摘要：為提高高速公路瀝青路面的工程質量，延長新建高速公路路面使用壽命，從設計角度出發，在彎沉、結構設計、防排水三個方面提出一些看法，為路面設計提供一點參考。
　　關鍵詞：道路工程；路面設計灣沉；結構設計；防排水
　　
　　1概述
　　目前我國很多新建的高速公路瀝青路面存在著不同程度的早期病害，這些不同程度的病害嚴重影響了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計15年的使用壽命。在高速公路運營管養中，進行預防性養護，在很大程度上有效彌補了設計中的缺陷。
　　2深化路面設計
　　以往路面設計理念上主要注重設計年限內設計軸載與實際軸載是否吻合，習慣套用標準結構。很少會關注軸載的輪壓、超載軸載換算、行車車速、施工過程中路面原材料變異性、現有國內的施工技術水平、不同地域的自然環境差異等因素，致使路面設計文件比較粗糙，設計思路與實際路面成品脫節。如果路面設計中多考慮一些細節，采用一些先進的設計理念，將非常有利于延長高速公路使用壽命，降低日后高速公路的運營維修養護費用。
　　2.1路基設計彎沉及路基彎沉檢測
　　合格的路基工程是路面工程質量的最基本保障。
　　2.1.1路基設計彎沉
　　在路面結構設計中，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，以設計彎沉值作為路面整體剛度指標，進行路面厚度設計。一般設計思路是：根據設計年限內設計車道上通過的累計當量軸次，通過計算公式，計算出設計彎沉值，再通過彈性層狀體系理論計算出路面結構類型，通過驗算實際值小于設計值，則滿足要求（彎拉應力及抗凍驗算暫未考慮）。
　　(l）土基回彈模量：
　　在路基設計彎沉值計算公式中包含了土基回彈模量
　　                     
　　這一參數，該參數的取值直接影響路基彎沉值的計算結果。
　　土基回彈模量是怎樣獲取的呢？根據查表法（或現有公路調查法）、室內試驗法、換算法等，經綜合分析、論證，確定沿線不同路基狀況的路基回彈模量設計值。一般設計過程通常采用室內試驗法。根據勘察設計取土場現場取樣進行室內試驗，得出土基回彈模量。但實際施工中由于種種原因，路床填土CBR值不一定滿足設計要求，也就是說即便路基施工填土壓實度能夠滿足施工規范要求，但填土的回彈模量仍滿足不了設計要求。因此在設計過程中應充分與施工現場實際相結合，提前對填土，特別是有些區填土進行優化設計，通常采用土質改良的方法提高路基強度。
　　(2）三個參數：
　　另外通過路基設計彎沉計算公式中還有三個參數值得我們關注：
　　①p一輪胎接地壓強。隨著高速公路超載情況越來越嚴重，有相關報導顯示，超載后輪胎接地壓強達到0.9gMPa，超載嚴重的達到了1.1MPa。輪胎氣壓就與設計的初始值嚴重偏離，導致在設計階段對超載情況估計不足，使得路面結構設計顯得單薄。
　　②一當量圓半徑。隨著車輛超載，輪胎與地面接觸面積增大，相應當量圓半徑也會改變，因此該參數也是一個變量。
　　③K1一不利季節影響系數。由于廣東省地處多雨潮濕地區，地下、地表水豐富；同時高速公路是一個帶狀線形分布的產品不同地域地下水位不盡相同土基的干濕類型也有差異，因此，設計文件中而應該根據氣象資料，劃分時間段，根據交驗路段的干濕狀況，確定不同的路基回彈彎沉值，或者設定好路基交驗時季節及單位時間內的降雨量說明，明確不利季節影響系數，寫人設計文件，作為路基交驗的強制性要求。
　　2.1.2路基彎沉檢測
　　路基的交工驗收，按照質量評定標準，彎沉的檢測頻率為每一雙車道評定路段（不超過1km）檢查80～100個點。然而在實際交驗過程中，非常容易出現檢測不全面的現象。由于路基單位在實際施工中難免出現或多或少的土基薄弱點，但在交工驗收中，由于檢測頻率的原因，這些薄弱點非常容易被忽略，就交付給路面施工單位。一旦交付給路面施工單位，由于路面工程大面積的連續施工的特點，路面施工單位就不會去處理這些薄弱點，為路面工程質量埋下隱患。
　　合理的解決辦法就是設計文件中明確詳盡的設計彎沉值，同時增加彎沉檢測頻率（建議每一雙車道評定路段不超過1km檢查200個點），確保交工路基的工程質量。我省某高速公路在項目實施過程中業主方提高路基設計彎沉標準的做法，施工單位存在極大的意見。因為設計文件中只提供了一個設計彎沉值，單一的提高標準對承包商來說存在不公平，同時由于土質原因，存在根本達不到新要求的可能（由于CBR值的控制）。因此合理的路基彎沉值的確定以及提前的路基優化設計顯得尤為重要。
　　2.2結構設計
　　2005年交通部對全國范圍內的高速公路進行路面調查，調查結果顯示廣深高速和京津唐高速的使用情況最優。從路面結構的角度看，這兩條高速公路都設置了柔性基層。路面結構層設置柔性基層的優點與半剛性基層相比。能夠減少反射裂縫以及由此產生的路面早期破壞（如唧漿、龜裂、坑洞等）。
　　柔性基層有多種形式：熱拌瀝青混凝土（HMA）、瀝青穩定碎石（ATB）、瀝青穩定碎石（AM）、排水式瀝青碎石基層（ATPB)，還有大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM）等。我省在全國范圍內算較早大規模采用柔性基層的省份，這不僅體現出我省對瀝青路面早期破壞的重視，同時也體現出我省公路設計思路的不斷開拓。
　　LSPM從級配上看主要是由較大粒徑（25mm～62mm）的集料和一定量的細集料組成，形成的混合料是骨架嵌擠型，空隙率一般處于13％～18％之間。LSPM的優點主要體現在：SPM為單一粒徑骨架嵌擠型混合料，能形成完整的骨架嵌擠，具有良好的高溫穩定性。對于大粒徑透水性瀝青混合料，由于孔隙較大，瀝青用量少，礦料之間的接觸點比普通瀝青混合料少，更應該考慮水穩定性。為了更好的保證混合料的水穩定性，對于大粒徑透水性瀝青混合料的膠結料宜采用較高粘度的SBS改性瀝青，能夠形成較厚的瀝青膜，可使瀝青膜的厚度＞12um。當瀝青的膠結能力提高，因為結構透水，使得水穩定性好。LSPM選擇的空隙率為13％～18%，內部具有較多的連通空隙，可以有效的排水和透氣。最大程度減少了傳統半剛性基層的層間水。柔性基層的共同優點，較強的抵抗反身寸裂縫的能力。
　　從設計角度而言，柔性基層不論采用AM、ATB還是LSPM等結構，在彎沉設計結構層厚度設計時中采用的彈性模量（通過前期設計，現場取樣試驗后得出）基本相差不大，這也就為設計單位提供了多種結構設計選擇方案，并非只有ATB結構單一的選擇，這也就為設計單位提供了較大的結構設計空間。ATB結構由于為連續密級配瀝青混合料，且礦料級配跨度大，實際施工過程中非常容易出現離析現象，雖然規范規定設計孔隙率為3％～6%，但施工后的由于離析造成滲水指標很難滿足規范要求；另外由于是密級配的瀝青混凝土，施工過程中碾壓也是一個難點；從高溫穩定性角度來看，柔性基層（采用AM、ATB結構）瀝青混凝土路面的車轍在加載初期有較快的增長，而后基本穩定在一個水平，這也就為日后高溫車轍埋下隱患。因此，設計單位可根據我省氣候條件，因地制宜，加強不同結構設計對比，設計出更加適合我省實際情況的路面結構。
　　2．3排水、防水設計
　　在瀝青路面早期破壞中，水損害占據了相當大的比例。由于瀝青混凝土施工過程中離析現象不能夠完全避免，因此水損害的發生就是一種必然。對于公路工程技術人員如何將水損害降到最低點，是值得深思的問題。現在從設計角度談談對瀝青路面排水、防水的看法。
　　2．3．1排水設計
　　設計規范規定，路面排水包括路表排水、中央分隔帶排水和路面結構內部排水三種方式。
　　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；路面結構內部排水則是通過透水性基層，通過橫坡將內部可能出現的自由水排出結構層內部。
　　規范中說列舉的排水設計主要著重于大流量的自由水。而導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，失去應有的強度，逐步形成坑槽，如養護不及時，水再進一步往下滲透，導致基層、底基層浸水失穩，產生破壞。尤其在高速公路，行車速度快、超載嚴重的情況下，孔隙水壓力對瀝青混凝土中集料與瀝青的粘結性能的破壞更強。也就是說，設計規范中排水設計主要解決的是快速排除路表積水的問題，并不能解決動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計大樣圖規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，確實值得深化設計。
　　設計規范中提及的路面結構內部排水基層，對預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區，排水基層應該是一個比較不錯的選擇。
　　2.3.2防水設計
　　在設計規范中，除了橋面有防水層設計外，其他部位基本沒有防水設計。
　　瀝青路面施工中，有很多水損害的薄弱環節。比如說中央分隔帶路緣石側石與瀝青混凝土面層的交接面是滲水的一個死角；瀝青混合料攤鋪過程中，靠近攤鋪機最外側是離析較嚴重的部位，其中靠近中央分隔帶的一側的離析帶后果最嚴重。
　　在預防性養護措施中，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等等，甚至在我省也進行過類似的預防性養護（采用過微表處技術）。這些措施最終目的就是防止水滲人路面內部，減緩路面的破壞速率。
　　上文提及的幾個水損害的死角如果在設計階段能夠進行專項防水設計，能節約的較大的養護成本，減少養護維修帶來的社會負面影響。另外，在上面層施工設計中，可充分發揮標線的防水作用，在設計文件中明確規定攤鋪機攤鋪寬度，讓標線覆蓋在施工縱縫上，發揮一定的防水作用。
　　3結束語
　　希望有關施工、管理部門進一步提高路面工程路面設計工作的重視程度，提出一些預防性設計方案，切實減少瀝青路面的早期破壞因素，從而提高工程質量。讓高速公路最大程度上發揮其社會效益，創造最大的經濟效益。參考文獻：
　　
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　　[2]JTGD50一2004瀝青路面設計規范［s]
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