浅谈沥青路面结构设计中存在的问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈沥青路面结构设计中存在的问 题 摘要:本文作者结合多年的设计工 作经验，就沥青路面结构设计中存在的 一些问题进行探讨,提出了合理建议，以 供参考。 中国论文网 /2/view-12913517.htm 关键词: 沥青混合料 ; 沥青路面; 结构设计; 设计参数 路面作为道路的重要组成部分， 设计中必须加以重视。沥青混凝土路面 因其有着行驶舒适、噪音小、施工周期 短、养护方便等优点, 在公路建设中受 到越来越多的青睐。从已建沥青路面的 使用情况上来看,沥青路面普遍达不到设 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 计寿命, 有些公路甚至使用不到两三年 就不得不进行大面积翻修。这其中的原 因是多方面的, 但也有不少是由于设计 过程中不够深入细致, 设计的沥青路面 结构不合理, 造成了使用性能上缺陷。 1 设计弯沉值的确定 高速公路、一级公路、二级公路 的路面结构, 以路表面回弹弯沉值、沥 青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料 层的层底拉应力为设计指标。三级公路、 四级 公路的路面结构以路表面回弹弯 沉值为设计指标。其中路表面回弹弯沉 值反映的是路面结构整体刚度, 路面各 层层底拉应力是作为控制结构层疲劳开 裂的设计指标。 目前, 由于对沥青层底拉应力的 检测手段和方法还都不完善, 设计单位 基本上都还是以设计弯沉值作为沥青路 面的设计指标。在设计弯沉值的计算上, 一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 般是根据项目可行性研究报告中 预测的年平均日交通量和车型比例组成, 来计算设计年限内一个车道上的累计当 量轴次, 再结合公路等级、车道数, 路 面结构 类型, 计算得出路面的设计弯沉 值。 由于可行性研究报告中预测的交 通量是确定公路建设标准的理论依据, 交通量的大小直接影响着公路等级、路 基宽度, 为了迎合某些领导的主观意志, 实际交通量预测中往往存在着人为因素, 不能反映出真实的交通需求。另外, 从 当前社会汽车保有量的发展速度来看, 特别是在经济发达地区, 已运营公路的 实际交通量增长率比当初理论上预测的 交通量要大很多,这就使得路面设计弯沉 的计算缺乏可靠的理论数据支持。 在车型比例组成上, 车种车型的 轴重分布以及车辆的空载、满载和超载 等因素很难在轴载计算中定量得以体现, 综合考虑这些因素, 路面设计弯沉的确 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 定 不能仅仅建立在理论计算的基础 上, 应该实事求是地根据工程实际经验 来确定。 2 路面结构类型的选择 沥青路面结构层次的合理选择和 安排，是整个路面结构是否能在设计使 用年限内承受行车荷载和自然因素的共 同作用，同时又能发挥各结构层的最大 效能，使整个路面结构经济合理的关键。 路面面层因直接承受行车和自然因素的 反复作用, 要求强度高 ( 抗拉和抗剪切) 、耐磨耗、抗滑、热稳性好和不透水, 因而通常选用粘结力较强的结合料和强 度高的集料作为面层材料。沥青面层可 以分为单层、双层或是三层。双层结构 分为表面层、下面层, 三层结构分为表 面层、中面层、下面层, 其中表面层应 具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的 性能; 中面层、下面层应具有高温抗车 辙、抗剪切、密实、基本不透水的性能, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 下面层应具有耐疲劳开裂的性能。面层 的类型应与公路等级、使用要求、交通 等级相适应。 基层主要承受由面层传递的车辆 竖向荷载, 并把它扩散到垫层或土基中, 具有足够强度和刚度的基层是高水平行 驶质量的必要保证。基层应根据当地材 料的调查, 根据交通量及其组成、气候 条件、筑路材料以及路基水文状况等因 素, 选择技术可靠、经济合理的结构层。 沥青路面结构组合设计是一项经 验性比较强的工作,实际工作中存在着以 下问题: ( 1) 沥青面层的组合设计中随意 性比较大。一般是结合交通量根据经验 而定, 如三、四级公路可采用单层式, 二级以上公路一般采用双层式, 交通量 特别大的一级公路和高速公路可采用三 层式。因此不同的设计人员可能会设计 出完全不同的路面结构, 特别是一级公 路, 在交通量相近的情况下,有的采用两 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 层式, 有的采用三层式, 两者的厚度差 别一般在 3 cm 以上, 这样设计出来的 路面结构要么 偏薄, 容易造成早期损坏 ; 要么 偏厚, 造成工程投资上的浪费。 ( 2) 在沥青层厚度的拟定上对于 最小压实厚度重视不够。为保证沥青混 合料形成均匀而压实稳定的结构层次, 各结构层必须具有一定的厚度, 规范要 求各层的厚度不宜小于 3 倍的混合料公 称最大粒径。例如当沥青层为 12 cm 时, 习惯上设计成上面层 5cm 中粒式 AC- 16+ 下面层 7 cm 粗粒式 AC-25, 这样 下面层的厚度与混合料的公称粒径就不 满足 3 倍比例关系。 ( 3) 气候条件的影响在设计过程 中容易忽视。如某些地区全年雨量充沛, 夏季气候炎热, 沥青面层的选择应密级 配沥青混合料( AC) , 密级配沥青混合 料又分为粗型( AC-C) 和细型 ( AC-F) , 分别适应不同的气候和交通量条件, 设 计中容易混淆这两种材料的适用性。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 ( 4) 路面基层设计不够合理。沥 青路面基本上都是采用半刚性基层, 基 层材料一般就地取材, 有水泥稳定类、 石灰及工业废渣稳定类等。基层的厚度 和水泥含量的控制也是设计中较难把握 的, 水泥剂量太小, 不能保证基层的强 度; 水泥剂量过大 , 不仅不经济, 而且还 容易引起基层裂缝的发展。基层的厚度 不仅要满足路面结构整体强度的要求, 还要考虑施工中分层压实效果。设计中 经常出现 25 cm 厚的基层厚度, 这样分 一层施工则太厚,难以压实; 分两层为 12 cm + 13 cm 则太薄, 导致基层产生过大 的拉应力而开裂。 3 路面材料设计参数的取值 路面设计中各结构层的材料设计 参数应根据公路等级和设计阶段的要求 确定, 高速公路、一级公路施工图设计 阶段应选取工程用路面材料实测设计参 数, 各级公路采用新材料时, 也必须实 测设计参数。高速公路、一级公路初步 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 设计阶段或二级及二级以下公路设计时 可借鉴本地区已有的试验资料或工程经 验确定。可行性研究阶段可参考规范中 附录设计参数。路面设计过程中需要的 材料设计参 数主要是沥青混合料和基层材料 抗压模量、劈裂强度以及土基的回弹模 量。 实际工作中, 设计单位一般没有 力量去进行路面材料的测试, 比较理想 的是在路面实施阶段获取第一手的设计 材料参数, 但是建设程序上, 工程的实 施必须是施工图设计文件经交通行政主 管部门批准后才能进行, 也就是路面结 构设计完成后才能实施,所以造成从可行 性研究到施工图设计, 路面设计中材料 参数大多都只是根据规范中附录的材料 设计参数参考资料取值。而规范由于是 面向全国的, 考虑了不同地区、不同气 候条件等因素的影响, 给出的设计参数 范围比较宽泛, 如中粒式沥青混凝土在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 20 时的抗压模量, 规范给出的参考值 是 1000 1400 MPa,高值和低值之间相 差的幅度有 40%之大。 设计人员取值的随意性比较大, 有的就保守的取参考值中的低值, 这样 事实上就给施工单位预留了很大的“偷 工减料”的空间 , 造成施工质量不高, 出 不了精品工程。 4 结束语 ( 1) 设计弯沉值应该在理论计算 的基础上,