摘 要：瀝青路面在我國的道路中，不論在用途上，還是在數量上都占有極其重要的地位。然而，由于各地氣候條件、施工手段、原材料各異，使這瀝青路面的結構設計具有復雜和多變性。本文從路面結構設計的內容，原則入手，進而重點分析了瀝青路面設計中存在的問題及預防病害的設計措施。

　　一、瀝青路面設計的內容

　　瀝青路面的設計應根據使用要求及氣候、水文、土質等自然條件，結合當地工程經驗，設計出經濟合理的路面結構，使之能承受交通荷載和環境因素的作用，在設計使用年限內，滿足各級公路相應的承載能力、耐久性、舒適性及安全性的要求。

　　1.1 結構層組合設計。根據設計任務書的要求，在確定路面等級的基礎上，結合考慮當地交通、氣候和路用材料特點，擬定路面各結構層。可做2~3各組合設計方案，加以比較并擇優選取。

　　1.2 路面材料配合比設計。對選定的路面結構層(面層、基層、墊層)所用的材料，進行原材料選擇，混合料配合比設計，包括目標配合比設計、生產配合比設計和試拌性鋪試驗路檢驗。

　　1.3 路面結構計算。(1)通過設計年限累計交通量，確定路面設計彎沉值，以它為指標來進行路面厚度計算。(2)對城市道路設計時，還需要計算所設計對瀝青路面表面最不利點剪應力，它應滿足瀝青路面允許剪應力的要求。(3)在季節性冰凍地區，尚防凍厚度是否滿足要求。

　　二、瀝青路面結構組合設計基本原則

　　瀝青路面設計應包括路面結構擬定各原材料的選擇及混合料配合比設計、各設計參數測定和確定，路面結構組合與厚度計算，路面結構方案的比選，以及路面排水系統設計和路肩加固設計。

　　2.1 交通等級、穩定性。不同的交通等級采用不同的結構組合及適宜的面層厚度。在整個預定的設計使用年限內，路面使用品質穩定，確保路面的強度、平整度、表面抗滑性、抗車轍性、排水性能、干燥性、冰凍穩定性、耐抗水沖刷能力等各項功能指標都穩定在允許范圍之內。

　　2.2 因地制宜、合理選材。貫徹就地取材、就近取材的原則，減少運距，并考慮環境保護，以美化環境。結構層的類型、厚度、最大粒徑、壓實厚度、層間結合要相匹配。降低建設和養護費用。

　　2.3 一次設計、分期修建。軟土地區或高填方路基、黃土濕陷地區等可能產生較大沉穩的路段，以及初期交通量較小的公路可進行分期修建。

　　2.4 方便施工、利于養護。應盡量采用機械化施工，并考慮建成后通車后的養護問題。特別是對于高速公路，要求平常的養護工作量越少越好，以免形成大范圍交通量不暢。

　　2.5 整體考慮、綜合設計。路面在進行設計時，將土基、墊層、底基層、基層和面層看做一個整體。要求土基穩定、基層堅實、面層耐久、使路面結構層在整體上滿足強度和穩定性要求。

　　在瀝青路面的組合設計過程中，路面各結構層材料確定和組合設計，應在吸取以往成功建設經驗的基礎上，遵循上述的原則，選擇技術可靠、經濟合理的路面結構層。

　　三、路面結構設計存在的問題

　　3.1 瀝青面層結構選用以及混合料類型的選擇。瀝青面層結構選用以及混合料類型的選擇是個很關鍵的問題，根據瀝青路面設計規范，瀝青面層除應滿足車輛的使用要求外，還應滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒徑瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設下封層，防止雨水滲入。

　　路面厚度設計的依據是設計年限內的累計當量軸次，設計單位為了計算方便，一般將設計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量，然后將確定車型的非標準車的軸次，換算成標準車軸載的當量軸次，最后用設計年限內的當量軸次，計算路面設計彎沉及結構厚度。經過大量的觀察認為：在非標準車向標準車軸載換算過程中，實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載，尤其是非標準車的軸載，車輛的實際軸載遠大于設計軸載(貨運車輛絕大多數為超載運輸)，而由當量軸次的計算公式知，當量軸次與軸載比的4.35次方成正比例。由此得知設計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設計依據的設計年限內的累計當量軸次。即現階段新建路面早期破壞情況較多的癥結之一所在——公路在短期內(如1-2年)已達到設計年限內的累計當量軸次。

　　3.2 瀝青混合料配合比設計。瀝青混合料配合比設計也是關鍵問題，瀝青混合料配合比設計按規范要求應經過四個階段，即目標配合比設計階段，生產配合比設計階段，生產配合比驗證階段和試拌試鋪階段，各階段要達到的目的都有明確的要求。在施工時，有的單位壓縮兩至三個階段，有的干脆憑經驗進行施工，因此，從理論和實踐來講存在較大的偏差，從而導致瀝青混合料內在質量存在先天不足，另一方面由于目前國家現狀所致，公路建設工期較短加上標價偏低，碎石料場不規范，大多地材都由個體企業承擔，料場分散，設備落后，材料的均質性，穩定性均有較大的差別，雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過程中也檢測并予調整配合比，但由于變化大，差異性大不可能做到十分準確，油石比級配都在變化，這是導致路面出現一些常見病害的原因之一。

　　四、預防公路瀝青路面破壞的設計措施

　　4.1 合理進行路面結構組合設計。根據本地區的實際，不同的地區地理、氣候、環境和經濟發展特點不同，交通組合也有較大的差距，在進行路面設計時，不能千篇一律地采用半剛性基層，在交通量不大，重載交通量很少的地區路面結構組合設計應考慮使用級配碎石柔性基層和低劑量水泥穩定碎石基層;對交通量大，但重載交通量較少的地區，可以在半剛性基層和瀝青面層之間設置級配碎石柔性排水層，或采用低劑量的水泥穩定碎石基層，減少半剛性材料反射裂縫對路面的早期損害;對于交通量較大且重載交通較多的地區，在使用半剛性結構層時，可以考慮使用土工材料加強結構層之間的聯系，同時改善層間的受力特性。

　　4.2 改性瀝青的使用。改性瀝青是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑)，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結合料”。改性劑是指“在瀝青或瀝青混合料中加入天然的或人工的有機或無機材料，可熔融、分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發生反應或裹覆在集料表面上)的材料”。由于改性瀝青的良好使用性能，近幾年，我國的高速公路路面開始使用改性瀝青。根據瀝青改性劑聚合物的種類區分可分為三類:一是熱塑性橡膠類，二是橡膠類，三是樹脂類。通過大量的試驗和研究，SBS改性瀝青的高溫穩定性、低溫性能、彈性恢復性能、感溫性等無論從哪方面講，都有非常突出的優點，所以我國改性瀝青的發展方向應該以SBS作為主要方向。改性瀝青的合理使用，將有效減少因面層原因引起的病害。

　　4.3 完善路面的防水設計。首先，應迅速排除表面水，防止積水滲入下層，要求路拱和表面平整度符合規定，路表不得積水;其次，為防止面層滲水滯留基層表面，而使基層被浸軟，在基層上做封層或透層，能夠達到即使有水滲入也能及時沿基層表面的路拱排出的效果;第三，面層材料應選擇能耐荷載與水分復合作用的材料;第四，設置排水層(墊層)，既能排水，也能隔斷毛細水，使上升的毛細水也能及時排出。因此，此墊層或下基層應有排除上、下兩方來水的作用，應用透水材料;第五，與路面結構排水有關的邊溝、滲溝、排水溝等，必須按規范要求設置;第六，各層的強度自上而下逐漸減小，層次較多，雖受力情況較合理，但不同材料過多的層次將會給施工工藝及材料制備帶來較大困難，因此，一般層次不宜過多，層間應盡量連續。

　　隨著社會的發展和技術的進步，瀝青路面越來越發揮重要的作用。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點，在優化完善設計的同時，也要注意加強施工管理、提高現場施工質量，規范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。