盧 剛
(雅安市興路工程咨詢有限公司,四川 雅安 625000)
瀝青路面因具有不透水、耐用性強和平整少塵等特點,故而被廣泛應用于公路路面的鋪筑當中。對瀝青路面進行科學、合理設計的重要性主要表現在以下兩方面:一是提高公路質量,降低養護成本。相較于傳統的水泥路面,瀝青路面不僅具有良好的高溫穩定性和低溫抗裂性,而且還具有不透水與耐疲勞等特性,能夠有效減少天氣環境和交通荷載對路面質量的影響,進而降低養護成本;二是能夠進一步促進交通事業的發展[1]。通過對瀝青路面進行科學設計,使其能夠憑借其各種優良特性完成對交通運輸的支持,特別是對于高等級道路交通運輸的支持,從而促進交通運輸事業的穩步發展。
瀝青材料直接關系著理清路面的各類性能,如高溫穩定性、低溫抗裂性和耐壓性等。目前,部分設計單位在設計過程中,會經常出現公路面層結構的粗集料壓碎值過低的情況,從而導致瀝青路面在行車荷載與外部環境的反復作用之下被壓碎,使得路面的抗變與抗壓性能大幅降低,不僅影響路面質量,而且還易產生安全隱患。此外,原材料若含有大量的花崗石或石英石等酸性巖石,也可能加劇瀝青膜的脫落,降低集料間的粘合力,嚴重時,導致路面發生損壞[2]。
由于在尚未展開路面鋪設前,相關設計單位無法依據具體的材料測試來完成對各材料參數的確定,同時,由于受路面的鋪設、碾壓、蓋膜等相關工序的影響,想要獲得路面施工階段的第一手材料參數是較為困難的。在此種情況下,設計單位主要采用的是依據《公路瀝青路面設計規范》來完成對材料參數的確定的。然而,設計規范中所提供的參數大都是以范圍的形式給出的,僅僅依靠范圍選值并不能完全適用于不同地區的不同鋪設條件,這在一定程度上增加了材料參數選值的模糊性和隨意性,難以確保瀝青路面質量。
混合料類型無法匹配結構層厚度是當前瀝青路面設計的又一問題。就現階段而言,相關設計單位在具體的設計過程中選用的瀝青混合料類型與路面結構層的厚度并不匹配,使得集料的最大粒徑過大,從而導致瀝青混合料產生較大的空隙率,繼而增加了混合料的離析風險,在路面壓實的過程中出現壓實困難,甚至會出現誰損害等問題,進一步影響了瀝青路面的質量,同時,也大幅提升了后續的路面維護成本。
對瀝青路面原材料的科學選取至關重要,除了應確保所選擇的原材料滿足基本設計規范的要求外,還應盡量提高指標要求和層次,例如,可選用改性瀝青,在確保路面高溫穩定性的同時,也能夠提高路面的低溫抗裂性。此外的,對于氣候條件較差或重載較多的路面,也可選用改性瀝青作為主材,以提高路面的抗壓性和防塵性。對于路面面層,應選用具有較高強度且與瀝青具有良好粘合性的耐磨中基性石料,避免因酸性石料過多而導致瀝青膜脫落的情況。需要說明的是,若經過試驗發現石料同瀝青的粘合性較低,可通過在瀝青中添加活性劑的方式來提高二者粘性,使瀝青對集料的粘結力得以有效提升[3]。
對材料參數的合理選擇是確保瀝青質量的關鍵。就現階段而言,大多數的設計單位在對瀝青路面進行設計時,所設計的材料回彈模量大都以靜態下的抗壓靜模量為主,無法將瀝青材料的回彈模量予以動態、實時反映。如基于單一載板法的瀝青材料回彈模量的測量,因并未考慮材料內部的動態變化,而導致測量的結果與實際設計參數存在誤差。因此,在未來的材料參數設計過程中,除了利用這一方法和參照《公路瀝青路面設計規范》來完成對材料參數的確定外,還應適當借助測振儀或是動態彎沉儀對材料參數的動態測量,確保所設計的材料參數的準確性。
對瀝青路面的結構層厚度予以科學設計是確保其與瀝青混合料相匹配的關鍵。通常,瀝青路面的結構層厚度不應小于3 倍的集料最大公稱尺寸,此外,若為粗集料,還應確保瀝青路面結構層厚度要超出3 倍的集料最大公稱尺寸?;诖?,AK-13(抗滑表層瀝青混合料,混合料公稱最大粒徑為13 毫米) 所對應的瀝青路面結構層厚度應至少為4cm,AC-16C(瀝青混凝土混合料,混合料公稱最大粒徑為16 毫米)所對應的瀝青路面結構層厚度應至少為5cm。按照這一原則,科學確定瀝青路面結構層厚度,降低混合料的離析程度,為后續路面壓實和確保路面質量夯實基礎。
對確保瀝青路面設計科學合理的重要性進行說明,進而針對當前瀝青路面設計存在的問題,提出了相應的解決對策。研究結果表明,目前,瀝青路面的設計仍然存在原材料選取不科學、材料參數選擇不合理和混合料類型與結構層厚度難以匹配等問題。未來,還需進一步加強對瀝青路面原材料的選材,通過科學設計材料參數和確保結構層厚度的合理性來提高瀝青路面質量,進而為我國交通運輸事業的穩健發展奠定良好基礎。