改建公路沥青路面结构设计

高虹虹

(晋中市新奥交通设计所有限公司，山西 晋中 030600)

1 工程概况

某农村公路项目对当地农村地区的发展产生重要的意义，其设计为双向两车道，路基宽7.5 m，车辆行驶速度为30 km/h，为沥青混凝土路面结构。由于该道路投入运营的时间比较长，达到规定年限的要求，且最近受到大型车辆荷载持续碾压作用的影响，出现了不同程度的病害问题。基于此，管理单位为了能够保证道路通通行质量，提升服务水平，拟进行改扩建施工。在改建后，车道变为两车道，路基宽8.5 m，行驶速度为40 km/h。路面结构设计时，必须加强控制，消除一切负面因素，提高工程的质量和性能。

2 确定沥青路面设计标准的措施

2.1 确定弯沉值

对于沥青混凝土结构的施工中弯沉值、承载力对于公路运行质量有着直接的影响，关系到道路运行安全性。假设道路工程的回弹弯沉值较小，就必须增大承载性能，且在长期车辆荷载作用之下，路面损坏严重；如果回弹弯沉值较大，在路面投入使用后极易出现损坏的问题。因此，在沥青路面的设计中设计人员必须合理的处理路面荷载与回弹弯沉值的关系。在改建的公路项目中设计人员对于现场道路运行情况有足够的了解，回弹值也会发生变化，所以还要掌握足够的数据，掌握一手资料，加强回弹弯沉值控制，延长路面的使用寿命。从以上的特点分析，严格按照要求进行设计参数的确定。众所周知，公路建设施工后，弯沉值与使用末期弯沉值存在很大的偏差，所以施工单位应该做好各项参数的控制，提高验收管控标准。一般情况下，在刚性基层结构设计环节，通常周期在半年左右。在公路建设完成一年后，弯沉值就基本达到真实参数。在该环节应及时调整设计方案，达到设计平衡性的要求，从而延长使用寿命。

2.2 确定容许拉应力

在农村公路改建施工中沥青路面结构的设计环节，为了提升公路工程的应用效果，现场施工单位应加强结构容许应力的控制。在路面投入使用后，受到反复荷载的持续作用，一般会达到临界点，这就是最大容许拉应力。较之第一次承受荷载对比来说，该应力的抗拉强度是比较小的，特别是材料质量、性能方面进行分析，和内部差异存在直接关系。对于极限抗拉强度的设计来说，通常应按照15°的极限抗拉强度设计。而对于二灰稳定类以及石灰稳定类的才来说，可以应用180 d极限抗拉强度作为系指龄期。

3 改建公路沥青路面结构设计要点分析

3.1 计算公路结构弯沉值

沥青路面结构的设计中路面弯沉值的计算设计通过是利用弹性层状体系理论展开计算分析。经过分析荷载参数，实际测量的弯沉值与理论参数会有很大的差异。通过研究可以确定，这种差异有着某种规定性存在。如果路基高度较小，在计算时得到的面层厚度尺寸会超出预期参数；如果路基刚度较高，面层结构厚度的理论值比较小。根据相关工程的经验，可以认为路基路面的材料不是非线性弹性土，而是利用评定材料变形能力的方式确定，并不能真正的了解结构内部的具体情况。为了使得计算参数值与实际测量值达到均衡性要求，在工程设计前应根据弯沉综合修正参数计算，并可以得出路面厚度参数，达到工程的运行要求。经过试验资料分析，设计弯沉值、土基回弹模量等承诺书和弯沉综合修正系数有直接联系。

3.2 计算层底拉应力

在沥青路面的应用施工中疲劳开裂的问题是必然存在的，就目前施工情况分析，这是因为层底拉应力较大所引发的。为了防止发生这些问题，工作人员应该随时检查确定沥青层与半刚性基层拉应力参数，进而可以了解各个点拉应力，从而使得拉应力参数符合要求。与路面容许应力参数对比，查看是否能够达到设计标准，以满足设计方案的要求。此外，在层底拉应力计算时，工作人员还要分析材料的质量性能，考虑到不同材料的应用情况，确定最佳的设计方案。但是也要注意，在改建沥青路面结构设计中详细计算确定层底拉应力数据，根据车辆荷载最大参数计算确定，新旧结构承载性能达标。

3.3 路面材料与路基土两者的设计参数针

分析公路工程的拉应力弯沉值参数，路基土与路面材料的性能、质量存在直接关系，所以在设计中必须考虑到弹性模量参数，综合分析各个参数以得出正确的结论。因为路基土、路面材料在投入使用后，作用力是非线性变化的，所以这就受到特征或者弹性模型的影响。此外，因为两者材料在投入使用后，环境、技术、质量指标等都会有差异，所以性能容易出现问题。在具体的设计中设计人员必须综合分析各项参数，通过模型设计方式，确定最佳设计方案，从而满足工程标准要求。

(1)设计路基土回弹模量值

因为多个方面因素的共同作用影响，路基土回弹模量参数也会有不同，并不是一致的。比如应力状态与荷载等，都会产生一定的影响。与此同时，土的性能、干湿度、密实度等存在相互影响。在公路沥青路面结构设计中工作人员考虑到现场施工环境的影响，展开试验与分析，最终确定合适的回弹模量参数值，在没有修复路基的条件之下，可以通过经验法评估设计。

(2)设计路面材料回弹模量值

如果没有粒料垫层与基层的回弹模量参数值作为支撑，工作人员会选择应用重复加载三轴试验的方式展开检测确定。在试验工作实施中结合路基机构受力的条件，在不同的部位施加应力作用，以确保回弹模量符合工程的要求。在目前我国的公路沥青路面设计中工作人员通常都会进行回弹模量的计算分析，很多设计人员优先选择应用弯曲或者压缩试验的方法，检测确定不同级别应力影响，以确定压缩应变力数据。在具体设计的过程当中根据实际情况要明确路面结构的设计标准，对于材料的取值以及结构形式要进行综合分析，必要时还可以通过BIM技术进行回弹模量值的运算，这样才能够给后续工作开展奠定良好基础。

4 其余注意事项

农村公路改建环节的方案确定，设计人员必须从结构性能出发进行分析，确保节能减排的效果符合要求，防止发生严重的环境污染问题。工作人员还要展开材料消耗设计分析，加强废物再利用分析，提高资源利用率；落实生态环保的设计理念，促进改建科学性设计。在现场施工中工作人员对于周边的路况有足够的了解，并且掌握年降雨量参数，结合现场情况设置排水设施，并落实交通组织设计，提高工程运行的安全性。

5 结 语

综合以上分析，在改扩建公路沥青路面结构设计阶段，想要保证路面结构的存在性能，达到预定的要求，同时还能够提高结构成立的标准，就必须要做好路面结构设计的优化。并且在新旧路面设计的过程当中要做好路面结构的取值计算，如此才能够确保改建工程项目的整体质量，以便推动交通事业的发展。