高速公路沥青路面结构设计若干问题研究

2022-10-26

沥青公路具有耐压强度大、力学性质好等特点, 已经成功应用到我国公路建设中, 对我国公路工程的建设和发展带来了巨大效益。但是由于结构设计不合理, 导致沥青路面受到了较大影响, 缩短了使用年限。因此必须加强结构设计研究, 满足沥青路面要求。

一、高速公路路面结构设计遵循的原则

结合高速公路路面结构设计特点, 实际设计中必须遵循以下原则。

第一, 具有较高的承载力。高速公路上行驶的车辆数量多, 而且速度较快, 要求公路必须具有较高承载力, 满足安全行车需求。因此设计路面结构时, 必须结合材料特点及负荷变化等规范操作。

第二, 满足稳定性与耐久性要求。由于区域情况差异较大, 导致高速公路的自然环境也有所不同, 因此必须结合气候环境等特点, 选择材料或路面结构, 主要目的是减少病害发生。例如在气温较低的地区, 为了避免基层遇冷形成干裂缝, 要求必须控制好沥青面层材料及厚度;雨水较多或潮湿地区, 要求做好车辙防范工作, 结合地区环境特点灵活选择。

第三, 选择经济方案。我国高速公路建设耗资较多, 要求在技术合理的技术上选择经济方案。

二、做好高速公路结构层设计

(一) 结构层组合设计

目前结构层组合主要由基层+沥青路面;刚性基层+沥青路面;全厚式沥青路面;混合式沥青路面组成, 其中半刚性+沥青路面结构应用的较多, 路面承载层主要是半刚性基层, 此种组合最显著的特点就是造价较低。刚性基层+沥青路面主要应用混凝土操作, 提升了路面承载力, 但受混凝土自身性质影响, 容易出现开裂问题, 养护难度较大, 而且耗费了较多成本。全厚式沥青基层与面层使用沥青稳定材料, 具有粘弹性, 容易发生塑性变形, 成本投入高, 但使用寿命较长, 而且维修简单。混合式沥青路面主要将沥青铺设在半刚性基层与沥青面层中, 降低了路基损害, 而且控制了辐射式裂缝。

(二) 选择结构层材料

垫层、面层与基层材料较重要。一般在地下水位较高或排水不佳等位置, 要求设置垫层, 主要应用碎石、矿渣等铺设, 满足透水性要求, 而且要控制好垫层与路基宽度, 促进排水工作的进行。现阶段, 我国高速公路设计中依然存在严重的强基薄面思想, 要求承载层负荷必须在耐压、耐久与抗水等方面满足要求, 基层材料主要由柔性基层、稳定类基层与复合式基层等组成, 其中水泥稳定碎石基层应用的较多。设计面层时, 要求高速公路进行三层式设计, 合理选择稳定材料厚度与类型, 上层做好路面抗滑与抗裂等设计;中层选择强度较大及具有抗变形的沥青材料;底层选择耐久性较好的材料, 避免发生开裂。表1给出了多谁是沥青混凝土矿料级配范围。

(三) 结构层厚度设计

我国公路路面使用的材料主要是沥青类材料, 进行高速公路路面结构设计时, 可利用控制路表回弹弯沉值及沥青面层与基层的拉应力方式提高路面承载力。本次研究的高速公路地多雨潮湿, 目前交通部门进行路面结构研究时, 充分应用了并参考了国内外研究成果, 同时提出了新型组合式沥青混凝土路面与结构设计。新型路面结构设置为如下:路床、30厘米厚水泥稳定碎石底基层、16厘米厚级配碎石基层、粘层、16厘米厚后沥青稳定碎石ATB-25、6厘米厚AC-20C中粒式沥青砼中面层、4厘米厚沥青砼抗滑层AC-13C。

三、沥青路面防水设计

沥青路面经常会受雨水影响出现损坏, 因此必须加强路基路面强度与稳定性控制, 做好排水设计。从排水设计类型上分析, 主要由路表排水与路面排水组成, 具体分析如下。

(一) 防水设计

进行沥青路面结构层设计时, 一般将第一层看作透水层, 如果不考虑此层状况, 要求另设防水层防水。

(二) 排水层设计

理论上路面结构层会顺着基层表面流向低位置, 底层主要设置了空隙率较大的沥青碎石, 主要目的是给水提供通道, 加快水排放。但是从实际情况来看, 即使集成路面强度得到保证, 或者界面较干净, 也不能避免负荷压力引起面层水外排放。因此必须从以下三方面分析:一方面, 将一层沥青薄膜设置在基层表面, 密封基层, 避免水冲刷, 同时给水提供光滑的通道;另一方面, 高速公路设置有高速分离带, 应该设置纵向排水沟, 不仅要排出路表水, 而且促进下渗水的排出。最后一方面, 软土地基在长期应用后, 路基沉降影响, 道路路面横坡度不断降低, 因此必须设置路面横坡值, 尽量高处预拱度, 保证水顺着横坡基层顺利排出。

结束语

路基强度与稳定已经成为影响高速公路路面使用质量的主要因素, 为了延长高速公路使用年限, 提高路面稳定相, 要求必须做好结构设计, 主要从结构材料选择及结构厚度控制两方面进行分析, 认真做好防水。同时还要对路面结构设计中存在的问题进行归类分析, 并针对性解决。此外, 还要加强公路养护, 延长沥青路面的使用寿命。

摘要：近几年, 随着经济的发展, 高速公路建设量越来越多。沥青路面是当前高速公路结构设计中应用较多的路面, 但是受多方面因素影响, 导致实际应用中经常出现开裂或车辙等问题, 影响了车辆的正常行驶, 严重时将引发交通事故。本次主要对高速公路沥青路面结构设计存在的问题进行分析, 并提出了相关建议, 希望可以给相关人员提供借鉴。

关键词：高速公路,沥青路面,结构设计,存在问题