山区四级公路沥青路面的设计与施工

浅谈山区四级公路沥青路面的设计与施工近年来，随着我国农村公路建设的发展，沥青路面因具有表面平整、坚实、无接缝、行车平稳、舒适、噪音小、造价低廉、适宜机械化施工等近年来，随着我国农村公路建设的发展，沥青路面因具有表面平整、坚实、无接缝、行车平稳、舒适、噪音小、造价低廉、适宜机械化施工等优点而越来越广泛地被应用到农村公路建设中。但是，由于沥青路面容易产生基层反射裂缝；低温情况下容易产生开裂；容易产生水损坏，尤其是设计与施工质量控制不当时更容易产生早期破坏。因此，本文结合山区四级公路沥青路面设计与施工的实践，提出山区四级公路沥青路面在建设中应注意的一些问题，以供同行参考。1沥青路面的使用性能在第七届国际沥青路面结构会议后，人们将沥青路面的使用性能分为两类：①结构性使用性能，即抗疲劳损坏、抗高温车辙、抗低温缩裂，抗水损害和抗老化五个方面；②功能性使用性能，即平整度、构造深度、摩擦系数、车辙和滚动噪声5个方面。2沥青路面的设计沥青路面的设计分为结构组合设计、路面厚度计算和材料配合比设计3个部分，下面结合沥青路面使用性能方面的要求来论述四级公路沥青路面的设计。2.1结构组合设计应根据公路所在区域的水文地质、气候特点、公路等级与使用要求、交通量及其交通组成等因素，结合当地实践经验，选择适宜的路面结构组合。即山区四级公路沥青路面的结构组合设计应遵循以下要求：（1）适应行车荷载作用的要求：各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，以使各结构层材料的效能得到充分发挥；基层与面层的模量比应不小于0.3；土基与基层或底基层的模量比宜为0.08～0.40。（2）在各种自然因素作用下稳定性好：基层一般应选择水稳性好的材料；在季节性冰冻地区，设置防止冻胀和翻浆的垫层；路面总厚度满足防冻厚度的要求。（3）考虑结构层的特点：面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求；因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护。2.2路面厚度计算路面结构层厚度的确定应满足结构整体刚度（即承载力）与沥青层或半刚性基层、底基层抗疲劳开裂的要求。轮隙中心处路标计算弯沉值ls应小于或等于设计弯沉值ld，即ls≤ld（1）一般，四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标。则在计算路面厚度时，可根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序来进行计算或验算。而设计弯沉值应根据公路等级、设计年限内累计标准当量轴次、面层和基层类型按式（2）计算确定：ld＝600Ne式中：ld：设计弯沉值，0.1mm；Ne：设计年限内一个车道累计当量轴次，次/车道；Ae：公路等级系数，即四级公路为1.2；As：面层类型系数，即沥青混凝土面层为1.0；Ab：路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。2.3材料配合比设计2.3.1四级公路基层、底基层的材料配合比设计山区四级公路沥青路的基层、底基层的材料宜采用水泥稳定集料类、石灰粉煤灰稳定集料类等材料；且其基层、底基层均可采用悬浮密实型级配（基层集料的最大粒径不大于31.5mm，底基层集料的最大粒径不大于37.5mm），以使基层、底基层具有足够的强度和稳定性、较小的收缩（温度及干缩）变形和较强的抗冲刷能力。2.3.2沥青混凝土面层的配合比设计沥青面层应具有平整、密实、抗滑、耐久的品质，并具有高温抗车辙、低温抗开裂以及良好的抗水损害能力。沥青面层的沥青，应采用符合“中、轻交通道路石油沥青技术要求”的沥青或改性沥青。而山区四级公路沥青面层分为上、下两层，在具体选用沥青混合料类型时应根据使用要求、气候特点、交通条件、结构层功能等因素，结合沥青层厚度和当地实践经验来选择适应的混合料。因上面层须具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的性能，即宜采用AC－13中粒式沥青混凝土；因下面层须具有高温抗车辙、抗剪切、密实、不透水、耐疲劳开裂的性能，即宜采用AC－25粗粒式沥青混凝土。同时，在确定沥青混合料最佳沥青用量时采用了体积法设计方法，即要求沥青混合料中的矿料级配、稳定度（含残留稳定度）、沥青饱和度VFA、流值、矿料间隙率VMA、马歇尔试件的密度、空隙率VV和60℃动稳定度等均应符合规范要求。3沥青路面的施工（1）沥青混合料的矿料质量及矿料级配应符合设计要求和施工规范的规定；粗集料宜采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣、钢渣（钢渣应在破碎后有6个月的存放期）等，应由具有生产许可证的采石场生产；粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的刚度、耐磨耗性。细集料可采用天然砂、机制砂及石屑，并确保其与沥青有很好的粘结性；沥青混合料的填料可以采用矿粉、石灰粉、水泥、粉煤灰等。（2）严格控制各种矿料的沥青用量及各种材料和沥青混合料的加热温度，沥青材料及混合料的各项指标应符合设计和施工规范要求。沥青混合料的生产，每日应做抽提试验、马歇尔稳定度试验，矿料级配、沥青含量、马歇尔稳定度等结果的合格率应不小于90%。（3）拌合后的沥青混合料应均匀一致，无花白，无粗细料分离和结团成块现象。（4）在沥青混合料的运输过程中，必须采用帆布对运输车辆中的沥青混合料进行保湿覆盖，以免因热量散失而导致沥青混合料运输到铺筑现场的温度过低。（5）摊铺时应严格控制摊铺厚度和平整度，避免离析，注意控制摊铺速度、摊铺宽度，避免全幅摊铺；摊铺时，应保证供料充分且均匀、连续地摊铺，避免间隙和停顿。（6）碾压时，应科学安排压路机，让其均衡地进行碾压；碾压时应保持直线方向、均衡慢速，折返时关闭振动，渐渐改变方向，折返点错开不得在同一个断面上；应控制碾压速度，碾压至要求的密实度，基层必须碾压密实，表面干燥、清洁、无浮土，其平整度和路拱度应符合要求；应科学合理安排轮胎压路机和振动压路机，通常是轮胎压路机在前，压实效果好，平整度通过振动压路机来弥补。（7）接缝处理：①纵缝。由于沥青路面的纵向接缝不好造成纵向开裂的情况屡见不鲜，严重影响了路面寿命，但山区四级公路沥青路面施工，由于缺乏摊铺机或旧路照面不能中断交通等情况，半幅施工的冷接缝则无法避免。因此，在施工时，可参照国外做法，在压路机上安装一个圆盘式切刀，碾压边缘时放下来将边缘切齐；②横缝。由于施工中断及每天施工段落产生的横向冷接缝，应由有经验的人现场指挥，操作工人工作熟练，做到施工前接缝处的清洁干燥，旧面涂刷粘层油与新面粘结，并做到施工后进行检查验证。（8）沥青路面施工结束后，应待沥青混合料冷却后方可开放交通；如施工结束后需马上开放交通的，可洒水以加速路面的冷却。4验收阶段质量检查除原材料和混合料的质量符合规定要求外，还应有质量检验的书面资料，施工质量检验记录。竣工后的沥青铺筑表面层应平整、坚实、粗细均匀，不得有脱落、掉渣、泛油、松散、推挤、烂边、裂缝和明显离析等现象；接缝应紧密、平顺、烫缝不应枯焦，并不得有明显掺入石油类斑迹。沥青面层与其他构筑物衔接应紧密平顺，不得有积水或漏水现象。5结束语综上所述，要修建好山区四级公路沥青路面，须加大对山区四级公路沥青路面的技术指导力度，严格按照我国四级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山区四级公路沥青路面。