路面設計中容易忽視的幾個問題及其影響

1、<p>　　路面設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)濟社會的高速運轉(zhuǎn)和不斷轉(zhuǎn)型，盡管我國公路建設飛速發(fā)展，但現(xiàn)有基礎(chǔ)設施還是無法滿足交通運輸業(yè)的需求，需要建設大量交通基礎(chǔ)設施。本文僅從公路瀝青路面結(jié)構(gòu)層設計容易忽視的幾個問題及其影響進行分析，并提出相應應對措施，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文獻標識碼： A </p><p>　　2012年底，我國公路通車里程423.8萬公里，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>　　在設計方面，隨著計算機技術(shù)的廣泛應用，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)設計可靠度的分析，極大地提高

3、了路面設計的效率和可靠性。 </p><p>　　下面就路面設計中幾個重視不夠的問題及其對路面使用性能的影響進行探討。 </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)層粒料間的孔隙進入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的。當面層孔隙率大于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入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，另外還必須想辦法將進入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的水排出結(jié)構(gòu)層外。習慣上，路面設計時對這兩個方面可采取的設計措施重視不夠，不考慮路面結(jié)構(gòu)層排水，也不設置有效的防水層，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)層設計，表面層設計為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。筆者認為，這種設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置碎石（或砂礫）墊層或肓溝，以達到上述目的。 </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。當彎道超高時，必須設置縱向排水溝，起到排雨水和下滲水的作用。當邊坡防護，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，設計時考慮最多的是層厚是否滿足路面強度的要求。一般來說，基層與底基層每層厚度習慣上設計為15cm和20cm。 15cm一般施工時壓實度容易保證。但是，當灰土厚度達到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）的振動壓路機進行碾層，當層厚達到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>　　路基頂面標高，施工時有時稍低于設計標高。為了防止夾層出現(xiàn)路拌機往往要超拌1～2cm，加上施工誤差，設計層厚為20cm時，壓實厚度可能達到21～23cm，個

11、別情況下可能達到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，個人建議面層厚應設計為集料最大尺寸的3倍以上，而不應是傳統(tǒng)設計的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不大于13.2mm。 </p>

14、<p><b>　　3、層間連接 </b></p><p>　　目前，習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顆粒，水進入層間縫隙后，縫隙中的水在行車荷載作用下產(chǎn)生動水壓力，在行車荷載重復作用下，對縫隙產(chǎn)生重復沖刷，形成唧漿，使縫隙處結(jié)構(gòu)層強度相應降低，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，灑粘層油進行層面連接。這樣處理后，結(jié)構(gòu)層整體連接在一起，層