功能型沥青路面设计及一次成型技术探讨

刘夕曦张 勇

(1.西北工业大学附属中学，陕西西安 710061; 2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100000)

功能型沥青路面设计及一次成型技术探讨

刘夕曦1张 勇2

(1.西北工业大学附属中学，陕西西安 710061; 2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100000)

基于沥青路面的研究现状，对沥青路面表面功能层和结构承力层的设计措施进行了探讨，分析了各项设计的控制技术指标，并对其一次成型技术进行了论述，以提高沥青路面的施工质量。

沥青路面，设计，功能层，承载力层，混凝土

1 技术背景

公路建设的快速发展极大地改善了人们的出行条件，对国民经济快速发展起到了巨大推动作用。尤其是沥青路面直接为人们提供了舒适便捷、安全可靠的服务，鉴于此交通部门多年来投入了巨大的人力和财力对沥青路面进行研究和改善。

目前沥青路面研究的主要精力和方向是沥青材料，通过对基质沥青的改性提高沥青材料的各项路用性能指标，以达到提高沥青混合料的各项路用指标的目的，同时为了延长沥青路面的耐疲劳性能，一般措施是提高下面层沥青混合料沥青用量。多年工程经验表明，沥青路面的使用过程中仍存在许多问题:沥青路面每一次新技术的使用，一般都会造成建设成本的增加;而改性后沥青的各项路用指标衰减机理仍无法解释;沥青路面的早期破坏仍较严重，如水破坏，车辙等。鉴于这种情况，在深入研究沥青材料的同时，还应综合研究沥青混合料，结合沥青路面结构功能特点、路面结构组成、筑路设备以及对施工方法的改进，来完善路面结构设计理论和施工技术。

本文就是根据目前的实际情况在理论设计和施工工艺方面进行全面提升，达到提高沥青路面的使用质量，同时降低路面造价和减少对环境的破坏。

2 探讨内容

探讨的核心就是“好钢用在刀刃上”，路面按使用功能和受力特点分为表面功能层(刀刃)和承载力层(刀背)两部分。表面功能层采用超薄沥青层，提高路面各项路用服务指标，特别是防水;而承载力层(刀背)则通过使用大粒径沥青混合料，达到提高路用的承载力而抵抗车辙。施工采用两层同时摊铺碾压施工工艺，达到沥青路面整体的“一次碾压成型”。

强化使用性能的表面功能层和抗车辙性能的承载力层组合的新型沥青路面的提出，对目前的沥青路面从设计和施工上都是一次颠覆性的革命。

1)将沥青路面按使用功能划分为表面功能层和结构承力层。

目前沥青路面大多设计采用上、中、下三层(等级低一点的采用上、下两层)，设计路面厚度时，上面层厚度大多在4 cm～5 cm，此时的4 cm～5 cm的沥青上面层不但要具有使用功能(如抗磨、抗滑、防水等)，还兼有承载力的功能，这就赋予上面层太多的技术要求，有些功能是相互矛盾的，如沥青混合料中粗骨料增多，其抗车辙功能即持力承重功能就好，而这造成孔隙率大，防水效果就不好，而水破坏和车辙都是沥青路面早期破坏的主要原因，因此本文提出表面层仅作为路面使用功能层，而承载功能由下面的大粒径沥青混凝土承担，这时表面层可减至2 cm～2.5 cm，由于其自身厚度减薄，受力后自身变形也大为减少，此层产生车辙的概率也大为减小，而采用更为密实级配的细粒式沥青混合料，使其在使用方面功能达到表面使用性能的最优化，特别是防水功能的提高对整个沥青路面延长使用寿命是至关重要的。

表面功能层的主要控制技术指标为:冻融劈裂试验强度比大于80%，-10℃低温破坏应变不小于2 000με，构造深度TD≥0.8mm，60℃动稳定度不小于3 000次/mm。

2)功能型路面的承载力结构层采用大粒径沥青混凝土一层结构。

目前路面设计的中、下面层厚度一般为6 cm～10 cm，由于分层设计和施工，各层沥青混合料中的骨料最大公称粒径相对两层总厚度15 cm～18 cm来说偏小，使得中、下面层整体承载力层功能大为降低，表现为抗车辙和抗半刚性基层反射裂缝的功能衰减，而沥青用量却大量增加，如目前中、下面层的油石比约为3.9%～4.5%。而大粒径沥青混凝土油石比约为3.5%，采用新型承载力功能层设计和施工方法，沥青混合料中骨料最大公称粒径的加大使得整体受力情况大为改善，抗车辙和抗半刚性基层反射裂缝的功能得到提高;与表面层同时一次性摊铺碾压，由于沥青混合料层厚度大，故施工时保温效果好，从而使施工条件要求降低，故从理论和实际应用都显示新结构使得沥青路面的承载力功能增强而且造价降低。

承载力结构层的主要技术指标为:60℃动稳定度不小于5 000次/mm，冻融劈裂试验强度比大于80%。15℃疲劳破坏不大于70με。

3)沥青路面整体一次成型工艺。

采用双层摊铺机，对表面功能层和承载力结构层进行一次摊铺后，整体进行碾压，使沥青路面整体一次成型。就好像将现在的沥青路面分层施工的“焊接”或“铆接”工艺，改进成“一次冲压成型”的工艺。

施工主要设备配置:表面功能层和承载力结构层的沥青混合料产量比为1∶6～1∶7，依此配置拌合设备，一次性摊铺采用双层摊铺机，压实时采用不少于4台自重大于14 t双钢轮压路机以及自重大于30 t不少于4台胶轮压路机。

图1 功能型沥青路面结构图

4)功能型路面使得沥青路面设计计算理论在层间接触以及沥青路面整体受力分布情况得到提升与改进，并将层间粘层取消。

3 功能型沥青路面

功能型沥青路面结构图见图1(承载力结构层具体厚度可根据实际交流量或轴载来确定)。

4 结语

1)功能型沥青路面提出的基于施工设备的发展对比沥青路面设计理论和施工规范进行改进;

2)功能型沥青路面的提出是从沥青路面受力特点、沥青混合料级配、环境保护(减少沥青和高规格上面层石料用量)、降低成本等多角度考虑;

3)功能型沥青路面还有很多方面需要深入细致的研究。

Inquiry on functional-style asphalt pavement design and once-shaping technique

Liu Xixi1Zhang Yong2

(1．The Middle School Attached to Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710061，China; 2．Department of Railway Building，China Academy of Railway，Beijing 100000，China)

Based on asphalt pavement research status，the paper explores designmeasures of asphalt pavement surface function layer and structural bearing layer，analyzes their control technology index，and discusses once-shaped techniques，with a view to improve asphalt pavement construction quality.

asphalt pavement，design，functional layer，bearing layer，concrete

U416.217

A

1009-6825(2015)29-0160-02

2015-08-06

刘夕曦(1998-)，女，在读高中生; 张 勇(1979-)，男，副研究员