路面設(shè)計中容易忽視的幾個問題及其影響

1、<p>　　路面設(shè)計中容易忽視的幾個問題及其影響</p><p>　　摘要：近幾年，隨著國家經(jīng)濟(jì)社會的高速運轉(zhuǎn)和不斷轉(zhuǎn)型，盡管我國公路建設(shè)飛速發(fā)展，但現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施還是無法滿足交通運輸業(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)計容易忽視的幾個問題及其影響進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)應(yīng)對措施，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：U416文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　2012年底，我國公路通車?yán)锍?23.8萬公里，其中高速公路里程居世界第一。與此同時，我國的瀝青路面技術(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)計方面，隨著計算機(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)計算，同時還引入了結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度的分析，極大地提高

3、了路面設(shè)計的效率和可靠性。 </p><p>　　下面就路面設(shè)計中幾個重視不夠的問題及其對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，結(jié)構(gòu)密水性差，水容易滲入。在施工過程中局部易產(chǎn)生離析，或壓實度不足，現(xiàn)場實際空隙大于7%，或開

4、級配設(shè)計，如傳統(tǒng)的Ⅱ型級配，實際現(xiàn)場孔隙率在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造成局部積水，無法排出路基外，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

5、加劇、加速路面的破壞。 </p><p>　　要避免水對路面的破壞，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)計時對這兩個方面可采取的設(shè)計措施重視不夠，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，表面層設(shè)計為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考慮。筆者認(rèn)為，這種設(shè)計從排水防水角度來看是不合理的。實際情況是，不管哪一層空隙率大，水都有可能滲入，那一層就會產(chǎn)生破壞。因此，無論路面是一層、二層還是三層，各層都應(yīng)該選用密實型瀝青砼。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配型式，而不可拘泥于傳統(tǒng)的Ⅰ型級和Ⅱ型級配。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，綠化的原因不能封閉的，同樣也要考慮水的排出問題。當(dāng)彎道超高時，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，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)計時考慮最多的是層厚是否滿足路面強(qiáng)度的要求。一般來說，基層與底基層每層厚度習(xí)慣上設(shè)計為15cm和20cm。 15cm一般施工時壓實度容易保證。但是，當(dāng)灰土厚度達(dá)到20cm時，壓實非常困難。筆者在某高速施

9、工時做過實際觀察，發(fā)現(xiàn)采用YZ18（50t級）的振動壓路機(jī)進(jìn)行碾層，當(dāng)層厚達(dá)到20cm時，碾壓非常困難，參見表1。 </p><p>　　厚度對壓實度的影響表1 </p><p><b>　　項目 </b></p><p>　　試驗結(jié)果 壓實厚度（cm） 臨界厚度 （cm） 壓實度（%） </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，施工時有時稍低于設(shè)計標(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)計層厚為20cm時，壓實厚度可能達(dá)到21～23cm，個

11、別情況下可能達(dá)到23～25cm，這時壓實是非常困難的。從現(xiàn)場壓實度檢測試坑中，我們可以看到，當(dāng)厚度為20cm時，從頂面以下15cm范圍內(nèi)壓實效果很好，而底面的2～5cm這一部分壓實效果不理想，呈略為松散狀態(tài)。這種現(xiàn)象無論采用什么碾壓措施都是不可能消除的。因此，設(shè)計最大厚度以18cm為宜。 </p><p>　　2）、面層厚度與集料粒徑的確定 </p><p>　　一般來說，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。因此， 我國《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)與壓實層厚度相匹配。對熱拌熱鋪密級配瀝青混合料，瀝青層一層的壓實厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.5～3倍，對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。 </p><p>　　我國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2.5時，容易引起離析，而且不容易壓實，容易出現(xiàn)路面早期破壞，這也是我國高速公路普遍出現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象的原因之一。因此，個人建議面層厚應(yīng)設(shè)計為集料最大尺寸的3倍以上，而不應(yīng)是傳統(tǒng)設(shè)計的2倍或2.5倍。也就是說表面層為4cm時，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)慣上對層間連接沒有引起高度的重視。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)生動水壓力，在行車荷載重復(fù)作用下，對縫隙產(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，灑水不能過多，由于浸水松散的部分要及時剃除。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，要將表面松散顆粒和浮灰清掃干凈。灰土與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