沥青路面设计中存在问题分析及措施

2020-11-28张亚勤

建材发展导向 2020年3期

张亚勤徐朝安靖

（济南市公路管理局，山东济南 250014）

1 沥青路面设计方法中存在的问题

1）现在运用的路面设计方法大部分都是依据国内外的使用经验，例如:公路等级、选用原材料、气候等等，来确定路面厚度的数值以及设计结构组合，但是并没有定量设计路面结构组合。2）确定设计弯沉值存在不确定性。沥青路面的设计指标是以设计弯沉值为准的，这个数值可以通过报告中的车辆比例以及交通量计算出一个数值，再与公路等级、路面结构类型等相结合计算得出。但是，这种取值的计算方法并不具备定量的分析，非常容易出现变化，稳定性较低。3）材料参数选择。在实际工作中，设计时，设计单位并不可能依据路面材料测试来定材料参数，由于有一些程序不允许，并没有办法得到路面实施阶段的第一手材料设计单数，因此，要想确定设计参数，就只能依据规范中的来确定。但是，规范中提供的是范围值，具体情况具体分析，不同的地区有着不同的条件，并不是都适合的，在选值方面，就会比较随意，就留下的施工可以偷工减料的隐患，会对沥青路面的质量造成影响，影响正常使用。4）在实际的路面情况中，仍与确定的材料参数试验条件有着比较大的差异，结构的强度也与材料的强度并不相符，施工时期材料参数与设计时期的不一样，有差异，而参数指标与路面使用性能之间的对应关系也没有明确，会对路面的设计造成影响。5）沥青混合料类型与结构层厚度不匹配。在设计过程中，大多数时候选用的沥青混合料类型与路面结构层厚度下匹配，但有可能出现混合料空隙率比较大、容易离析以及压实困难的情况，致使出现水损害问题，而原因就是集料最大粒径过大，公称尺寸集料偏多。6）沥青混合料级配不尽合理。高性能沥青路面混合料设计引入了限制区和控制点的概念，并且级配范围不固定。控制点是级配曲线必须通过的一个范围，也就是说，按高性能沥青路面规定组成矿料级配曲线时，曲线粗集料的一端必须通过规定的几个控制点，限制接近最大粒径的颗粒数量。而限制区是级配曲线不能通过的区域，即曲线的细集料不能通过区域，它的目的主要是为了限制混合料中的砂砾的含量，以避免混合料在铺筑过程中发生压实问题或抗永久变形能力不足。7）沥青路面原材料选用控制不严。沥青路面的高温抗车辙性能、耐久性以及低温抗裂性能都与沥青材料有着非常直接的关系。如果面层结构的粗集料的压碎值没有达到规定的要求，就会在环境因素的影响下以及行车荷载的反复作用下被压碎，降低了抵抗变形性能以及路面抗滑性能。除此之外，花岗石、石英石等酸性岩石对沥青的粘附性不高，长久以往，比较容易使沥青膜从集料表脱落，致使集料之间的粘结力越来越少，直至丧失，从而致使路面发生破坏。8）下封层重视不够。沥青下封层可具有许多的作用，比如减少基层反射裂缝至面层、扩散路面应力、封闭路面下渗水等，在路面结构设计中是非常重要的一个环节。

2 提高路面路用性能可采取的措施

2.1 温拌沥青的应用

在传统沥青之中进行拌合会用到热拌沥青技术，当其拌合温度偏高时会提升沥青老化速度，进而对面层的使用寿命造成影响。在当前发展中，随着技术的不断进步，特别是以美国为代表的温拌沥青技术的逐渐推进，会在沥青混合料之中放入温拌剂，实现发泡膨胀，提升其接触面积其使可以在20～30℃的环境中获得较好的拌合和易性。降低拌合温度可以实现燃料消耗量较少、气体排放量较低，对环境友好。根据现场施工管理人员的经验可知，在施工过程中热拌沥青混合料容易进行压实，会在一定程度上提高抗车辙以及抗裂性等，帮助解决热拌沥青施工中存在的问题。在对路面结构上面层施工中可以使用温拌沥青混合料，下层应用温拌沥青混凝土，混合料可以使用C 型密级配混合料矿料。沥青混合料配合比进行设计中应该选择工程使用的材料。在国家相关规定的框架下，进行配合比的设计，沥青试验，同实验结构确定目标配合比的范围，沥青混合料密级混合料级配必须符合《城镇公路路面设计规范》中的相关规定。

2.2 公路结构设计

1）厚度设计。市政公路沥青路面厚度进行设计过程中，一方面，应该对市政公路的规范方案进行设计，在对其规划过程中，一般都会给市政公路沥青路面结构层的相关数据，其中就包括沥青层的厚度。另一方面，市政公路沥青路面结构中一些其他设计指标也会为厚度的确定提供相关依据，帮助后续施工来进行参考。比如说结构的刚度以及强度，要求对市政公路的具体规划年限进行分析和考虑。2）防裂设计。在进行结构设计中，防裂设计也是其中十分重要的内容。要合理选择材料的应力吸收层，将其控制在20～25mm 的范围中，在进行施工中应该选择改性沥青，有效降低裂缝的概率，合理设计聚酯土工布粘层，提升材料的抗裂减震的功能，尤其是在市政公路在进行后期应用中，其对车辆碾压再荷抗性较好。