淺議公路瀝青路面的設計方法

蔣智慧

無錫市政設計研究院有限公司，江蘇無錫 214072

1 公路瀝青路面工程概況

本文在研究公路瀝青路面的設計方法期間，以廣東省內的某條高速公路為例，對其開展的瀝青路面設計工作涉及的相關內容進行了研究，以此總結瀝青路面設計方法與經驗，為后續其它公路工程的設計建設工作提供多方面的指導。該條公路位于中山市，總長度約為25km，道路中間涉及的涵洞道數共計為90道，而橋梁數量約為4座，總建設工期為3年；其中需要在中山市區內施工建設的路段長度與路基寬度參數分別為8km、35m；路面使用的鋪筑材料為瀝青混凝土，設計路面使用時間為15年。

2 公路瀝青路面設計方法研究

2.1 路面結構組合設計的原則

設計該條公路的瀝青路面時，首先，遵循穩定性良好原則，即設計出的路面在實際使用期間，水穩定性指標符合公路路面使用標準，能夠抵御外界自然因素對于路面所致的不良影響，避免發生失穩情況[1]。其次，遵循不同結構層特性原則，由于路面施工期間面層、基層、底基層、墊層具有不同的特點，直接進行結構層施工會影響路面最終的建設質量，所以要結合相關結構層特性完成設計，確保各個結構層可以有機整合在一起，具備良好的結構層穩定、緊密、耐久等效果。最后，滿足車輛作用于路面荷載力的原則，即設計出的路面厚度、應用的路面材料能夠有效抵御車輛荷載力的作用，路面受到應力的不良影響較小，具有理想的抗變形能力，作用力經過不同結構層的層層分力，能夠有效減少，確保路面各層強度達標[2]。

2.2 結構層設計要點

2.2.1 面層

公路工程使用瀝青混凝土材料開展面層施工時，依據工程長度與分段施工情況，主要分為城區段、橋面段、橋頭搭板段、公路段4種路面結構型式，基于不同型式特點，應用的瀝青材料規格略有差異。其中在第一種路面結構型式中，使用的材料為SBS改性瀝青、碎石、粗型密級配瀝青混凝土（AC-25C）等，上述混合料鋪筑于路面厚度為60cm；第二種橋面段型式中應用的瀝青混凝土材料分別為細粒式（AC-13C）、中粒式（AC-20C），作業面厚度為10cm；第三種路面型式采用AC-25C/AC-13C型的瀝青混凝土材料；最后為公路段，處于這部分路段的路面進行面層鋪筑作業期間，需要分別使用碎石、瀝青混凝土（型號同第三種路面應用材料的型號）進行作業，60cm為標準的鋪筑厚度。綜合本次公路瀝青路面作業工程的面層設計情況，表明設計人員不可直接對全部路段進行同一種材料、統一鋪筑厚度的路面設計，要求基于公路具體的施工位置、使用功能以及相應施工區域的地質地貌與水文條件等信息，得出內容全面且針對性較強的路面施工設計方案，以此在提升各個結構層施工質量的基礎上增強公路路面整體穩定度，確保路面有著符合公路路面使用要求的力學性能[3]。

2.2.2 基層、底基層

公路路面結構中主要用于承載車輛荷載力的部分為基層，待基層受力之后再將垂直力朝著路基、墊層處傳遞，以此進行分力?；鶎又饕上虏康谆鶎印⑸喜炕鶎訕嫵?，所以需要基層整體有著非常好的抗凍性、強度、抗變形等能力；設計基層時使用的材料盡量就地取材，確保填筑的物料能夠良好的固結在一起，上下部能夠共同發揮出承載荷載力的作用，且基層結構的穩定性滿足施工要求；對于基層結構兩個組成部分進行鋪筑厚度、壓實度等參數的設計時，需要參考國家頒布的《公路路面基層施工技術規范》中的相關內容得出精準的數據，以便基層施工質量良好[4]。

本文研究的公路工程，設計瀝青路面基層時針對上部基層主要使用本地可以直接獲取的粉煤灰、水泥等材料，經過材料配比處理，用于基層施工的混合料能夠對低溫環境下的基層凍脹情況進行控制，降低了基層裂縫問題發生風險，基層穩定性顯著提高；而對于下部的底基層則需要使用水泥、天然砂礫、達到連續級配標準的碎石等材料進行施工設計，按照這些材料修筑的底基層強度較好。以面層寬度為準，要求上部基層兩側寬度值高于面層，高出的寬度控制為25cm，參照基層寬度則要求底基層兩側寬度高于基層，超出的寬度值為15cm；常規情況下，施工地區每年有著較長時間的強降雨天氣，需要在底基層處直接進行較強透水性能材料的鋪設，以便在降雨時可以在車輛駛過面層、基層時，依托透水粒料能夠將路面結構中含有的水全部排出[5]。

2.2.3 墊層

墊層一般處于土層、底基層兩者的交界處，該結構層設計時需要使用整體性、松散型兩類材料，其中，整體性材料所形成的墊層，主要發揮材料穩定性作用，材料包括爐渣石灰土；松散型則具有極佳的透水性能，借助于形成的墊層可以保持結構層的水穩定狀態，主要包括片石、砂石等材料[6]。本文研究的該條中山市的公路工程，符合高速公路墊層建設標準，要求設計的墊層結構層寬度要與路基寬度保持一致，以此增強結構層的排水性能。

2.3 材料配比設計

由于公路瀝青路面建設時使用的材料較多，不同材料進行選取與制備時需要進行科學合理的設計，以便施工單位進行瀝青路面施工時參考。首先，瀝青材料。上下面層分別要使用不同標準的瀝青，以此提升瀝青路面作業質量，其中，上面層應用SBS改性瀝青，而下面層則要采用A級路面瀝青，相應瀝青的針入度表示為AH-70；其次，碎石材料。用于面層作業的碎石材料，需要有著良好的清潔效果，內里未見任何雜質，含水量較低，未見風化，使用期間具備理想的耐磨性、強度；使用的石料則需要其質地優良，具備極佳的抗沖擊能力，硬度相對較高；如果為公路上的車行道路面，盡量選取本地出產的玄武巖進行鋪筑方案的優化設計；再次，粗細集料。設計期間需要參考《技術規范》中的內容確定相應集料的最佳粒徑、砂石含泥量，從而確定用于本次瀝青路面施工所用的材料規格與使用數量。最后，填料方面。設計時對于礦粉的選用，要求選用的礦粉來自于憎水性材料，而且礦粉極為干燥，不可出現受潮情況；后續使用拌和設備處理路面鋪筑材料時，可以將設備工作時出現的粉塵作為礦粉來使用；礦粉在路面結構設計中的使用量參考填料總量進行控制，一般情況下不可超過填料量的1/4，并且混合有礦粉的填料塑性指數需要進行控制，常規情況下控制在4%以下[7]。

除了上述材料要進行路面施工應用的設計，還需對混合料進行規范化的設計，即施工單位工作人員依據4個路面結構型式使用瀝青混凝土混合料的相關要求，配制出需要的混合料；同時配置期間需要在靠近施工地區的位置設計一處物料拌和點，以便配置的物料可以在較短的時間內盡快送至作業現場，混合料的價值能夠在相應作業地區有效發揮出來。

3 結語

現階段施工建設完工的公路工程，在實際應用期間有著較多路面質量問題，使得交通安全事故頻繁發生，不僅給人們的身心造成了嚴重損傷，而且會影響公路的正常運營，使得公路工程的社會與經濟效益嚴重下降，所以施工單位在開展公路瀝青路面施工過程中，需要基于路面設計原則，從路面結構的各個部分進行方案的細節設計，以便依據較高可行性路面施工方案進行的公路工程路面工程施工有著理想的施工質量，常見的路面病害發生風險得到有效控制，路面使用壽命得以延長，人們可以安全、高效的使用公路路面開展各方面的活動，還可以減輕路面養護工作量。