小議市政工程中瀝青路面加鋪層設計

李艷秋

摘 要：瀝青路面隨著使用時間的延長超過一定使用年限后便不能滿足正常行車交通的要求其承載能力以及使用性能將不斷的降低這就需要采取補強或改建的措施。當原有路面需要提高等級時就要求對不符合技術標準的路段先進行優化改善一般情況下對改建段按新建路面進行設計，主要采取提高路基、加寬路面以及調整縱坡的方式進行；當在原有路面上補強時通常按改建路面進行重新設計，路面補強的設計工作主要包括對現有路面結構狀況調查、彎沉評定以及補強厚度計算等工作進行。

關鍵詞：市政工程 瀝青路面 質量 技術控制 設計 補強

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

瀝青路面上加鋪瀝青混凝土加鋪層由于舊路面和加鋪層都采用柔性材料可采用彈性層狀體系理論計算加鋪層厚度把舊路面上測得的彎沉值換算為舊路面當量回彈橫量。按照規定，瀝青路面翻修的主要方法是在瀝青路面上加鋪瀝青混凝土加鋪層，由于舊路面和加鋪層都采用柔性材料加鋪層設計可以應用彈性層狀體理論按照新路面進行設計。此時，需要在現有市政道路采集各路段土基的材料的彈性模量、路面厚度及回彈模量等技術指標，但是，這些工作不能很快地完成，還需要得到這些參數再進行大量的實驗才能完成，在目前的市政道路上很容易進行彎沉測量，實驗工作可以實現自動化，如果使用自動彎沉儀能夠較迅速地完成。因此，加鋪設計普遍地采用以彎沉為指標的方法，可對目前現有路面測得的彎沉引用當量回彈模量的概念換算為假設的路基模量，再用層狀體系理論的彎沉公式進行加鋪計算，市政道路瀝青路面設計規范規定，加鋪層設計方法是采用當量回彈模量法把原本是層狀體系的現有路面看作是表面有相同彎沉的均質路基的彈性模量。加鋪設計時，先對原有路面的當量回彈模量進行計算，若加鋪單層時，以雙層彈性體系為設計計算的力學模型，加鋪n-1層時以n層彈性體系為力學模型計算。加鋪設計時，仍以設計彎沉值作為路面整體剛度的控制指標；對于城市主干路以上的道路還應驗算加鋪層層底拉應力、容許應力、各加鋪層層底拉應力以及設計彎沉值并以彎沉綜合修正系數及加鋪層材料參數來確定與新建路面設計的各項規定相同。

1 瀝青路面結構狀況調查與評定

在調查與評定使用中路面的結構狀況時，要對其判斷是否需要補強或預估剩余使用壽命，這樣做主要是了解路面現有結構狀況和強度，分析路面損壞的原因及提出處理措施。

1.1 路面狀況調查

對現有路面狀況進行交通調查，其目的是對于車型組成及當前的交通量進行實地觀測，通過調查分析預估交通量增長趨勢來確定年平均增長率。路基狀況調查包括調查地下水位、沿線路基土質、地面排水情況、填挖高度等要素從而確定路基干濕類型和土組，需量測路基和路面寬度、取樣試驗及開挖試坑進行量測并要詳細記載路表狀況及路拱大小，對路面修建和養護歷史進行詳細的調查并對路面的病害和破壞應詳加記述并分析產生原因。

1.2 路面承裁能力評定

通常采用測量路表輪隙回彈彎沉的方法對路面結構強度的進行評定。由于路面在一年內的不同時期具有不同的強度，而經補強設計的路面必須保證在最不利季節具有良好的使用狀態，因此原有路面的彎沉值應在不利季節測定，若在非不利季節測定，應按各地的季節影響系數進行修正。如在原砂石路面上加鋪瀝青面層時，因補強后對路基的濕度有影響，路基和基層中的水分蒸發較以前困難，致使路基和基層中濕度增加，彎沉增大強度降低。補強層的計算方法很多，可分為經驗法和理論法兩大類。經驗法是以補強試驗路資料為基礎進行歸納總結的方法，其實用簡便，但使用有一定的局限性。理論法則以力學分析為基礎，結合交通、環境和材料等特性，對理論計算結果進行修正的方法。我國、現行路面設計規范對補強層厚度的計算都采用理論法。

2 瀝青混合料的攤鋪技術措施

2.1 原路面當量回彈模量的計算

采用理論法計算補強層厚度的關鍵問題是如何確定原有路基路面體系的計算回彈模量。若大量進行現場承載板試驗，顯然不太現實。若能利用便于大量測定的路表彎沉值進行求解，則比較可行。將原路基路面結構體系視作表面計算彎沉相等的彈性均質體，利用彈性半空間體表面在圓形剛性承載板下的荷載一彎沉關系式，并考慮計入承載板測定的彎沉與汽車測定的彎沉間的差異及補強層材料的影響。

2.2 加鋪層設計

加鋪層厚度與結構組合設計應與縱橫斷面設計相結合，路面厚度設計應考慮路面縱坡是否順適、與周圍環境是否協調等情況進行綜合分析確定。加鋪層的結構類型，可根據公路等級、交通量、當地經濟條件和已有經驗，選用一層或多層瀝青混合料或半剛性基層、組合式基層、柔性基層、貧混凝土基層等結構。計算原有路面的當量回彈模量。擬定結構組合方案及設計層位，確定各加鋪層的材料參數。根據加鋪層的類型確定設計指標。當以路表回彈彎沉為設計指標時，彎沉綜合修正確定。設計層的厚度采用彈性層狀體系理論設計程序計算。對于季節冰凍地區，中濕與潮濕路段，還應驗算防凍厚度。

3 結語

路面設計主要包括結構組合、材料組成設計和厚度確定三個方面。雖然路面結構設計主要討論結構組合和厚度確定，但結構組合時必須考慮各結構層組成材料的特性和要求，而確定所需厚度時離不開合理選取材料參數。合理的路面結構組合是保證路面使用性能的基礎。組合時，必須綜合考慮交通荷載、環境溫度和濕度、支承條件、組成材料特性、各結構層的功能要求和協調作用等各個方面，并充分吸收已有的設計和使用經驗。瀝青路面的損壞現象、機理和肇因十分復雜，因此路面結構設計只能選用多種指標，分別控制不同的損壞模式。不同設計方法根據對路面主要損壞現象的認識和分析，選用不同的設計指標。本章主要介紹我國公路瀝青路面設計規范中采納的設計方法，它是以彈性層狀體系理論為基礎的力學一經驗設計法。該法以路表彎沉作為路基路面整體承載能力的控制指標，以整體性材料層底的拉應力作為疲勞開裂的控制指標，進行結構厚度的設計。要使設計結果能同實際相符，路面結構設計方法就要能全面地反映材料、環境、荷載和土基狀況等因素對結構性能的影響，所以，必須收集足夠的交通、土質、氣象和水文資料，并在同實際工作環境相符的條件下對所用材料進行物理力學性質試驗，獲取可靠的材料參數。而要做到這一點，是非常困難的。因此，現有設計方法都存在不完善之處，還有待隨著研究工作的深入和實踐經驗的積累，不斷進行修正、補充和完善。

參考文獻

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