可以对混合料的力学性质进行改善，具体可以从以下几个方面进行着手：通过提高碎石的含量可以降低粗骨料结构的空隙率，同时还需要对中层和下层混合料的抗车辙性能进行充分考虑，研究发现沥青路面下8cm到10cm所承受的车辆冲击剪力达到最高值，所以可以通过提高沥青路面中面层抗车辙性能来增强沥青路面整体质量。

3.2 改善沥青混合料结构层的排水、防水能力  现如今人们对国省道沥青路面早期各种破坏现象引起了高度重视，在各种损害现象当中，水害是最为常见的一种，所以在沥青路面设计过程中，设计人员需要对水损害引起足够的重视。沥青路面水损害其实就是沥青混凝土结构层当中渗入了一定的雨水，当车辆经过此路段的时候会使沥青混凝土结构内部产生动水压力，在湿度较大和气温较高环境下，石料上的沥青就很容易发生脱落现象，也就是我们常说的沥青路面泛油，严重的时候还有可能会导致坑槽或者是松散现象的发生。沥青路面如果早期出现车槽大多数情况下都是中层和下层路面发生了松散现象，为了更好地避免沥青路面发生水害现象，我国以往传统的沥青路面面层结构设计过程中上中下三层都采用的密实性沥青混凝土，但是也存在一定的应用缺陷，根据相关规范与标准要求，密实性沥青混凝土的设计空隙率一般情况应该控制在3%到6%之间，同时还要对现场的密实度引起重点关注，实践证明，混合料空隙率和沥青混凝土水损害之间存在较大的关联，因为孔隙越大，雨水就更加容易渗入。所以如果只是依靠堵水和防水措施想要完全规避沥青路面水损害是不可能实现的，在沥青路面防水设计过程中一定要结合实际情况选择最为科学合理的排水和堵水方案，并将两项防水措施进行紧密结合。可采用改性沥青稀浆封层作下封层，防止雨水渗入到基层，同时防止地下毛细水渗入到沥青面层中。并设置沥青混凝土层的排水功能。

3.3 保证沥青混合料表面层的抗滑能力  抗滑能力同样也是沥青路面设计过程中非常重要的一项内容，就我国目前情况来看，国省道沥青路面抗滑设计指标主要包括抗滑系数和构造深度两个方面，站在不同的角度，两项指标在不同条件下路面的抗滑性能存在一定的差异。我国早期修建的国省道公路沥青路面构造深度都不是很明确，直到90年代中期我国才开始将SMA和SAC新型沥青混凝土应用到路面表面层结构当中。由于此类混凝土材料的构造深度大，且密实度好，所以可以很好地防止雨水渗入沥青路面结构，根据以往经验总结，提高路面抗滑能力和防止水害是我国沥青路面表面层设计工作中的一个重点问题。

3.4 保证沥青混凝土结构层与基面的粘接性  沥青路面各层间之间的粘结性也是设计工作中的重点内容，沥青混凝土路面基层和土层之间的粘结，尤其是路面下卧层和沥青铺装层之间的粘结更是重中之重，同时也是设计中的难点，不管是哪一类界面粘结，都需要我们采用质量过硬的粘结材料，保证粘结力符合工程建设实际要求，提升层间的抗剪强度。

3.5 降低沥青路面的滚动噪声  噪音同样也是一种主要的环境污染源，而车辆在行驶过程中难免会出现一定的滚动噪音，这也属于交通道路噪音的一种类型，沥青路面噪音一般在73到76dB之间，研究表明影响轮胎滚动噪音大小的主要因素是其表面构造情况，通过采用嵌压石屑、增大集料粒径或者是表面处治等措施提高沥青面层的抗滑性能，同时也可以在一定程度上增加路面表面的滚动噪声。将其应用到多孔李其功能混凝土面层可以有效提高其排水能力，同时也可以有效的吸收滚动噪声，并减弱声音在路表面的传播，是我国目前降低沥青路面滚动噪声较为不错的一种措施。

总而言之，路面设计工作对国省道沥青路面施工质量具有决定性作用，而设计方法是否合理也和整条道路最终建设质量之间存在非常紧密的关联，同时还应该充分结合现代化新型设计理念和环保要求，保证设计方案的科学性和合理性，也可以对现代化设计软件进行一定的运用，以有效提高道路路面设计质量，提高路面交通运输性能，促进我国交通运输行业的可持续发展。

参考文献：

[1]谷力，胡军华，钟方平，吴华秋.沥青路面常见病害成因分析及防治措施研究[J].居舍，2018（33）：16.

[2]高波.沥青路面工程的施工组织设计[J].价值工程，2018，37（35）：216-217.

[3]吴凡，吴广文，仰建岗.沥青路面就地热再生沥青混合料配合比设计[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（11）：136-138.

[4]李干椿，左彬，李涛，胡金磊.沥青柔性基层设计与应用研究综述[J].科学技术创新，2018（31）：124-125.

[5]何浅.沥青路面损坏及结构层设计实践[J].智能城市，2018，4（20）：101-102.