摘 要：瀝青路面在我國的道路中，不論在用途上，還是在數(shù)量上都占有極其重要的地位。然而，由于各地氣候條件、施工手段、原材料各異，使這瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有復(fù)雜和多變性。本文從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容，原則入手，進而重點分析了瀝青路面設(shè)計中存在的問題及預(yù)防病害的設(shè)計措施。

　　一、瀝青路面設(shè)計的內(nèi)容

　　瀝青路面的設(shè)計應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，結(jié)合當?shù)毓こ探?jīng)驗，設(shè)計出經(jīng)濟合理的路面結(jié)構(gòu)，使之能承受交通荷載和環(huán)境因素的作用，在設(shè)計使用年限內(nèi)，滿足各級公路相應(yīng)的承載能力、耐久性、舒適性及安全性的要求。

　　1.1 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在確定路面等級的基礎(chǔ)上，結(jié)合考慮當?shù)亟煌�、氣候和路用材料特點，擬定路面各結(jié)構(gòu)層。可做2~3各組合設(shè)計方案，加以比較并擇優(yōu)選取。

　　1.2 路面材料配合比設(shè)計。對選定的路面結(jié)構(gòu)層(面層、基層、墊層)所用的材料，進行原材料選擇，混合料配合比設(shè)計，包括目標配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和試拌性鋪試驗路檢驗。

　　1.3 路面結(jié)構(gòu)計算。(1)通過設(shè)計年限累計交通量，確定路面設(shè)計彎沉值，以它為指標來進行路面厚度計算。(2)對城市道路設(shè)計時，還需要計算所設(shè)計對瀝青路面表面最不利點剪應(yīng)力，它應(yīng)滿足瀝青路面允許剪應(yīng)力的要求。(3)在季節(jié)性冰凍地區(qū)，尚防凍厚度是否滿足要求。

　　二、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計基本原則

　　瀝青路面設(shè)計應(yīng)包括路面結(jié)構(gòu)擬定各原材料的選擇及混合料配合比設(shè)計、各設(shè)計參數(shù)測定和確定，路面結(jié)構(gòu)組合與厚度計算，路面結(jié)構(gòu)方案的比選，以及路面排水系統(tǒng)設(shè)計和路肩加固設(shè)計。

　　2.1 交通等級、穩(wěn)定性。不同的交通等級采用不同的結(jié)構(gòu)組合及適宜的面層厚度。在整個預(yù)定的設(shè)計使用年限內(nèi)，路面使用品質(zhì)穩(wěn)定，確保路面的強度、平整度、表面抗滑性、抗車轍性、排水性能、干燥性、冰凍穩(wěn)定性、耐抗水沖刷能力等各項功能指標都穩(wěn)定在允許范圍之內(nèi)。

　　2.2 因地制宜、合理選材。貫徹就地取材、就近取材的原則，減少運距，并考慮環(huán)境保護，以美化環(huán)境。結(jié)構(gòu)層的類型、厚度、最大粒徑、壓實厚度、層間結(jié)合要相匹配。降低建設(shè)和養(yǎng)護費用。

　　2.3 一次設(shè)計、分期修建。軟土地區(qū)或高填方路基、黃土濕陷地區(qū)等可能產(chǎn)生較大沉穩(wěn)的路段，以及初期交通量較小的公路可進行分期修建。

　　2.4 方便施工、利于養(yǎng)護。應(yīng)盡量采用機械化施工，并考慮建成后通車后的養(yǎng)護問題。特別是對于高速公路，要求平常的養(yǎng)護工作量越少越好，以免形成大范圍交通量不暢。

　　2.5 整體考慮、綜合設(shè)計。路面在進行設(shè)計時，將土基、墊層、底基層、基層和面層看做一個整體。要求土基穩(wěn)定、基層堅實、面層耐久、使路面結(jié)構(gòu)層在整體上滿足強度和穩(wěn)定性要求。

　　在瀝青路面的組合設(shè)計過程中，路面各結(jié)構(gòu)層材料確定和組合設(shè)計，應(yīng)在吸取以往成功建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，遵循上述的原則，選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理的路面結(jié)構(gòu)層。

　　三、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

　　3.1 瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇。瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇是個很關(guān)鍵的問題，根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒徑瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入。

　　路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次，設(shè)計單位為了計算方便，一般將設(shè)計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量，然后將確定車型的非標準車的軸次，換算成標準車軸載的當量軸次，最后用設(shè)計年限內(nèi)的當量軸次，計算路面設(shè)計彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。經(jīng)過大量的觀察認為：在非標準車向標準車軸載換算過程中，實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載，尤其是非標準車的軸載，車輛的實際軸載遠大于設(shè)計軸載(貨運車輛絕大多數(shù)為超載運輸)，而由當量軸次的計算公式知，當量軸次與軸載比的4.35次方成正比例。由此得知設(shè)計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期破壞情況較多的癥結(jié)之一所在——公路在短期內(nèi)(如1-2年)已達到設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。

　　3.2 瀝青混合料配合比設(shè)計。瀝青混合料配合比設(shè)計也是關(guān)鍵問題，瀝青混合料配合比設(shè)計按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過四個階段，即目標配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比驗證階段和試拌試鋪階段，各階段要達到的目的都有明確的要求。在施工時，有的單位壓縮兩至三個階段，有的干脆憑經(jīng)驗進行施工，因此，從理論和實踐來講存在較大的偏差，從而導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足，另一方面由于目前國家現(xiàn)狀所致，公路建設(shè)工期較短加上標價偏低，碎石料場不規(guī)范，大多地材都由個體企業(yè)承擔，料場分散，設(shè)備落后，材料的均質(zhì)性，穩(wěn)定性均有較大的差別，雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過程中也檢測并予調(diào)整配合比，但由于變化大，差異性大不可能做到十分準確，油石比級配都在變化，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害的原因之一。

　　四、預(yù)防公路瀝青路面破壞的設(shè)計措施

　　4.1 合理進行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。根據(jù)本地區(qū)的實際，不同的地區(qū)地理、氣候、環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展特點不同，交通組合也有較大的差距，在進行路面設(shè)計時，不能千篇一律地采用半剛性基層，在交通量不大，重載交通量很少的地區(qū)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計應(yīng)考慮使用級配碎石柔性基層和低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層;對交通量大，但重載交通量較少的地區(qū)，可以在半剛性基層和瀝青面層之間設(shè)置級配碎石柔性排水層，或采用低劑量的水泥穩(wěn)定碎石基層，減少半剛性材料反射裂縫對路面的早期損害;對于交通量較大且重載交通較多的地區(qū)，在使用半剛性結(jié)構(gòu)層時，可以考慮使用土工材料加強結(jié)構(gòu)層之間的聯(lián)系，同時改善層間的受力特性。

　　4.2 改性瀝青的使用。改性瀝青是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑)，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料”。改性劑是指“在瀝青或瀝青混合料中加入天然的或人工的有機或無機材料，可熔融、分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上)的材料”。由于改性瀝青的良好使用性能，近幾年，我國的高速公路路面開始使用改性瀝青。根據(jù)瀝青改性劑聚合物的種類區(qū)分可分為三類:一是熱塑性橡膠類，二是橡膠類，三是樹脂類。通過大量的試驗和研究，SBS改性瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫性能、彈性恢復(fù)性能、感溫性等無論從哪方面講，都有非常突出的優(yōu)點，所以我國改性瀝青的發(fā)展方向應(yīng)該以SBS作為主要方向。改性瀝青的合理使用，將有效減少因面層原因引起的病害。

　　4.3 完善路面的防水設(shè)計。首先，應(yīng)迅速排除表面水，防止積水滲入下層，要求路拱和表面平整度符合規(guī)定，路表不得積水;其次，為防止面層滲水滯留基層表面，而使基層被浸軟，在基層上做封層或透層，能夠達到即使有水滲入也能及時沿基層表面的路拱排出的效果;第三，面層材料應(yīng)選擇能耐荷載與水分復(fù)合作用的材料;第四，設(shè)置排水層(墊層)，既能排水，也能隔斷毛細水，使上升的毛細水也能及時排出。因此，此墊層或下基層應(yīng)有排除上、下兩方來水的作用，應(yīng)用透水材料;第五，與路面結(jié)構(gòu)排水有關(guān)的邊溝、滲溝、排水溝等，必須按規(guī)范要求設(shè)置;第六，各層的強度自上而下逐漸減小，層次較多，雖受力情況較合理，但不同材料過多的層次將會給施工工藝及材料制備帶來較大困難，因此，一般層次不宜過多，層間應(yīng)盡量連續(xù)。

　　隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，瀝青路面越來越發(fā)揮重要的作用。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點，在優(yōu)化完善設(shè)計的同時，也要注意加強施工管理、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。