沥青混凝土材料在公路路面结构层设计中的应用

GXF360 2017-06-22

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沥青混凝土材料在公路路面结构层设计中的应用

林伟弟李维杰

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司）

【摘要】文章探讨了公路路面结构中沥青混凝土材料的应用。以混凝土材料作为基础进行分析，探讨了配合比、制作工艺、设计要点等内容，希望通过研究分析，给公路工程建设提供理论参考。

【关键词】公路；路面；结构；新材料；运用

1 前言

公路是现代化交通运输的主要方式之一，在整个交通网络中占有非常高的比例，也是政府部门一直致力于建设和管理的部分，“要致富，先修路”一直以来是我国经济政策之一，促进公路网络及质量不断完善提高，不但能有效效促进区域经济发展，同时还能保证人们便捷出行。早期公路路面的建筑材料通常是混凝土，在长期的使用过程中，极易受到雨水及潮湿空气的影响，从而引起较为严重的病害，其中以路面裂缝以及沉降现象为主。如果出现以上现象，极易造成路面整体性能下降，严重影响交通运行的顺畅。

2 沥青混凝土材料的推广运用

沥青混凝土主要是由矿石料按照一定比例配比而成，同时在严格控制的环境内搅拌而成。沥青混凝土是目前路面主要的新型施工用料，对比水泥混凝土，其能有效弥补传统建设过程中存在诸多不足，同时从根本上提升各个层面的综合性能，工程施工人员要根据其材料的性能选择最佳的工艺以及材料的配比[1]。

2.1 配料组合

沥青混凝土强度主要体现在以下两方面：其一，沥青与矿粉搅拌后而产生的粘结力；其二，各个颗粒之间存在的摩阻力以及锁结力。沥青混凝土中使用的大量矿石颗粒能保证沥青强度，同时在其表面形成薄膜，从而提高其粘结强度与稳定性。在进行混凝土配比过程中，需要根据沥青强度等特点，保证其使用寿命达到设计要求。应严格控制沥青混合料中的沥青比例，其比例需根据实验而确定，同时应该以工程实际情况为依据，否则必然会影响整个工程的质量。

2.2 制备工艺

热拌混凝土的主要制备工艺一般是使用大型的机械设备来完成，此时大部分是在固定的热拌厂完成，但是如果工程运输线路过长，则一般会选择移动式热拌机，从而保证工程原材料的供应。沥青拌和厂一般必备的设备为：加热筒、蒸汽炉、砂石储存区、加热锅以及粉料仓等等，拌和机一般有连续和分批两种形式。制作工艺上，传统的工艺方法主要是将使用矿石进行烘干之后再加热，然后与达到一定温度的沥青进行拌和。为了避免由于混凝土中的水分过低，而造成其质量的下降，此时应该使用沥青抗剥落剂，从而提高沥青混凝土的抗水能力[2]。

3 公路沥青路面主要的病害形式

经济的迅速发展，促使交通业取得了较快的进步，城市和农村经济互动加快，公路也成为了主要的交通运输道路，在交通事业中非常重要。然而，沥青路面在长期的使用过程中，除了要承受巨大的车辆载荷，同时还受到自然环境的侵蚀以及风雪等环境的损坏，其会造成沥青路面表面损坏非常严重。经过专家多方面研究和实践经验总结得知，沥青路面发生概率最高的病害为裂缝、车辙和沉降等等。公路设计人员需要严控工程质量，避免影响其性能的病害出现。

3.1 裂缝问题

公路工程中裂缝是发生率较高的病害之一，同时也是设计的难点。造成裂缝出现的最大原因则是温差，沥青路面在完成了初凝之后，由于沥青路面处于较大的温差环境中，使得沥青不能有效凝结，造成其稳定性下降。此外，沥青混合料的综合性能是导致其出现裂缝的主要因素，从而造成表面出现分离现象，影响整个公路运行安全。

3.2 车辙问题

公路表面会有大量的车辆行驶通过，如果长期使用中或者高载荷的情况下容易导致公路表面材料发生一定量的位移，此时则会产生“车辙”现象。导致车辙的因素有很多，一般有以下几点：其一，混合料凝固未达标，路面强度很难抵抗外部载荷；其二，渗水量过大，特别是雨季，如果沥青混合料中渗水过多，会造成其整体材料松散，很难承受较大的载荷。

3.3 沉降问题

工程区域内的自然环境对沥青路面的质量影响也非常大，尤其是在地形复杂的环境中，地下水的持续冲击也会造成路面稳定性下降。路面沉降的形成原因是由于地基不稳定而造成，比如在施工时，挖掘深度、面积等数据与设计图纸不相符；道路基坑没有完全支护，这些都是造成沥青路面质量下降的原因，对于后期使用也会造成巨大的影响[3]。

4 沥青路面的加固重点

新经济形势下，国家不断加强公路路面质量管理，希望能真正提高路面工程质量、预防病害的发生。沥青混凝土材料已逐步由土石材料所代替，特别是在水利工程中应用非常广泛。为了防止在使用过程中造成了沥青路面的损坏，施工中需要对其进行适当的加固处理，并且预防病害的发生。具体的加固方面有如下几点。

4.1 基坑处理

公路结构从总体上分为上、中、底三个结构形式，基坑位于最底部，也是承受水流重大冲击的重点区域。在水利施工过程中，需要通过提高其整体性能。比如，设计人员可以通过地坑大小选择合适的钢筋数量以及加固形式，从而真正防止病害现象的出现。设计人员要根据工程实际情况选择最佳的结构形式，同时保证基坑方案的合理性。

4.2 路面支护

合理的支护结构能有效避免病害的发生。首先，应该对病害区域进行支护，以增强其整体性能；如果沥青路面已经表现出较为严重的渗漏情况，那么需要由专业技术人员根据现场的工程条件进行修补处理，避免渗漏现象大范围的扩大。工程设计人员根据路面渗透情况严重程度，选择最佳的结构形式。如果发生渗漏现象的范围较小，一般使用土工膜进行修补；如果发生渗漏现象的范围比较大，则选择钢筋混凝土的形式进行加固支撑[4]。

4.3 材料配制

造成沥青路面质量下降的另一重要因素则是混凝土的配比，配比工艺水平直接影响公路的工程质量，因此，必须要严格控制配比方案。施工单位需要根据施工现场的自然环境选择最佳的防病害施工方案，同时需合理控制工程中所使用材料质量，并且严格控制各成分的比例，可以适当加入若干添加剂进而提高其性能。施工开始前，抽样检查其组分和性能，合格之后才能在工程中予以使用。