高原山區高速公路排水路面結構設計研究

胡明武 羅代明 陳華斌

摘要 自然因素和交通荷載等因素會降低高速公路的路面使用性能，影響高速公路上車輛的正常行駛。公路排水問題會導致各種公路路面病害，公路施工前必須對公路排水路面的結構進行設計研究，并且在施工中采取有效的排水措施，以提高公路路基路面的穩定性。文章通過介紹云南某高速公路排水路面結構設計方法、結構計算、路面邊緣排水、配合比設計等內容，為PAC排水路面設計、施工提供經驗借鑒。

關鍵詞 排水路面;PAC-13;施工工藝

中圖分類號 U416.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）07-0088-03

0 引言

排水瀝青路面具有優良的抗滑、降噪、安全舒適的優點，在國內的高速公路建設中已經得到廣泛應用[1]。該文主要通過云南某高速公路建設過程中排水路面結構設計情況，主要介紹了排水路面PAC-13路面結構的設計方法。

1 背景

該地區降雨量充沛，達2 500 mm以上，路面結構在該項目中具有較強的針對性，能夠顯著提高雨天行車的安全性，使雨天事故率可減少80%。

2 路面結構計算

2.1 交通量計算

該項目位于云南省滇南低緯高原地區，日交通量為1 903輛/日，交通量年增長率為6.4%，方向系數為60.0%，車道系數為80.0%，交通量組成為TTC4類。經計算，累計交通量為8 062 471輛/年，屬于重交通等級。

2.2 路面結構設計計算

經計算瀝青層容許永久變形為14 mm，滿足設計要求（見表1）。

3 路面結構設計

3.1 路面結構

根據計算結果，路面結構設計如表2所示：

3.2 路面邊部結構設計

3.2.1 填方邊部設計

填方路段排水瀝青路面采用散排方式將路表積水通過路側排出，C20混凝土護肩標高比瀝青上面層低4 cm，便于水通過硬路肩表面排至路側外（如圖1）。

3.2.2 挖方邊部設計

挖方路段排水瀝青路面采用散排方式將路表積水通過路側排出，蓋板溝標高比瀝青上面層低4 cm，便于水流通過硬路肩表面排至路側外（如圖2）。

3.2.3 橋面邊部設計

橋面邊部排水：橋面較低側直排式泄水管間設置明溝排水，溝寬15 cm，深4 cm（如圖3）。

3.3 標線設計

由于路面大空隙結構使得目前常用的熱熔型標線施工時材料使用量會有一定的增加，降雨量大的時候路面標線位置會產生少許的積水，采用點狀的專用透水標線，節省材料同時還能增加橫向徑流通道，這樣可以滿足相關應用要求，也為運行提供支持，表現出較高的應用性能優勢[2]。

3.4 高粘改性瀝青

該項目采用直投式高粘劑的應用（使用方法）是基于“干法”改性形成的，處理過程中在瀝青混合時加入添加劑對瀝青進行改進。這種瀝青混合料與傳統瀝青的生產、施工工藝幾乎一致[3]，主要區別體現在混合料生產時增加投料環節和溫度控制上，且對相關參數進行對比分析，確定出適宜的方案（如圖4）。

4 配合比設計

（1）在設計過程中基于現場工藝和集料特點進行分析，選擇三組不同粗細的礦料級配開展馬歇爾試驗，對實驗結果進行對比分析，確定出A級配作為目標配合比，在此基礎上進行優化設計，具體情況見表3、表4。

（2）最佳油石比確定。在此實驗過程中選擇A級配，以3.8%～5.8%五組配比的混合料開展實驗，且根據要求設置的最佳油石比為析漏損失及飛散損失率曲線圖中拐點均值（具體情況見表5），在此基礎上根據這兩個指標的絕對值以及環境因素與路面面層結構情況，設置A級配的油石比最優值為4.8%（如圖5、圖6）。

（3）瀝青混合料路用性能驗證。在研究過程中選擇A級配，以4.8%油石比進行配制，開展實驗分析，對實驗數據進行統計分析[4]，確定出析漏損失、飛散損失、滲水系數相關的指標，具體情況見表6。

5 結論

目前國內較為普遍的路面結構類型以AC路面以及SMA路面為主，隨著施工技術的發展，PAC排水路面的造價目前已經基本與SMA路面結構的造價持平。云南部分地區屬于高溫多雨霧氣候，對行車的要求更嚴格，該項目從設計到施工驗收距今已經有兩年余，各項檢測數據均為良好。

綜上所述，PAC排水路面在云南高溫多雨霧地區有著廣泛基礎，該文具體論述高抗滑、防雨霧排水路面結構的設計方法，旨在為未來的高速公路路面結構設計提供借鑒。

參考文獻

[1]公路瀝青路面施工技術規范： JTG F40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[2]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程： JTG E20—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

[3]公路瀝青路面設計規范： JTG D50—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

[4]排水瀝青路面設計與施工技術規范： JTG/T 3350—03—2020[S]. 北京：人民交通出版社， 2020.