路面設(shè)計(jì)中容易忽視的幾個(gè)問(wèn)題及其影響

1、<p>　　路面設(shè)計(jì)中容易忽視的幾個(gè)問(wèn)題及其影響</p><p>　　摘要：近幾年，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和不斷轉(zhuǎn)型，盡管我國(guó)公路建設(shè)飛速發(fā)展，但現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施還是無(wú)法滿足交通運(yùn)輸業(yè)的需求，需要建設(shè)大量交通基礎(chǔ)設(shè)施。本文僅從公路瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)容易忽視的幾個(gè)問(wèn)題及其影響進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施，以供讀者參考。 </p><p>　　關(guān)鍵字：路面結(jié)構(gòu)層防水排水 層厚 層間連

2、接 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　2012年底，我國(guó)公路通車?yán)锍?23.8萬(wàn)公里，其中高速公路里程居世界第一。與此同時(shí)，我國(guó)的瀝青路面技術(shù)有了很大發(fā)展，路面質(zhì)量也有了極大的提高。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有限元理論也引入了路面結(jié)構(gòu)計(jì)算，同時(shí)還引入了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的分析，極大地提高

3、了路面設(shè)計(jì)的效率和可靠性。 </p><p>　　下面就路面設(shè)計(jì)中幾個(gè)重視不夠的問(wèn)題及其對(duì)路面使用性能的影響進(jìn)行探討。 </p><p>　　1、路面結(jié)構(gòu)層防水與排水 </p><p>　　通常，水是通過(guò)面層裂縫、結(jié)構(gòu)層粒料間的孔隙進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的。當(dāng)面層孔隙率大于7%時(shí)，結(jié)構(gòu)密水性差，水容易滲入。在施工過(guò)程中局部易產(chǎn)生離析，或壓實(shí)度不足，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空隙大于7%，或開(kāi)

4、級(jí)配設(shè)計(jì)，如傳統(tǒng)的Ⅱ型級(jí)配，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)孔隙率在10%以上，雨水可以從上下貫通的孔隙滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)。此外，施工期間趕上雨季或沖刷路面時(shí)造成局部積水，無(wú)法排出路基外，結(jié)構(gòu)層一直處于水的浸泡狀態(tài)。 </p><p>　　通常情況下，由于水的影響，瀝青路面很容易產(chǎn)生早期破壞。典型的破壞是坑洞，或出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂和形變。造成路面早期破壞的主要原因之一是水的破壞。路面浸水直接導(dǎo)致路面的早期破壞；路面出現(xiàn)其它病害破壞以后，遇水浸入會(huì)

5、加劇、加速路面的破壞。 </p><p>　　要避免水對(duì)路面的破壞，一是要防止或減少水進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，另外還必須想辦法將進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的水排出結(jié)構(gòu)層外。習(xí)慣上，路面設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)這兩個(gè)方面可采取的設(shè)計(jì)措施重視不夠，不考慮路面結(jié)構(gòu)層排水，也不設(shè)置有效的防水層，這對(duì)避免路面早期破壞是極為不利的。 </p><p>　　通常高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，表面層設(shè)計(jì)為Ⅰ型（或SAC或SMA），中面層和底面層，采

6、用Ⅱ型或有一層為Ⅰ型，只將雙層體系或三層體系中的一層按不透水層來(lái)考慮。筆者認(rèn)為，這種設(shè)計(jì)從排水防水角度來(lái)看是不合理的。實(shí)際情況是，不管哪一層空隙率大，水都有可能滲入，那一層就會(huì)產(chǎn)生破壞。因此，無(wú)論路面是一層、二層還是三層，各層都應(yīng)該選用密實(shí)型瀝青砼。為了保證中面層和底面層足夠的抗車轍能力，可以選擇粗骨架密級(jí)配型式，而不可拘泥于傳統(tǒng)的Ⅰ型級(jí)和Ⅱ型級(jí)配。這樣，結(jié)構(gòu)層既可以有比較好的防水性能，又有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與耐久性。 </p>

7、;<p>　　設(shè)置路面結(jié)構(gòu)防水層和排水層，是阻止水滲入基層的很好的措施。另外，應(yīng)建立滲水排出通道，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水迅速排出路基，如可以在硬路肩下設(shè)置碎石（或砂礫）墊層或肓溝，以達(dá)到上述目的。 </p><p>　　中央分隔帶由于植樹(shù)，綠化的原因不能封閉的，同樣也要考慮水的排出問(wèn)題。當(dāng)彎道超高時(shí)，必須設(shè)置縱向排水溝，起到排雨水和下滲水的作用。當(dāng)邊坡防護(hù)，在硬路肩邊上需封閉時(shí)，要特別注意結(jié)構(gòu)層滲水外泄通暢

8、，以免排水不暢而引起水破壞。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)層合理厚度 </p><p>　　1）、基層與底基層的合理厚度 </p><p>　　結(jié)構(gòu)層厚度的確定，設(shè)計(jì)時(shí)考慮最多的是層厚是否滿足路面強(qiáng)度的要求。一般來(lái)說(shuō)，基層與底基層每層厚度習(xí)慣上設(shè)計(jì)為15cm和20cm。 15cm一般施工時(shí)壓實(shí)度容易保證。但是，當(dāng)灰土厚度達(dá)到20cm時(shí)，壓實(shí)非常困難。筆者在某高速施

9、工時(shí)做過(guò)實(shí)際觀察，發(fā)現(xiàn)采用YZ18（50t級(jí)）的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾層，當(dāng)層厚達(dá)到20cm時(shí)，碾壓非常困難，參見(jiàn)表1。 </p><p>　　厚度對(duì)壓實(shí)度的影響表1 </p><p><b>　　項(xiàng)目 </b></p><p>　　試驗(yàn)結(jié)果 壓實(shí)厚度（cm） 臨界厚度 （cm） 壓實(shí)度（%） </p><p>　　1 19.

10、8 20 96.3 </p><p>　　2 20.2 20 95.2 </p><p>　　3 21 20 90.8 </p><p>　　4 23 20 93.2 </p><p>　　路基頂面標(biāo)高，施工時(shí)有時(shí)稍低于設(shè)計(jì)標(biāo)高。為了防止夾層出現(xiàn)路拌機(jī)往往要超拌1～2cm，加上施工誤差，設(shè)計(jì)層厚為20cm時(shí)，壓實(shí)厚度可能達(dá)到21～23cm，個(gè)

11、別情況下可能達(dá)到23～25cm，這時(shí)壓實(shí)是非常困難的。從現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)試坑中，我們可以看到，當(dāng)厚度為20cm時(shí)，從頂面以下15cm范圍內(nèi)壓實(shí)效果很好，而底面的2～5cm這一部分壓實(shí)效果不理想，呈略為松散狀態(tài)。這種現(xiàn)象無(wú)論采用什么碾壓措施都是不可能消除的。因此，設(shè)計(jì)最大厚度以18cm為宜。 </p><p>　　2）、面層厚度與集料粒徑的確定 </p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，瀝青混合料的層厚

12、與最大粒徑的比值愈小愈容易出現(xiàn)離析，而且愈不容易碾壓密實(shí)。因此， 我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG_F40-2004）瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，并應(yīng)與壓實(shí)層厚度相匹配。對(duì)熱拌熱鋪密級(jí)配瀝青混合料，瀝青層一層的壓實(shí)厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.5～3倍，對(duì)SMA和OGFC等嵌擠型混合料不宜小于公稱最大粒徑的2～2.5倍，以減少離析，便于壓實(shí)。 </p><p>　　我國(guó)瀝青路面表面層一般

13、為4 cm，混合料類型多采用AK-16和AC-16，層厚與最大粒徑之比為40/16=2.5。這是符合規(guī)范要求的。但是，研究表明，當(dāng)層厚與最大粒徑比值小于時(shí)2.5時(shí)，容易引起離析，而且不容易壓實(shí)，容易出現(xiàn)路面早期破壞，這也是我國(guó)高速公路普遍出現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象的原因之一。因此，個(gè)人建議面層厚應(yīng)設(shè)計(jì)為集料最大尺寸的3倍以上，而不應(yīng)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的2倍或2.5倍。也就是說(shuō)表面層為4cm時(shí)，混合料的最大粒徑應(yīng)不大于13.2mm。 </p>

14、<p><b>　　3、層間連接 </b></p><p>　　目前，習(xí)慣上對(duì)層間連接沒(méi)有引起高度的重視。路面裂縫處出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象，主要是層間連接不緊密，有縫隙可供水浸入，或者說(shuō)層間夾有浮灰或松散細(xì)顆粒，水進(jìn)入層間縫隙后，縫隙中的水在行車荷載作用下產(chǎn)生動(dòng)水壓力，在行車荷載重復(fù)作用下，對(duì)縫隙產(chǎn)生重復(fù)沖刷，形成唧漿，使縫隙處結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度相應(yīng)降低，以致形成空洞，造成路面損壞。 </p

15、><p>　　為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，在灰土頂面進(jìn)行下一層結(jié)構(gòu)層施工前，一定要將表面浮土清掃干凈，適度濕潤(rùn)，灑水不能過(guò)多，由于浸水松散的部分要及時(shí)剃除。在水泥穩(wěn)定層或石灰、粉煤灰穩(wěn)定層上進(jìn)行結(jié)構(gòu)層施工時(shí)，要將表面松散顆粒和浮灰清掃干凈?；彝僚c基層和基層與基層間的連接，建議噴灑1:0.5的水泥漿；基層與面層結(jié)合面，在噴透層后，加做防水層，或噴灑粘層；在面層之間，灑粘層油進(jìn)行層面連接。這樣處理后，結(jié)構(gòu)層整體連接在一起，層