高速公路沥青路面设计若干问题综述

高速公路沥青路面设计若干问题综述

李贵生

广东省南粤交通河惠莞高速公路管理中心

摘要：沥青路面已经成为当前我国高速公路建设过程中广泛使用的一种路面类型，对提升高速公路建设质量、保障高速公路双重效益均有积极作用。然而沥青路面在使用一定时间后均会出现一些质量问题或者性能问题，例如谁破坏、基层反射裂缝、疲劳裂缝等，对高速公路的安全可靠使用造成不利影响。本文将针对当前我国高速公路沥青路面设计过程中存在的若干问题进行综合分析及论述，主要包括高速公路沥青路面的面层、基层、底基层材料选择以及合适厚度等内容。

关键词：高速公路；沥青路面；设计；若干问题

当前我国经济建设以及社会发展过程中，高速公路作为一项基础建设工程取得诸多发展成果，对我国道路出行、经济建设等均发挥了非常重要的作用。沥青路面作为我国高速公路建设过程中广泛使用的一种路面类型，其设计技术及施工技术同样处在不断发展的过程中且取得良好成果。然而在沥青路面的实际使用过程中同样存在诸多问题，例如路面结构问题、路面材料问题、施工工艺问题等，对沥青路面的功能发挥和稳定性、耐久性造成不利影响。而想要彻底解决高速公路沥青路面试用期间存在的问题，就必须针对沥青路面的路面结构、路面材料、施工工艺三个方面进行全面考虑，从沥青路面的设计阶段就分析其质量问题产生的原因，制定具有针对性的解决措施。本文将针对当前我国高速公路沥青路面设计过程中存在的若干问题进行综合分析及论述，主要包括高速公路沥青路面的面层、基层、底基层材料选择以及合适厚度等内容。

一、沥青路面面层材料选择以及合适厚度选择

我国高速公路沥青路面的面层通常被分为2层或者3层，其中分为2层时分别是表面层与底面层，分为3层时分别是表面层、中面层以及底面层。

1.1表面层

高速公路沥青路面的表面层直接接受行车荷载的作用力，同时直接承受外界大气因素的影响，需要为沥青路面的使用提供相应的摩擦阻力、温度稳定性以及密水性、耐久性等功能。一般高速公路表面层的材料选择多以优质沥青为主，为路面表面层提供良好的耐磨耗性能、抗压碎性能，同时优质沥青形状较好、扁平颗粒较少，对路面表面层的平整性、稳定性有良好帮助。此外，中粒式沥青砼具有较好的热稳定性以及抗车辙能力，密实性沥青砼具有较好的抗裂性以及耐久性，均可用于高速公路沥青路面的表面层设计中。需要注意的是，沥青路面表面层材料的选择需要充分考虑到当地区域的气候条件和地质条件，其中孔隙率较大的半开级配混合料，并不适宜使用于冰冻地区，否则表面水在路面空隙中会由于反复冻融而对路面表面层的稳定性、耐久性造成不利影响。

1.2中面层

高速公路沥青路面的中面层材料选择应充分考虑到材料本身的抗永久变形能力，中面层的稳定性对其材料的高温稳定性有着极大的需求。一般沥青砼的矿料级配中，增加5mm以上的碎石含量，或者增加混合料的密实度，均能达到有效提升沥青砼高稳定性的目的。也有研究显示，适当增加中面层级配中的粉粒含量，能有效降低沥青砼的孔隙率和透水性。此外，中面层也可以使用比表面层沥青更稠的沥青材料。在高温稳定性可能成为沥青面层主要病害的地区，例如山区公路上坡道等，沥青砼的沥青砼量相较于马歇尔试验所确定的最佳沥青用量需要减少0.2%~0.3%。

1.3底面层

当前我国高速公路沥青路面的底面层多使用沥青碎石作为主要材料，但其不具备良好的抑制基层裂缝反射能力。底面层材料的选择需要充分考虑到高温稳定性、抗疲劳破坏能力等性能，然而由于沥青碎石本身抗弯强度较低的原因，本文认为沥青路面底面层还是以粗粒式沥青砼作为主材料更好。此外，沥青用量越多、稠度越大的密实性沥青砼其抗疲劳能力越好。

1.4合适厚度选择

以当前我国广泛使用的半刚性基层沥青面层路面为对象，其路面承载能力完全有半刚性材料的性能来决定，沥青面层只能起到功能性的作用，其厚度选择对路面承载能力的影响并不大。也正因此，从技术角度、经济角度进行全面分析，沥青面层的厚度以9cm~12cm为最佳选择范围。

二、沥青路面基层材料选择以及合适厚度选择

2.1材料选择当前我国高速公路沥青路面的基层材料包括水泥稳定类材料以及二灰稳定类材料两种类型。其中水泥稳定类材料其早期强度更高，具有更好的抗冲刷能力以及抗潮湿稳定性，更适宜早期公路开放后就通行重型货车。然而使用三个月后水泥稳定类材料与二灰稳定类材料所构成的路面基层其强度基本相同，使用半年后二灰稳定材料其路面基层强度可能会比水泥稳定类材料更高。同时二灰稳定类材料具有更好的水稳定性。结合当前广泛使用的半刚性底基层材料，以石灰粉煤灰土和石灰粉煤灰砂的强度和水稳定性最好，石灰土本身强度以及水稳定性是最差的。

2.2厚度选择

基层材料厚度对路面基层结构的稳定性以及路面基底层的抗冲刷能力有直接影响。一般基层厚度越高则路面底基层的抗冲刷能力就越强。一般路面结构中稳定粒料基层的厚度不低于18cm、底基层稳定细粒土厚度以及沥青面层不低于9cm及12cm，对避免路面基底层冲刷现象有重要作用。此外，稳定细粒土本身收缩性较强的情况下，也要考虑到高速公路沥青路面底基层收缩裂缝的发生问题，要求沥青面层厚度不小于27cm或者半刚性基层保护底基层厚度不小于30cmm。在重度冰冻地区，还要考虑到温度因素对底基层稳定性的影响，因此冰冻地区半刚性基层厚度不小于20cm~25cm。

三、沥青路面底基层材料选择以及合适厚度选择

3.1底基层材料选择

一般的半刚性路面基层其底基层多使用半刚性材料，对降低基层地面的拉应力、增强路面结构的承载能力均有良好效果。有使用级配粒料作为底基层主要材料的沥青路面，需要注意粒料中的细土含量、塑性指数必须符合基层施工规范的实际要求，确保半刚性基层厚度不小于5cm。此外，针对土质不好的地区，底基层建设时需要考虑到土基本身的抗潮湿性能、土基的强度和模量等内容。路基上层也可以在路面建设过程中作为路基改善层出现，使用诸多粗细级配粒料，或者各种稳定土作为主材料，以此有效发挥垫层的作用，提高底基层材料的丰富性和本身的稳定性。由于当前我国高速公路沥青路面一般极少使用天然砂砾或者矿渣作为底基层主要材料，因此不与叙述。

3.2厚度选择

我国大部分高速公路其半刚性底基层厚度均在25cm~40cm范围内，所用材料以石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂等为主。近年来厚度为36cm~40cm的二层半刚性基层也开始被应用于我国高速公路沥青路面的建设过程中，其具有一层半刚性底基层且厚度为18cm~20cm，在实际使用过程中同样具有极好的结构稳定性和承载能力。但仍然需要长时间观察以确定其后续使用过程中的各项性能发挥。

四、结语

综上所述，本文针对我国高速公路沥青路面设计中的面层、基层、底基层材料选择以及厚度选择进行了总结论述，相关人员在上述内容的基础上应当结合沥青路面的实际类型、路面结构、使用功能、基础条件等多项因素，综合考虑沥青路面的结构设计、材料选择以及参数设计，加强沥青路面各个层次结构的施工质量监督和管理，确保沥青路面的建造符合我国高速公路的实际使用需求和发展要求。

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