柳南高速公路水泥路面沥青加铺层合理结构厚度研究

刘春华 吴雨霖 周兴业

摘要：水泥混凝土路面沥青加铺层的结构厚度是否合理直接关系到路面改造项目的使用效果。文章以柳州至南宁高速公路白加黑改造项目为研究对象，分析了沥青铺装层总厚度和各个分层厚度的合理性。结果发现：柳南高速公路水泥路面沥青加铺层的各个结构层厚度以及结构层总厚度都较为合理，服役性能和使用效果较好，是一种成功的水泥路面沥青加铺结构。

关键词：沥青加铺层;水泥路面;合理厚度;应力吸收层;中面层

0 引言

在柳州至南宁高速公路（柳南高速）旧水泥混凝土路面改造项目中，沥青混凝土路面加铺结构厚度为12 cm或14 cm，自下而上的加铺结构组合为：2 cm应力吸收层AC10、6 cm或8 cm中面层AC20（AC25）、4 cm表面层SMA13。在水泥路面加铺沥青面层项目中，反射裂缝病害与车辙病害往往是交替出现的，加铺结构偏薄容易出现反射裂缝，而加铺结构偏厚则容易出现车辙。如何保证沥青铺装层各个结构层厚度和总加铺结构厚度的合理性，对于路面改造工程而言十分关键。为此，本文依托柳州至南宁高速公路白加黑改造项目，对这个问题进行系统地研究和分析。

1 柳南高速公路水泥路面加铺沥青面层结构方案

柳南高速公路水泥路面加铺沥青面层结构方案如表1所示。

2 沥青加铺结构总厚度的合理性评价

根据柳南高速公路加铺改造3年后的评价数据，对沥青加铺结构的总厚度进行评价。交通运输部公路科学研究院曾在柳南路施工期间对总加铺结构厚度进行了检测，结果汇总于表2。

在柳南高速公路路面結构中，结构1-1的中面层为6 cmAC20、总厚度为12 cm;结构1-2的中面层为8 cmAC20、总厚度为14 cm;结构1-3的中面层为8 cmAC25、总厚度为14 cm。从后评价的路况调查结果可以看出，尽管部分标段的局部路段存在一些轻微的车辙病害，但全线98%以上的路段道路状况十分良好。总体来看，结构1-1、结构1-2、结构1-3三种路面结构的道路使用状况差异不大。从各个标段的路况情况来看，靠近南宁的6-7标所使用的结构1-2使用效果要略优于另外两种结构，而且该路段的交通流量较1-5标更大。由此可见，采用14 cm的结构厚度效果要更好，故有必要针对交通量大或者旧水泥混凝土路面路况较差的情况，使用更厚的结构设计方案，这样更合理。

3 沥青加铺结构单层厚度的合理性评价

3.1 应力吸收层厚度评价

交通运输部公路科学研究院曾在柳南高速公路施工期间对应力吸收层的单层结构层厚度进行了检测，结果汇总于表3。

柳州至南宁高速公路改扩建工程中在旧水泥路面板上设置了一层厚度为2 cm的应力吸收层沥青混合料。当总加铺厚度只有12 cm或14 cm时，尽管应力吸收层较薄，但仍需要协调好抗反射裂缝能力和高温抗变形能力。为了解决这些问题，在柳州至南宁高速公路旧水泥混凝土路面改造中，研发并使用了一种新型的薄层应力吸收层材料，以富沥青含量和粗集料断级配为主要特点，使用常规的路面材料即可制备，在兼顾防反射裂缝和高温抗变形能力的同时，可有效节约造价，是一种性能较为优异、均衡的沥青混合料。

2 cm应力吸收层在施工过程中遇到的最大问题是如何保证压实度以及厚度，从表3中的汇总结果以及柳南路通车3年后的后评价数据结果来看，1～7标应力吸收层的单层厚度控制十分良好，平均厚度为2.1 cm。通车3年多来，整条高速公路没有反射裂缝的病害问题，应力吸收层的使用效果较好，这说明材料设计是成功的。从车辙路段的钻芯情况来看，没有发生由于应力吸收层变形过大而导致的车辙问题，这表明按照现有的应力吸收层材料组成设计方法和控制指标能够保证该层材料抵抗高温变形的能力。综合考虑之后，应力吸收层AC10的厚度可适当增加至2.5 cm。

3.2 中面层厚度评价

交通运输部公路科学研究院曾在柳南高速公路施工期间对中面层的单层结构层厚度进行了检测，结果汇总于表4。

如前所述，结构1-1的中面层为6 cmAC20，结构1-2的中面层为8 cmAC20，结构1-3的中面层为8 cmAC25，从表4中的汇总结果以及柳南高速公路通车3年后的后评价数据结果来看，结构1-1和结构1-2在道路使用状况上差异不大，考虑到结构1-2路段的交通量较大、路况较差，我们认为结构1-2使用的8 cmAC20铺装厚度更加合理，对于路况差、交通流量大的路段，应该增加中面层的结构厚度。

从结构1-2与结构1-3的车辙病害调查结果可知，结构1-2所表现出来的病害明显偏少，抵抗高温抗车辙性能更加优异。

3.3 表面层厚度评价

交通运输部公路科学研究院曾在柳南高速公路施工期间对表面层的单层结构层厚度进行了检测，结果汇总于表5。

如前所述，结构1-1、结构1-2、结构1-3三种结构的表面层均为4 cmSMA13，从表5中的汇总结果以及柳南路通车3年后的后评价数据结果来看，该层结构厚度能够满足设计要求，同时道路表面并未出现明显的裂缝、车辙、坑槽等病害，具有良好的路用性能，整体使用效果较好。

4 结语

为了研究水泥路面沥青加铺层的合理结构厚度，本文以柳州至南宁高速公路白加黑改造项目为研究对象，分析了沥青铺装层总厚度和各个分层厚度的合理性。研究结果发现：柳南高速公路水泥路面沥青加铺层的各个结构层厚度以及结构层总厚度都较为合理，服役性能和使用效果较好，是一种成功的水泥路面沥青加铺结构。

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作者简介：刘春华（1977—），高级工程师，工程硕士，主要从事高速公路建设、养护管理及交通工程技术、智慧高速研究工作;

吴雨霖（1973—），副高级工程师，工程硕士，主要从事高速公路项目建设管理、路面加铺改造项目管理、养护工程项目管理等工作;

周兴业（1982—），研究员，博士，主要从事沥青路面结构与材料研究工作。