瀝青路面合理結(jié)構(gòu)的研究

題興海

摘要：在我國(guó)高等級(jí)公路的建設(shè)中，瀝青混凝土路面已成為主要的路面形式。論文通過(guò)對(duì)瀝青路面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，提出了瀝青路面的功能作用和要求。以級(jí)配碎石基層施工為例，對(duì)瀝青路面合理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。僅供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青路面合理結(jié)構(gòu)級(jí)配碎石基層施工

1瀝青路面結(jié)構(gòu)的相關(guān)概述

1.1瀝青路面結(jié)構(gòu)的分類從大的分類來(lái)說(shuō)，公路路面可以按照使用的材料、施工方法、工程造價(jià)的多少或使用的品質(zhì)及承受的交通荷載的方式進(jìn)行分類。目前常用的做法是按照荷載來(lái)分，承受的交通荷載的方式分類可以分為柔性路面和剛性路面，我國(guó)還增加了半剛性路面。此種方式還可以認(rèn)為是根據(jù)路面的力學(xué)特性進(jìn)行劃分的。在我國(guó)的瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的劃分中主要由以下幾點(diǎn)：

1.1.1柔性路面。柔性路面是由具有粘性、彈塑性結(jié)合料和顆粒礦料組成的路面。其特點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，主要依靠抗壓、抗剪強(qiáng)度來(lái)抵抗交通車輛的荷載作用。其破壞取決于荷載作用下的極限垂直變形和水平彎拉應(yīng)變。柔性路面包括鋪筑在非剛性基層上的各種瀝青路面、各種粒料路面和土壤路面等。

1.1.2剛性路面。剛性路面的特點(diǎn)是在荷載作用下起板體作用，具有較高的抗彎拉強(qiáng)度和較小的變形，因而它能減輕路基所受的應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)剛性路面是在彈性狀態(tài)下工作，基礎(chǔ)對(duì)板體起支撐作用，因此剛性路面的強(qiáng)度取決于板體的抗彎拉強(qiáng)度和基礎(chǔ)的強(qiáng)度。水泥混凝土路面屬于剛性路面。

1.1.3半剛性路面。半剛性路面所用的混合料在前期具有柔性路面的性質(zhì)，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，到后期則逐漸向剛性路面轉(zhuǎn)化，但它的抗彎拉強(qiáng)度仍較剛性路面低。石灰或水泥穩(wěn)定加固土路面屬于此類。

1.2瀝青路面的功能作用和要求瀝青路面的功能和作用不言而喻是以滿足交通車輛安全、舒適通行為目的的，由于公路是暴露在自然環(huán)境條件下的土工工程構(gòu)造物，因此，瀝青路面還需滿足并適應(yīng)自然環(huán)境條件。

根據(jù)路面的功能和作用，對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)的基本要求包括以下幾個(gè)方面：①?gòu)?qiáng)度公路路面的強(qiáng)度是指路面結(jié)構(gòu)層對(duì)于行車和自然因素等作用的抵抗能力即承載能力。在自然因素作用下，要求路面結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生過(guò)大的變形和發(fā)生過(guò)渡的磨損、壓碎及疲勞等破壞。②穩(wěn)定性公路路面的強(qiáng)度經(jīng)常受到自然氣候和水文因素的影響而發(fā)生變化，為了保證路面滿足交通車輛行駛的需要，要求路面結(jié)構(gòu)在任何氣候和水文條件下都必須保持穩(wěn)定的強(qiáng)度。⑨平整度路面越平整，交通車輛行駛時(shí)的振動(dòng)、沖擊越小，行車的滾動(dòng)阻力也越小，這樣就能保證交通車輛以較高的車速行駛，并使車輛的損壞減少，燃油和輪胎磨耗降低，行車更舒適。④粗糙度路面粗糙度的大小關(guān)系到行車安全，因此瀝青路面必須滿足一定的抗滑要求。因此，路面的要求與其相應(yīng)的功能是統(tǒng)一的。

2瀝青路面合理結(jié)構(gòu)的選擇(以級(jí)配碎石基層施工為例)

半剛性基層材料的研究和應(yīng)用逐漸成熟，在以后的近二十年中，我國(guó)百分之九十以上的高等級(jí)公路瀝青路面的基層或底基層一般都采用半剛性材料。幾年來(lái)，由于半剛性基層開(kāi)裂導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)反射裂縫問(wèn)題日益突出，路面早期損壞嚴(yán)重，而我國(guó)級(jí)配碎石等粒料材料在高等級(jí)公路基層中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)幾乎沒(méi)有。對(duì)此針對(duì)半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)早期損壞問(wèn)題，希望通過(guò)對(duì)級(jí)配碎石材料的研究，將級(jí)配碎石材料在級(jí)配碎石基層施工中進(jìn)行應(yīng)用探討。

2.1級(jí)配碎石材料的準(zhǔn)備

2.1.1巖質(zhì)的選擇。級(jí)配碎石基層石料最好采用石灰?guī)r，是因?yàn)槭規(guī)r粗集料具有一定的韌性，細(xì)集料具有一定的塑性，這樣在級(jí)配碎石混合料施工時(shí)，其和易性和保水性都比較好，易于碾壓成型，不易離析：同時(shí)石灰?guī)r粉末類同于石灰粉，與水反應(yīng)后可以形成一定的強(qiáng)度，有利于路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和長(zhǎng)期使用的提高。在石灰?guī)r短缺的地區(qū)其他巖質(zhì)的集料也可采用如安山巖、花崗巖。

2.1.2集料的要求。對(duì)級(jí)配碎石混合料來(lái)講，其強(qiáng)度主要來(lái)源于集料顆粒間的嵌擠，所以粗集料的棱角和破碎面至關(guān)重要，采用軋制工藝生產(chǎn)級(jí)配碎石集料最好。對(duì)級(jí)配碎石混合料采用的細(xì)集料來(lái)講，盡可能采用石灰?guī)r石屑，并嚴(yán)格控制含泥量。

2.1.3堆放要求。級(jí)配碎石集料堆放場(chǎng)地必須硬化，保證集料不被污染。料場(chǎng)中各檔石料的堆放必須嚴(yán)格分開(kāi)，不許竄料，否則級(jí)配難以控制。對(duì)于級(jí)配碎石的集料需要搭棚堆放，以保證混合料的含水量不受降雨的影響。

2.2現(xiàn)場(chǎng)施工前的準(zhǔn)備工作級(jí)配碎石混合料攤鋪前，首先恢復(fù)中線，進(jìn)行標(biāo)高控制和灑水預(yù)濕。在攤鋪前，應(yīng)檢查下層的施工情況，下層的坡度、高程、橫斷面應(yīng)該滿足要求。級(jí)配碎石層最好采用全鋪斷面形式進(jìn)行攤鋪，以利路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水，但會(huì)給邊坡防護(hù)帶來(lái)一定難度，主要是裸露的級(jí)配碎石層易被雨水沖刷而淘空。國(guó)外一般都采用這種方式，但由于我國(guó)高速公路或一級(jí)公路的路基有時(shí)會(huì)較高，因此這種方式需要進(jìn)行調(diào)整。研究表明，由于瀝青面層損壞或空隙率大而滲入基層內(nèi)部的水分較集中，且不均勻，15％左右的級(jí)配碎石的空隙率很快會(huì)使水重新分布，不會(huì)形成動(dòng)水壓力，也就是說(shuō)級(jí)配碎石的水分重分布功效要大干其排水功效。

2.3現(xiàn)場(chǎng)攤鋪級(jí)配碎石的攤鋪有推土機(jī)攤鋪十平地機(jī)整平和攤鋪機(jī)攤鋪兩種方式，根據(jù)青海與四川實(shí)體工程修建過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，高速公路的基層應(yīng)采用攤鋪機(jī)攤鋪。山西平遙試驗(yàn)段由于較短，采用了推土機(jī)攤鋪十平地機(jī)整平的組合方式基本可行，但根據(jù)承載板測(cè)定結(jié)果看，級(jí)配碎石基層的強(qiáng)度不太均勻，仍有離析發(fā)生。在使用平地機(jī)整平時(shí)，需要反復(fù)刮料，使粗骨料被刮起，集中在低洼處，形成離析帶，刮平的遍數(shù)越多，級(jí)配碎石混合料的水分蒸發(fā)越嚴(yán)重，離析也越嚴(yán)重，針對(duì)以上情況在使用平地機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①級(jí)配碎石的拌和含水量應(yīng)稍大，可以高出最佳含水量2％左右。②松鋪系數(shù)應(yīng)根據(jù)試鋪段確定，一般在1.15～1.25之間，攤鋪時(shí)要給刮平留有余地。③整平后應(yīng)及時(shí)碾壓。

2.4級(jí)配碎石的碾壓

2.4.1碾壓方式。直線和不設(shè)超高的平曲線段，由兩側(cè)路肩開(kāi)始向路中心碾壓：在設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓，路面的兩側(cè)應(yīng)多壓1～2遍。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車。碾壓不平之處，移除多余部分，然后碾壓整平。施工后的級(jí)配碎石層坡度、高程及橫斷面必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.4.2碾壓速度。壓路機(jī)的碾壓速度，頭兩遍以1.5～1.7km／h為宜，以后用2.0～2.5km／h。碾壓是級(jí)配碎石施工中非常重要的環(huán)節(jié)之一。級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度主要通過(guò)碾壓而獲得粗顆粒的嵌擠、鎖結(jié)以及細(xì)集料的填充形成的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，因此，提高碾壓工作的質(zhì)量是提高級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的直接手段。

2.5級(jí)配碎石基層的施工管理級(jí)配碎石基層的施工質(zhì)量管理，國(guó)內(nèi)外的規(guī)范主要在于材料、壓實(shí)度控制。其中重點(diǎn)是以下幾個(gè)指標(biāo)：碎石混合料的級(jí)配，材料質(zhì)量(材料的塑性指數(shù)及砂當(dāng)量指標(biāo))，壓實(shí)度等。成型后的級(jí)配碎石層要實(shí)行交通限制，對(duì)于底基層或級(jí)配類的在保濕養(yǎng)生情況下車輛可以行走，車速控制在20km／h，禁止急剎車和急轉(zhuǎn)彎，級(jí)配碎石層應(yīng)及時(shí)鋪筑瀝青層，鋪筑前石硝要清掃干凈，以利于瀝青層與級(jí)配碎石層的聯(lián)結(jié)。

3結(jié)語(yǔ)

總之，根據(jù)目前瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)的選擇情況以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)狀，進(jìn)一步明確了瀝青路面結(jié)構(gòu)各層的功能和作用，通過(guò)級(jí)配碎石基層施工，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作等措施去預(yù)防，將其危害降到最低，從而延長(zhǎng)瀝青混凝土路面的使用壽命，提高投資效益。