李金河
枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司 山东省枣庄市 277800
摘要:本文作者结合多年的设计工作实践,就沥青路面的特点及在设计过程中一些应注意的问题进行了详细的阐述,供同行参考。
关键词:沥青路面;路面设计;注意事项
一、路面设计的具体步骤
1.1确认设计指标的选择方向
指标要求归结为两个方面:首先,设计指标的选择要具有合理性。为了使路面结构层整体达到一定的强度和稳定性,需根据沥青路面的主要损坏的类型和特征,按照土基的条件、高速公路的使用品质、工程造价、自然因素.建路的材料等进行综合考虑,选择合适的设计指标。其次,设计指标要注重多样化且要相互协调。由于高速沥青路是多层次的层状结构,所以它的损坏类型各式各样,选择的设计指标应该为各类指标并存,且不同的指标都应分别控制一项(或几项)损坏类型,各项指标的标准之间应相互协调,不能冲突。
1.2确定原料的类别,做好充足备料准备
沥青路面的原材料主要有:粗集料、细集料、矿粉、沥青。沥青下面层采用70号A级沥青沥青。中面层、上面层采用70号A级沥青为基质沥青的改性沥青。为有效的控制沥青质量,采用针入度分级体系和性能分级的两套指标。对S14即3~5mm规格的粗集料,针片状颗粒含量可不予要求,<0.075mm含量可放宽到3%。0~3mm细集料应采用轧制好的10mm以上的洁净石灰岩碎石加工生产的机制砂。0~3mm细集料应干净、坚硬、干燥、无风化、无杂质或其他有害物质,并有适当的颗粒级配,采用配备立式冲击破的机制砂专用生产设备加工生产(加工时应加设3mm筛),加工过程中应具有吸尘设备,0.075mm通过率采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨制的矿粉,不应含泥土杂质和团粒,要求干燥、洁净。
1.3落实高速公路沥青路面配合比设计
提高其含石量,以增大内摩擦角,提高抵抗变形的能力,同时,由于集料级配良好,沥青混合料将获得更大的密度。在设计配合比时应充分考虑影响油石比的因素,当然过量的沥青对于路面也是有害的,沥青的最佳用量应满足经过高温季节行车碾压后路面剩余空隙率的要求。
1.4选择沥青路面面层设计
综合考虑满足耐久性、抗车辙性、抗裂、抗水损害、抗滑性能等多方面的要求,在施工方法和机械、工程造价等实际条件下进行选择;采用双层或三层式结构,至少有一层为I型密级配沥青混合料;多雨潮湿的地区宜应用抗滑表层混合料;集料最大粒径应从上至下逐渐增大,中粒式和细粒式沥青混合料用于上层,粗粒式只能用于中下层;上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的1/2,中、下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的2/3。
二、对于设计中应注意的问题
设计中应注意的问题可以概括为如下几个方面:
2.1沥青路面的选择
沥青面层应该具有密实、抗滑、平整、耐久等性能。并且还要拥有高温抗车辙、低温抗开裂和良好的抗水损害的能力。沥青面层可以分为沥青贯入式、沥青表面处治、热拌沥青混合料三大类。沥青表面处治和沥青贯入式这两类面层档次比较低、使用的期限也比较短,城市道路一般不会采用。城市道路路面常常采用的是热拌沥青混合料面层。而热拌沥青混合料又可以分为沥青玛蹄脂碎石(SMA)、开级配抗滑面层(OGFC)、密级配沥青混凝土(AC)等三种类型。保证沥青路面质量问题和使用功能的关键就是选择沥青混合料的类型和设计配合比。为防止雨水下渗诱发水灾害,各结构层一般采用密实性沥青混合料。而当路面有两层或三层以上的沥青层时,至少应有一层是密实性沥青混合料。密实性沥青混合料又分为粗型(AC―C)和细型(AC―F)。
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粗级配主要以粗级料为主,具有表面粗糙、构造的深度较大、抗变形、抗车辙性能比较好等特点。比较适用于多雨炎热、交通量又比较大的地区路面的表面层。中面层和下面层也可以采用粗级的配沥青混合料,从而增强抗车辙的能力。细级配因为细级料比较多,水稳定性、施工和易性、低温抗开裂、抗疲劳开裂的性能比较好。所以其表面细致、构造深度小,常常用于抗疲劳结构层。多用于交通量较少、干旱少雨、气候严寒的地区道路。沥青玛蹄脂碎石(SMA)是以间断级配作为主骨架,再利用沥青玛蹄脂作为结合料,经过一些列诸如拌合、摊铺、压实等形成的构造深度较大的抗滑面层。
2.2基层和底基层的厚度
基层作为沥青路面主要的承重层,就必须具有稳定性、耐久性和高性能的承载能力。可以根据交通量的大小、采用材料的性能等有利于施工进行的因素来确定基层的厚度。沥青路面通常采用的是半刚性基层,包括石灰稳定类、水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类等等。这些稳定类材料的基层一层适宜的厚度为18~20cm,如果压实机的性能比较先进的话,可以适当地提高基层一层的压实厚度。设计基层的厚度应该为基层一层适宜厚度的整数倍。
2.3加强路床
路面要求路基必须具有足够的稳定性和强度。路床是指路面的结构层之下的0~80cm范围内的路基,而这个范围恰好在路基r工作区的范围内,是路基主要承重的区域。在平原地区的城市道路建设中,因为要考虑到服务于道路两侧的建筑以及综合城市建设要求的方方面面,往往路床标高要与原地面标高很接近。正是由于路面高程的限制,导致路床常常比原地面标高底,所以在受到地下水的影响时,路床的强度达不到设计规范的要求。所以在设计中应注意结合工程质地勘察报告和道路设计报告,按照土基的干湿类型对路床进行适当的加强处理。在通常情况下,可以采用满足CBR要求的填料换填原材料,换填的深度可以根据实际情况决定。对于膨胀的土路基,可以根据路面膨胀的程度作出专门的设计处理。
2.4设置垫层和底基层
在目前来看,沥青路面的设计通常采用半刚性的基层结构,常采用的基层大多是水泥或石灰粉煤灰等无机结合料稳定的碎石基层。在路面结构设计中,要考虑土基及路面结构层各层之间有着适当的模量比,这样才能够保证结构层受力后合理稳定。而提高路面耐久性的关键就在于保证层间结合状态的连续。因此,路面结构设计中增加粒料类垫层和无机结合料稳定类底基层,就可以高效地防止雨水和地下水对路面造成的影响,能保证路面的结构始终保持在干燥或者中湿的状态,延长路面的使用期限。
2.5稀浆封层
稀浆分层可以作为新建路面的下封层和沥青路面的罩面。本文所描述的稀浆封层,是指新建路面的下封层。由于不参与沥青路面结构厚度的计算,稀浆封层在设计时往往容易被忽略。乳化沥青稀浆下封层铺筑于水泥、石灰等稳定碎石基层和沥青面层之间,主要功能包括:防止多雨地区道路运营期间由于雨水渗入基层而损害路面;可以作为施工期间还未铺筑沥青面层之前通车时的保护层;可以加强基层和沥青面层之间的联接,提高道路路面结构的整体性。在设计的过程中还应该注意下封层的设计,特别是在设计一些比较重要的道路,例如城市的主干道和新建的高速公路时,更应该重视对下封层的设计。乳化沥青稀浆可采用厚度6mm的ES―2型材料。还需要注意的是,应该在喷洒透层油之后再施工下封层,下封层是不能代替透油层的。
结束语
要修建好沥青路面须加大对公路沥青路面的技术指导力度,严格按照我国公路的设计和施工标准,加大对沥青路面设计与施工的质量监督力度,以确保工程质量,从而实现快速优质地建成沥青路面。
参考文献
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[4]谢建鹤.浅谈沥青路面设计中应注意的问题[J].中国新技术新产品,2011(7):121-122.
论文作者:李金河
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
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