如何在設(shè)計(jì)階段提高瀝青路面工程質(zhì)量

1、如何在設(shè)計(jì)階段提高瀝青路面工程質(zhì)量賈茹張健(江西省公路機(jī)械工程局，江西南昌330006)摘要：為提高高速公路瀝青路面的工程質(zhì)量，延長新建高速公路路面使用壽命，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，在彎沉、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防排水三個(gè)方面提出一些看法，為路面設(shè)計(jì)提供一點(diǎn)參考。關(guān)鍵詞：道路工程；路面設(shè)計(jì)；彎沉；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；防排水0前言如何保證瀝青路面工程質(zhì)量，提高高速公路的使用壽命，減少瀝青路面早期破壞，成為項(xiàng)目質(zhì)量管理的一個(gè)難點(diǎn)。提高路面工程的工程質(zhì)量，可從多個(gè)方面著手

2、，比如路面設(shè)計(jì)階段、投標(biāo)過程中強(qiáng)制性要求，項(xiàng)目實(shí)施過程中的合同管理，工程技術(shù)管理方面等等。本文結(jié)合長年路面工程施工經(jīng)驗(yàn)，從路面設(shè)計(jì)角度，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量方面，談?wù)勛约旱目捶ā?國內(nèi)現(xiàn)狀由于施工、氣候、超載等多方面因素影響，很多新建高速公路瀝青路面不同程度的存在多種早期病害⑴，主要有車轍、開裂、水損害、瀝青路面的表面功能衰減等，嚴(yán)重影響高速公路使用的舒適性和安全性。很多高速公路都很難滿足設(shè)計(jì)15年的使用壽命。在高速公路運(yùn)營

3、管養(yǎng)中，提出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念，其中有相當(dāng)部分措施是彌補(bǔ)設(shè)計(jì)中的缺陷。2深化路面設(shè)計(jì)以往路面設(shè)計(jì)理念上主要注重設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)軸載與實(shí)際軸載是否吻合，習(xí)慣套用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，很少會(huì)關(guān)注軸載的輪壓、超載軸載換算、行車車速、施工過程中路面原材料變異性、現(xiàn)有國內(nèi)的施工技術(shù)水平、不同地域的自然環(huán)境差異等因素，致使路面設(shè)計(jì)文件比較粗糙，設(shè)計(jì)思路與實(shí)際路面成品脫節(jié)。如果路面設(shè)計(jì)中多考慮一些細(xì)節(jié)，采用一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，將非常有利于延長高速公路使用壽命，降低

4、日后高速公路的運(yùn)營維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。下面從路基設(shè)計(jì)彎沉、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路面防排水設(shè)計(jì)三個(gè)方面探討一下在設(shè)計(jì)階段提高路面工程質(zhì)量的方法。2.1路基設(shè)計(jì)彎沉及路基彎沉檢測合格的路基工程是路面工程質(zhì)量的最基本保障。2.1.1路基設(shè)計(jì)彎沉在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我國仍然采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論，以設(shè)計(jì)彎沉值作為路面整體剛度指標(biāo)，進(jìn)行路面厚度設(shè)計(jì)。一般設(shè)計(jì)思路是：根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上通過的累計(jì)當(dāng)量軸次，通過計(jì)算公式，計(jì)算出設(shè)計(jì)彎

5、沉值[2]。再通過彈性層狀體系理論計(jì)算出路面結(jié)構(gòu)類型，通過驗(yàn)算實(shí)際值小于設(shè)計(jì)值，則滿足要求（彎拉應(yīng)力及抗凍驗(yàn)算暫未考慮）。①土基回彈模量：在路基設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算公式中包含了土基回彈模量（）這一參數(shù)，該參數(shù)的取值直接影響路基彎沉值的計(jì)算結(jié)果。土基回彈模量是怎樣獲取的呢？根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查法）、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿線不同路基狀況的路基回彈模量設(shè)計(jì)值。一般設(shè)計(jì)過程通常采用室內(nèi)試驗(yàn)法。根據(jù)勘察設(shè)計(jì)取土場現(xiàn)場取樣進(jìn)

6、行室內(nèi)試驗(yàn)，得出土基回彈模量。但實(shí)際施工中由于種種原因，路床填土CBR值不一定滿足設(shè)計(jì)要求（特別是96區(qū)），也就是說即便路基施工填土壓實(shí)度能夠滿足施工規(guī)范要求，但填土的回彈模量仍滿足不了設(shè)計(jì)要求。因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分與施工現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合，提前對填土，特別是96區(qū)填土進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通常采用土質(zhì)改良的方法提高路基強(qiáng)度。②三個(gè)參數(shù)：另外通過路基設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算公式中還有三個(gè)參數(shù)值得我們關(guān)注：A、p輪胎接地壓強(qiáng)。隨著高速公路超載情況越來越嚴(yán)重，有

7、相關(guān)報(bào)導(dǎo)顯示，超載后輪胎接地壓強(qiáng)達(dá)到0.9MPa，超載嚴(yán)重的達(dá)到了1.1MPa。輪胎氣壓就與設(shè)計(jì)的初始值嚴(yán)重偏離，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)階段對超載情況估計(jì)不足，使得路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得單薄。B、δ當(dāng)量圓半徑。隨著車輛超載，輪胎與地面接觸面積增大，相應(yīng)當(dāng)量圓半徑也會(huì)改變，因此該參數(shù)也是一個(gè)變量。式。路表排水主要利用公路自身的橫坡以及部分排水引流設(shè)施將路表積水或降水快速排除出路面；中央分隔帶排水則是通過引流集中通過橫向排水管排除出中央分隔帶；路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排

8、水則是通過透水性基層，通過橫坡將內(nèi)部可能出現(xiàn)的自由水排出結(jié)構(gòu)層內(nèi)部。規(guī)范中說列舉的排水設(shè)計(jì)主要著重于大流量的自由水。而導(dǎo)致路面早期水損害的主要成因是行車過程中形成的孔隙水壓力對瀝青層混合料的沖刷作用，使得瀝青混凝土粘聚性降低，失去應(yīng)有的強(qiáng)度，逐步形成坑槽，如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，水再進(jìn)一步往下滲透，導(dǎo)致基層、底基層浸水失穩(wěn)，產(chǎn)生破壞。尤其在高速公路，行車速度快、超載嚴(yán)重的情況下，孔隙水壓力對瀝青混凝土中集料與瀝青的粘結(jié)性能的破壞更強(qiáng)（8）。也就是

9、說，設(shè)計(jì)規(guī)范中排水設(shè)計(jì)主要解決的是快速排除路表積水的問題，并不能解決動(dòng)水壓力以及瀝青層之間或面層與基層之間的層間水問題。另外，對于中央分隔帶排水設(shè)計(jì)大樣圖規(guī)定的防滲土工布在交通安全施工中，由于中央分隔帶防撞立柱的施工，導(dǎo)致防滲土工布被撕裂、打穿，排水效果收到一定程度的影響。因此如何防止中央分隔帶的水直接滲透到路基頂面，確實(shí)值得深化設(shè)計(jì)（9）。設(shè)計(jì)規(guī)范中提及的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水基層，對預(yù)防唧漿這類早期病害有很大的幫助。因此在地下水位較高的地

10、區(qū)，排水基層應(yīng)該是一個(gè)比較不錯(cuò)的選擇。2.3.2防水設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)規(guī)范中，除了橋面有防水層設(shè)計(jì)外，其他部位基本沒有防水設(shè)計(jì)。瀝青路面施工中，有很多水損害的薄弱環(huán)節(jié)。比如說中央分隔帶路緣石側(cè)石與瀝青混凝土面層的交接面是滲水的一個(gè)死角；瀝青混合料攤鋪過程中，靠近攤鋪機(jī)最外側(cè)是離析較嚴(yán)重的部位，其中靠近中央分隔帶的一側(cè)的離析帶后果最嚴(yán)重。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施中，大部分采用的多為防水性措施：稀漿封層、SMA混合料罩面、改性瀝青混合料罩面（10）等等，甚

11、至在我省也進(jìn)行過類似的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)（采用過微表處技術(shù)）。這些措施最終目的就是防止水滲入路面內(nèi)部，減緩路面的破壞速率。上文提及的幾個(gè)水損害的死角，如果在設(shè)計(jì)階段能夠進(jìn)行專項(xiàng)防水設(shè)計(jì)，能節(jié)約的較大的養(yǎng)護(hù)成本，減少養(yǎng)護(hù)維修帶來的社會(huì)負(fù)面影響。另外，在上面層施工設(shè)計(jì)中，可充分發(fā)揮標(biāo)線的防水作用，在設(shè)計(jì)文件中明確規(guī)定攤鋪機(jī)攤鋪寬度，讓標(biāo)線覆蓋在施工縱縫上，發(fā)揮一定的防水作用。3結(jié)語由于筆者常年處于路面施工一線，理論知識(shí)有限，文中可能存在不足、甚至錯(cuò)

12、誤之處。只是希望通過本文，提高路面工程路面設(shè)計(jì)工作的重視程度，提出一些預(yù)防性設(shè)計(jì)方案，切實(shí)減少瀝青路面的早期破壞因素，提高工程質(zhì)量，讓高速公路最大程度上發(fā)揮其社會(huì)效益，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)：[1]郝培文.瀝青路面施工與維修技術(shù)[M].北京：人民交通出版社.2000.12.[2]JTGD502004.瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].[3]JTGF8012004.公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].[4]張劍飛.在全國瀝青路面研討會(huì)上的講話[R

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