高速公路沥青混凝土路面配合比设计及性能探讨

李培哲

摘要：鉴于我国高速公路建成投入使用往往在短时间内便出现受损情况，将主要针对如何提高高速公路沥青混凝土路面使用性能的配合比设计展开研究。通过对高速公路瀝青混凝土路面的使用性能要求、排水设计以及结构层内部混合料配合比展开研究，从多方面去探析解决高速公路路面易受损的情况。针对沥青混凝土路面配合比设计及性能要求的研究，重点诊治工作的关键就在于要合理设计路基路面的排水设施与路面沥青混凝土的结构层配合比。由此，唯有做好高速公路沥青混凝土路面的配合比设计，才能保证其使用性能，确保高速公路的通车安全性与舒适性，延长高速公路的使用寿命。

关键词：高速公路；沥青混凝土；路面；配合比；设计

随着社会经济水平的不断提升，我国交通事业也呈现了迅猛发展态势，越来越多的高速公路的建成，也促使各地区经济发展得以盘活。然而，许多高速公路在通车之后便会在短时间内出现裂缝、坑槽等路面结构遭破坏的现象，对其使用寿命造成极为恶劣的影响，要比设计之初的正常使用寿命低很多，再加上车流量逐年增多以及绝大多数货车存在超载情况，导致沥青混凝土路面结构遭到严重破坏。鉴于此，结合上述种种现象所呈现出的原因与防治措施，笔者则重点针对高速公路沥青混凝土路面配合比设计及性能等方面展开分析与研究。

1高速公路沥青混凝土路面的使用性能要求

为了能够确保高速公路沥青混凝土路面在后续投入使用中能够表现出良好性能，减少更多车辆行驶对路面的损坏，所以在路面结构层的设计阶段便需要对其基础性能严格要求。其一，强度与刚度。在选择高速公路沥青混凝土路面结构层材料与路面填料的过程中，需要保证强度与刚度达到一定指标，保证在行车荷载作用之下所发生的形变与位移不会超出控制范围，从而避免路面过早发生裂缝、坑槽等破坏现象；其二，稳定性与持久性。在进行沥青混凝土路面配合比设计时，要确保选材的稳定性，具体来讲在设计使用年限之内要保证不会受到温度、水分以及季节变化的影响。

2高速公路路基路面的排水设计

从我国高速公路沥青混凝土路面的受损情况来看，水损害的发生概率非常高，具体来讲也即是沥青混凝土路面在雨水的长时间浸泡之下，会因为汽车行驶中产生的动荷载作用而导致深入沥青混凝土路面结构孔隙中的水分出现相当大的动水压力与复压抽吸，在不断循环作用之下，水分便慢慢渗透到沥青层与集料的接触面，久而久之沥青材料黏附性便逐步下降，黏结性能的丧失便会造成块状集料表面的沥青膜脱离，从而沥青混凝土路面便会出现裂缝、坑洞等结构受损现象。大量实例表明，我国众多高速公路在建成通车后都容易出现不同形式的路面水损害现象，尤其是沥青混凝土结构的路面，出现这一现象的时间更早、情况更严重，当然这也与水压作用有关。

要做好高速公路沥青混凝土路面的排水设计工作，需要重视路基表面与结构内部的排水设计。大量实例表明，为确保良好排水效果，可在对路基路面的组织排水中采取边坡漫流的方式，对局部超高路段的隔离带部位采取设置纵向排水槽的方式，同时结合当地当年降水情况去确定横向排水管的直径，促使水分更好导流到边坡位置。此外，将急流槽设置在出口处，将水分导入路基排水沟，促使路面水分能够快速排出路面，防止雨水长时间累积而对沥青混凝土路面结构形成浸泡。为有效确保路基结构内部排水效果，则应在填方路基周边与中间隔离带位置布设大小适中的纵向盲沟，同时在挖方路基的外周边纵向排水沟下也布设大小适中的纵向渗沟，如此一来便可将路基结构内部水分进行汇集，结合当地当年雨水情况去确定排水管的直径大小，进而由渗沟横向排出当路基外面，同时选用C20等级混凝土去提高盲沟底部硬度，从而保证路面水分能够从路基盲沟中快速排出，避免大量雨水渗透入路基土体，达到良好的排水效果。

3高速公路沥青混凝土路面的结构层配合比设计

结合上述对沥青混凝土路面的性能要求，在对路面结构层展开设计时则需要有效把控高温稳定性与水稳定性两项指标，具体来讲也即是要求路面结构层的车辙动稳定度一定要保证不低于1200次/mm，并且矿料设计的下面层与中间层孔隙率为3%～6%之间，而上面层则为4%～10%。集料的选用需要严格把控其质量与性能，可利用沥青混合料技术对配合比设计的体积指标进行检验，保证沥青混凝土路面的结构层的使用性能。

路基结构形式的高速公路的水泥稳定底基层厚度应高于20cm，碎石基层厚度高于40cm，下封层厚度高于1cm；路面结构层底层混凝土厚度应高于8cm，中间层苯乙烯

丁二烯

苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青高于5cm，上面层苯乙烯

丁二烯

苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青高于4cm。

如上述所言，鉴于目前我国高速公路车流量及重载车比例的日渐提升，在对沥青混合料的配合比设计中需要密切关注其高温稳定性，还需兼顾抗滑性能与水稳定性，在遵从设计规范的前提下，将矿料级配曲线设计为特殊的“S”形，对筛孔孔径进行逐级控制，保证混合集料颗粒级配恰当以及均匀性较高，防止由于沥青混合料级配不合理而导致严重的离析现象出现。

结合沥青集料中原材料特点的各不相同，需要进行相关试验对其级配曲线关键点通过率予以确定，针对沥青混合料的设计需采用体积法，严格把控沥青集料中VMA、VFA、VV等体积指标。倘若在施工中出现有效沥青用量范围变小的情况，则很有可能是因为沥青集料设计孔隙率范围未达到标准，因此需要基于设计角度去提升沥青矿料中的间隙率VMA等指标，基于施工技术去缩小沥青施工波动范围，确保精度把控在0.2%上下，做好施工质量管控工作。此外，沥青集料设计孔隙率缩小则需要在施工中加强对沥青结构层的压实，而压实功的增加则又会对沥青混合集料配合比设计及压实工艺提出更高要求。

4全面优化高速公路沥青混凝土路面施工工艺

在高速公路沥青混凝土路面的施工当中，大致可分为混合集料拌和、运输、摊铺与碾压四大流程，其中路面结构层常会出现的裂缝、坑槽等损害主要是因为沥青混合料的离析超出限定以及路面碾压不充分等因素导致。具体来讲，碾压现场要对压实度与孔隙率进行综合把控，其中孔隙率小于7%时，中下层压实度则应高于97%；孔隙率小于6%时，上层压实度则应高于98%。在实际的高速公路路面结构层设计中可选择改进型AC、AK结构，同时确保路面结构层压实度，控制渗水系数在50ml/min的范围之内。

5结语

综上所述，针对当前我国高速公路路面结构中常见的裂缝、坑槽等破坏现象，重点诊治工作的关键就在于要合理设计路基路面的排水设施与路面沥青混凝土的结构层，具体来讲也即是对路面结构进行合理选型，对沥青混合料的原材料类型及质量有效把控，同时做好现场管理与施工技术维护，通过高速公路路面结构的质量强化去提升沥青混凝土的使用寿命。