瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及應(yīng)用

　　摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路運(yùn)輸交通量日益增長(zhǎng)，車輛大型化、重載、超載等現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，致使我國(guó)公路壽命使用越來(lái)越短，很多公路在使用兩三年內(nèi)就出現(xiàn)了大面積的車轍、開(kāi)裂、路面下陷、泛油等破損現(xiàn)象。相比之下，國(guó)外的公路使用壽命則日漸延長(zhǎng)，有些學(xué)者甚至提出了永久性和長(zhǎng)壽命路面的設(shè)計(jì)理念，這種理念在現(xiàn)實(shí)實(shí)踐中也取得了很大的實(shí)踐成功。本文通過(guò)對(duì)國(guó)外成功案例的研究，對(duì)永久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了初步探索，同時(shí)也從我國(guó)成功案例進(jìn)行深入探討，這對(duì)我國(guó)改進(jìn)公路設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)公路使用壽命具有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：永久性瀝青路面;設(shè)計(jì)理念;工程應(yīng)用

　　永久性瀝青路面又被稱為長(zhǎng)壽命瀝青路面，它是普通的全厚式瀝青路面的延伸和升級(jí)。永久性瀝青路面的維護(hù)不同于普通的瀝青路面，它只需要定期進(jìn)行表面修復(fù)，罩面修復(fù)，在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重建。它不僅具有全厚式瀝青路面的優(yōu)勢(shì)，而且在材料選擇，混合料設(shè)計(jì)，性能試驗(yàn)以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面也做出了改進(jìn)，以獲得長(zhǎng)年限路面的使用性能，達(dá)到更加經(jīng)濟(jì)的效果。

　　一、結(jié)構(gòu)原理

　　永久性瀝青路面的結(jié)構(gòu)原理是基于厚瀝青層路面的受力特點(diǎn)和破壞模式。為了使瀝青公路的使用壽命達(dá)到30年——40年，甚至更久，一方面瀝青路面的材料具有耐勞極限強(qiáng)度。在交通載荷量的作用下，永久性瀝青路面大大增強(qiáng)了路面的載荷能力，確保瀝青層的承受力大于車輛載荷量，這樣路面不會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞，從未達(dá)到長(zhǎng)久使用效果。另一方面，在路面極限荷載的條件下，路基產(chǎn)生的豎向變形程度較小，保證不發(fā)生結(jié)構(gòu)性的破壞。為了實(shí)現(xiàn)永久性瀝青路長(zhǎng)久使用的效果，瀝青層層面必須嚴(yán)格要求，其路面層面主要有3層熱拌瀝青混合物組成，即可重復(fù)修復(fù)的表面層、性能良好的瀝青中間層、抗疲勞的地面層，每一層必須嚴(yán)格控制，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)瀝青路面的長(zhǎng)壽命。

　　二、結(jié)構(gòu)層的功能

　　永久性瀝青路的路面結(jié)構(gòu)是嚴(yán)格按每一層功能來(lái)設(shè)置每一層結(jié)構(gòu)，如基層的抗疲勞性，抗車轍，中層的穩(wěn)固性和牢固性，這就要求材料的選擇及其設(shè)計(jì)，性能測(cè)試都必須有所區(qū)別，有針對(duì)性，有目的性的進(jìn)行。瀝青混合材料基層：基層是直接承載車輛載荷量的層面，簡(jiǎn)而言之其瀝青功能主要是用來(lái)抵抗交通荷載作用的。路面結(jié)構(gòu)的瀝青含量和足夠厚度的瀝青路面結(jié)構(gòu)是保證瀝青路面疲勞壽命的兩個(gè)重要因素，精密的瀝青層設(shè)計(jì)和足夠厚度的瀝青層是保證永久性瀝青路面的重要保障，所以必須通過(guò)瀝青層的設(shè)計(jì)、材料選擇和級(jí)配、比例以保證抗疲勞層的耐久性和路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性車轍即結(jié)構(gòu)性損壞。瀝青混合量中間層：中間層主要是兼顧耐久性和穩(wěn)定性。這路橋隧道一層的穩(wěn)定性可以通過(guò)粗集料和骨料的相互接觸以及高溫穩(wěn)定性好的交結(jié)料來(lái)獲得。作為永久性瀝青路面的骨架，做好中間層至關(guān)重要，這就要求其具有優(yōu)良的低溫穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性?？蛊诘牡孛鎸樱哼@是永久性瀝青路面區(qū)別于常規(guī)瀝青路面的最重要的標(biāo)志，只有做好這一層的建筑，才能真正實(shí)現(xiàn)永久性瀝青路面價(jià)值。它是不透水，耐磨損的層面，在載荷量大于其承受能力的時(shí)候，這個(gè)層面才真正實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。

　　三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)方法

　　材料是成功鑄造建筑的骨血，只有材料優(yōu)質(zhì)，比例精確才能創(chuàng)造出精美的建筑物。對(duì)于永久性瀝青路面來(lái)說(shuō)，正確的瀝青混合料配比設(shè)計(jì)，是永久性瀝青路面質(zhì)量的重要保證。目前，國(guó)內(nèi)最常用的是馬歇爾設(shè)計(jì)方法。但是目前在歐美，澳大利亞等地Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)系統(tǒng)則是采用先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)理念，其原理主要是施工地的氣候和交通流量來(lái)確定的，這種設(shè)計(jì)系統(tǒng)把材料選擇、配比和設(shè)計(jì)都考慮在內(nèi)。對(duì)于瀝青結(jié)合料，該設(shè)計(jì)方法主要采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱來(lái)實(shí)驗(yàn)。瀝青混合料在拌和、攤鋪工程中的老化，采用壓力老化容器模擬瀝青在路面使用工程中的老化，使其在施工中達(dá)到更好的使用效果。Suerpave瀝青混合料設(shè)計(jì)法對(duì)瀝青材料、集料級(jí)別、混合料比例等都有嚴(yán)格規(guī)定，并且對(duì)其制定了嚴(yán)格的規(guī)范體系。只要依據(jù)施工地現(xiàn)實(shí)條件如氣候條件，降水量，溫差變化，地質(zhì)等條件實(shí)時(shí)調(diào)整混合材料比例，就為永久性的瀝青路面成功構(gòu)造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　四、施工質(zhì)量的檢測(cè)

　　除了前期的準(zhǔn)備工作，中期施工工作也是成功建設(shè)永久性瀝青路面的重中之重。目前國(guó)內(nèi)的施工質(zhì)量檢測(cè)主要集中在以下幾個(gè)方面：1、混合料中石料堆放必須放在經(jīng)過(guò)硬化，且倒坡坡度3%的場(chǎng)地上，粗集料的堆放高度必須低于3CM，以防集料不均導(dǎo)致瀝青混合料離析。2、混合料在拌合過(guò)程中，干拌時(shí)間時(shí)間應(yīng)該控制在5秒內(nèi)，普通瀝青混合料石板時(shí)間應(yīng)高于28秒，SBS改性瀝青混合料石板時(shí)間應(yīng)該高于32秒。3、攤鋪時(shí)應(yīng)該把攤鋪機(jī)速度調(diào)至最大速度，并且保持勻速前進(jìn)。當(dāng)瀝青拌合站具有足夠的生產(chǎn)能力時(shí)，瀝青混合料的攤鋪速遞不應(yīng)低于4米/分。攤鋪過(guò)程中不應(yīng)頻繁調(diào)整攤鋪速度，確保其每一階段都完美，工整。

　　五、工程實(shí)例應(yīng)用

　　廣河高速全稱“廣州-河源高速公路”，在國(guó)家公路網(wǎng)中的編號(hào)是S2。起于廣州天河區(qū)龍洞，與華南快速干線二期相交。路線總長(zhǎng)約149公里，是廣東省省、地、市高速公路連接線的重要組成部分，也是廣東省“十一五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，廣州市路網(wǎng)規(guī)劃“五環(huán)十八射”的“第六射”，對(duì)于完善廣州路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。為了適應(yīng)廣東省超載荷量的境況，S2全線采用設(shè)計(jì)汽車載荷公路-Ⅰ級(jí)雙向徹道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其設(shè)計(jì)速度為120km/h，其中整體路基寬度為34.5米，分離式路基寬度是17米，主線及主線橋面鋪裝，隧道采用瀝青混凝土路面。設(shè)計(jì)路面年限為15年。自2011年年底通車以來(lái)，效果顯著，這是我國(guó)對(duì)于永久性瀝青公路成功運(yùn)用的最典型案例之一。

　　永久性瀝青路面在美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等都已廣泛研究，但是其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有統(tǒng)一，如何在特定的情況下，實(shí)現(xiàn)比普通的瀝青路面具有較低壽命周期費(fèi)用的目標(biāo)，成為研究的終極目的。雖然在我國(guó)發(fā)展取得一些階段性的成就，但是必須結(jié)合我國(guó)的基本國(guó)情和道路結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)狀進(jìn)行更加深入的技術(shù)理論研究和相關(guān)控制，只有這樣才能為我國(guó)陸地交通提供一個(gè)解決重載、高交通量問(wèn)題的良好途徑。

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