【學(xué)員問(wèn)題】結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)？

【解答】1、隨著公路事業(yè)發(fā)展，瀝青路面結(jié)構(gòu)由單一的半剛性基層瀝青路面，向多樣化發(fā)展。近十幾年來(lái)，我國(guó)廣泛采用半剛性基層瀝青路面，因該結(jié)構(gòu)整體性好、強(qiáng)度較高，具有一定剛度，公路的承載能力普遍比過(guò)去提高了，正因?yàn)椴捎昧税雱傂曰鶎訛r青路面結(jié)構(gòu)，我國(guó)的公路基本滿足了近十年公路交通運(yùn)輸?shù)娘w速發(fā)展，適應(yīng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，過(guò)去公路上的網(wǎng)裂、龜裂，尤其是翻漿、沉陷、鼓包等嚴(yán)重破壞現(xiàn)象大為減少。但是，它存在著如低溫開(kāi)裂，抗沖刷能力不足，層間結(jié)合不良等問(wèn)題，為此，一方面改進(jìn)現(xiàn)有半剛性基層存在的問(wèn)題，另一方面改進(jìn)和增加新路面結(jié)構(gòu)類型。

1、）半剛性基層瀝青路面——我國(guó)常用的典型結(jié)構(gòu)，適合各級(jí)公路選用，是在半剛性基層上一般鋪筑小于180mm以下的瀝青混合料或粒料的結(jié)構(gòu)。半剛性基層是它的主要承重層，該結(jié)構(gòu)當(dāng)層間為連續(xù)狀態(tài)時(shí)的瀝青層底多數(shù)為壓應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮半剛性基層的拉應(yīng)力。

2）、柔性路面——是沒(méi)有無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層的路面結(jié)構(gòu)，故它具有較大的塑性變形，路基強(qiáng)度大小直接影響柔性路面結(jié)構(gòu)承載能力，要求瀝青層較厚，初期投入成本高，柔性路面用于重型、特重交通的公路我國(guó)尚缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)認(rèn)真對(duì)待，逐步累積經(jīng)驗(yàn)。全厚式瀝青混凝土——在處治或未處治過(guò)的路基上，路面結(jié)構(gòu)全部用瀝青混合料鋪筑，一般瀝青層達(dá)400~500mm以上，屬柔性路面范疇之內(nèi)。它主要用于繁重交通或當(dāng)標(biāo)高受到限制的街區(qū)道路特殊路段。這類結(jié)構(gòu)因?yàn)r青層較厚，路面維修可不翻修、基層、底基層而只修面層，國(guó)外專家認(rèn)為它具有較長(zhǎng)壽命。

3、）剛性基層——在工程實(shí)踐中有的運(yùn)輸煤、礦石、建筑材料等的公路，為滿足重載交通的需要采用了貧混凝土、混凝土等剛性基層；在改建工程中對(duì)個(gè)別強(qiáng)度很差的路段，為了減少開(kāi)挖深度時(shí)也采用了貧混凝土基層。為適應(yīng)生產(chǎn)需要，在總結(jié)現(xiàn)有試驗(yàn)成果與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了該結(jié)構(gòu)內(nèi)容。由于該類結(jié)構(gòu)的運(yùn)用還僅是開(kāi)始，尚需不斷累積新經(jīng)驗(yàn)。

4、）混合式瀝青路面——在半剛性基層上設(shè)有厚度小于300mm以下的瀝青混合料或粒料等柔性基層，它與其下的半剛性材料層組合構(gòu)成承重層。

由于在半剛性材料層上設(shè)計(jì)了較厚的柔性材料層，使半剛性材料層位下放，以至成為底基層。因此，設(shè)計(jì)時(shí)可視交通量、柔性材料層厚度，可適當(dāng)降低半剛性材料要求，減少水泥用量，減少低溫裂縫。同時(shí)瀝青層增厚或設(shè)置級(jí)配碎石過(guò)渡層，也具有減緩動(dòng)水壓力和反射裂縫的作用�；旌鲜浇Y(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上可屬于半剛性基層瀝青路面，它們僅是在半剛性基層鋪筑柔性材料層的厚度不同，前者薄后者厚而己，但后者的使用性能界于半剛性基層瀝青路面與柔性路面之間，取兩者之長(zhǎng)，避兩者之短。

另外，對(duì)特重交通，有的國(guó)家采用連續(xù)配筋混凝土或水泥混凝土上加厚度小于90~160mm薄層高品質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)，實(shí)踐證明具有很高的承載能力，且車轍較小。但是，從我國(guó)當(dāng)前工程質(zhì)量、施工水平、管理水平、以及經(jīng)濟(jì)條件考慮，從我國(guó)是一個(gè)缺乏瀝青資源的國(guó)家出發(fā)，對(duì)某些公路適當(dāng)增厚瀝青層是需要的，但柔性結(jié)構(gòu)、全厚式瀝青混凝土距國(guó)情差距較大。

路面結(jié)構(gòu)類型選擇主要是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，目前仍應(yīng)以半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)為主，混合式瀝青路面己在多省的公路上采用，取得了較好效果。柔性路面結(jié)構(gòu)開(kāi)始試驗(yàn)研究中。

我國(guó)地域廣闊、氣候、材料、水文條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、交通量和組成情況差異很大，規(guī)范難以概括所有情況，因此，希望各省市應(yīng)根據(jù)本地的氣候、材料、路基、交通情況提出適合當(dāng)?shù)貤l件的路面推薦結(jié)構(gòu)。

3、根據(jù)理論分析可知，路面結(jié)構(gòu)厚度與層間模量比有密切關(guān)系，故提出適當(dāng)控制層間模量比的要求。瀝青層的回彈模量一般小于半剛性基層材料和貧混凝土基層材料的回彈模量，從理論分析，若瀝青層與半剛性基層材料和貧混凝土基層材料之間是連續(xù)體系時(shí)，瀝青層多數(shù)處于受壓狀態(tài)，而不出現(xiàn)拉應(yīng)力，只有半剛性基層材料和貧混凝土基層自身層底受拉應(yīng)力，上下層間模量比越小，下層拉應(yīng)力越大，故半剛性基層的剛度不宜太大。若層間接觸面在浸水狀態(tài)可能導(dǎo)致界面產(chǎn)生滑移時(shí)，上層底面可能出現(xiàn)比連續(xù)狀態(tài)大一至二倍的拉應(yīng)力。因此從設(shè)計(jì)上應(yīng)采取可靠技術(shù)措施，防止層間滑移。層間適當(dāng)?shù)哪Ａ勘龋�使結(jié)構(gòu)層受力更合理；保證層間結(jié)合狀態(tài)的連續(xù)，是提高路面耐久性的關(guān)鍵。

4、半剛性基層或貧混凝土基層模量增大，層底拉應(yīng)力增加，瀝青層剪切應(yīng)力、或?yàn)r青層與半剛性基層界面之間的剪切應(yīng)力越大。因此，在進(jìn)行半剛性基層或貧混凝土基層混合料的設(shè)計(jì)時(shí)，剛度不宜過(guò)高，若選擇較大的材料模量時(shí)，對(duì)這類結(jié)構(gòu)不僅以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)，還應(yīng)驗(yàn)算瀝青層的剪應(yīng)力和界面剪應(yīng)力，并應(yīng)使瀝青混合料具有較高的抗剪強(qiáng)度，在層間界面結(jié)合更牢，防止層間界面推移。在有條件的單位，應(yīng)開(kāi)展這方面的試驗(yàn)與研究工作。

5、瀝青應(yīng)力吸收膜、瀝青應(yīng)力吸收層、聚脂粘層具有防止反射裂縫和加強(qiáng)層間結(jié)合的作用。

在半剛性基層上灑布具有富有彈性恢復(fù)能力的聚合物改性瀝青，如SBS改性瀝青、瀝青等，灑布量為1.0~1.6kg/㎡，再灑適量小碎石或預(yù)拌碎石3~8mm，不必滿鋪，約占灑布面積的60~70%即可，經(jīng)碾壓形成應(yīng)力吸收膜，具有一定減裂和加強(qiáng)層間結(jié)合的作用。

瀝青應(yīng)力吸收層是采用粘結(jié)力大、彈性恢復(fù)能力很強(qiáng)的改性瀝青做成砂粒式或細(xì)粒式瀝青混凝土，具有空隙率較小、不滲水、抗變形能力與抗疲勞能力很強(qiáng)的薄層結(jié)構(gòu)，一般為20~25mm，具有較好的抗疲勞、防止反射裂縫效果。

聚脂土工布粘層是在灑熱瀝青或改性瀝青、改性后，布設(shè)長(zhǎng)絲無(wú)紡聚酯土工布，經(jīng)輪胎壓路機(jī)輾壓使瀝青向上浸漬而形成具有減裂、防水、加強(qiáng)層間結(jié)合的作用的粘結(jié)層。瀝青的灑布數(shù)量宜通過(guò)試驗(yàn)確定，一般用量為0.8~1.4、kg/㎡.

6、粘層瀝青與原規(guī)范規(guī)定不同的是各瀝青層之間都要求灑布粘層瀝青。一般新建瀝青面層之間可灑布乳化瀝青，乳化瀝青灑布量宜為0.3～0.5、L/㎡、（瀝青含量約為0.15～0.25L/㎡、）、；在舊瀝青路面或水泥混凝土路面及橋面板上灑布粘層瀝青時(shí)，應(yīng)灑布改性瀝青或同標(biāo)號(hào)熱瀝青。瀝青灑布量宜為0.8～1.4、L/㎡，并灑預(yù)拌碎石或4.75~9.5mm或3~8mm碎石。也可灑布改性乳化瀝青。

7、下封層是設(shè)在半剛性基層表面上，為了保護(hù)基層不被施工車輛破壞，利于半剛性材料養(yǎng)生，同時(shí)也為了防止雨水下滲到基層以下結(jié)構(gòu)層內(nèi)，以及加強(qiáng)面層與基層之間結(jié)合而設(shè)置的結(jié)構(gòu)層。下封層雖有多種做法，實(shí)踐證明瀝青單層表處是經(jīng)濟(jì)、有效的方法之一。

8、上封層的結(jié)合料應(yīng)根據(jù)設(shè)置上封層的用途，公路等級(jí)，交通量等級(jí)，氣候特點(diǎn)等選擇，并與舊瀝青面層用的瀝青標(biāo)號(hào)一致或更高一級(jí)。重交通石油瀝青、改性瀝青、改性乳化瀝青、乳化瀝青等均可選用。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。