中法高速公路路面結(jié)構(gòu)層的對(duì)比

王東昇

摘 要： 法國(guó)高速公路發(fā)展雖不是最早，但發(fā)展很快，覆蓋較廣，相關(guān)公路建設(shè)技術(shù)也比較先進(jìn)，因此，我們有必要對(duì)中法公路路面結(jié)構(gòu)層作一番對(duì)比。本文從中法高速公路路面結(jié)構(gòu)層的組成入手，從整體結(jié)構(gòu)、材料選擇、層面結(jié)合狀況、層面厚度等四個(gè)方面單獨(dú)介紹中、法高速公路路面結(jié)構(gòu)層，并從中、法路面結(jié)構(gòu)層差異中得到提高道路結(jié)構(gòu)層相關(guān)性能的一些啟示，旨在為中國(guó)高速公路建設(shè)者提供幫助。

關(guān)鍵詞： 中法;高速公路;路面結(jié)構(gòu)層;對(duì)比

高速公路是設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)120km/h的公路，法國(guó)人把它歸為L(zhǎng)型公路，它遍布世界各地，它是連接城鄉(xiāng)的橋梁，不可或缺。法國(guó)人在建筑界碩果累累，在高速公路建設(shè)方面的造詣也很深，我們是不是也應(yīng)該學(xué)習(xí)法國(guó)人高速公路設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工技術(shù)，高速公路建設(shè)的核心在于路面結(jié)構(gòu)層的組成、設(shè)計(jì)，本文著重將中法高速公路路面結(jié)構(gòu)層作比較。

一、路面結(jié)構(gòu)層組成

1、面層

顧名思義，面層是路面結(jié)構(gòu)層的頂層，直接承受外來(lái)力（包括車輪、行人、風(fēng)、霜、雨、露、雪和日照等因素）的反復(fù)作用，因此，它應(yīng)該具備較高的強(qiáng)度、剛度、熱穩(wěn)定性、耐磨性、良好的抗滑性和平整度。我們通常選擇瀝青、水泥混凝土、沙子和石頭作為表面層所用材料。

2、聯(lián)結(jié)層

聯(lián)結(jié)層是面層與基層之間聯(lián)結(jié)過(guò)渡的層次，它保護(hù)基層不受面層應(yīng)力擴(kuò)散的影響，對(duì)車輪荷載引起的水平力傳遞起到一定的緩沖作用。

3、基層

基層是聯(lián)結(jié)層下面的一個(gè)層次，是路面結(jié)構(gòu)層中承上啟下的一個(gè)層次，它主要承受由上面兩層傳來(lái)的壓力，并將這些力擴(kuò)散到下面的層次中去，它應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、韌性、剛度和水穩(wěn)定性。作為承重層，基層材料選擇很關(guān)鍵，構(gòu)建基層的材料很多，大多是粒料類材料，譬如碎石、砂粒、鋼渣、石渣等，還有一部分無(wú)機(jī)結(jié)合料。

4、底基層

底基層是介于基層和墊層之間的一個(gè)層次，該層主要是為了適應(yīng)結(jié)構(gòu)層性能的需要，同時(shí)，為了滿足壓機(jī)的壓實(shí)厚度，它應(yīng)該比每側(cè)的基層寬出15厘米。其材料選擇質(zhì)量要求也低于基層，通常選擇水泥穩(wěn)定粒料和石灰穩(wěn)定土作為材料。

5、墊層

墊層是路面結(jié)構(gòu)的最下層，主要起到隔熱、排水和防凍等作用，它的水穩(wěn)定性和隔熱性絕對(duì)要好，常用的墊層材料有松散粒料和整體性材料等兩大類。

二、法國(guó)路面結(jié)構(gòu)層狀況

1、整體結(jié)構(gòu)

中法兩國(guó)對(duì)路面結(jié)構(gòu)分層基本一致，大致分為面層、基層和墊層三部分，法國(guó)把基層、底基層、墊層統(tǒng)稱路面體，并在土基上面加了路基改善層。

2、材料選擇

法國(guó)高質(zhì)量的粒料和各種結(jié)合料的資源分布很廣，但石油產(chǎn)品分布不足，造成瀝青量少，因此，法國(guó)修路材料大多用水硬性結(jié)合料。我們以水硬性結(jié)合料處治基層路面為例來(lái)說(shuō)說(shuō)法國(guó)路面結(jié)構(gòu)層的材料選擇，法國(guó)主要選擇水泥碎石或路用結(jié)合料穩(wěn)定碎石或水硬性爐渣碎石作為面層材料，分別選擇水泥碎石、碎石、穩(wěn)定砂作為基層、底基層、墊層材料。

3、層次結(jié)合狀況

法國(guó)路面結(jié)構(gòu)層間結(jié)合狀況主要是部分粘結(jié)、粘結(jié)、不粘結(jié)三種形式，不同的基層路面和層面材料采用的結(jié)合形式不一樣，全厚式瀝青路面所有層間都認(rèn)為是粘結(jié)在一起的，水硬性結(jié)合料基層路面所有層間之間的結(jié)合采用三種形式交叉使用，面層與聯(lián)結(jié)層之間采用部分粘結(jié)，聯(lián)結(jié)層與基層之間又采用的是粘結(jié)，基層與底基層之間又不粘結(jié)，確保材料穩(wěn)定，減少收縮裂縫，增加道路使用壽命。

4、層面厚度

法國(guó)很注重防凍方面，他們幾乎對(duì)所有路面結(jié)構(gòu)都增加一項(xiàng)凍融試驗(yàn)，它導(dǎo)致路面厚度較大，一般而言，法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)高速公路面層厚度為10-15cm，基層厚度為10-20cm，底基層為20-50cm，墊層厚度為15-40cm。

三、中國(guó)路面結(jié)構(gòu)層狀況

1、整體結(jié)構(gòu)

中國(guó)路面結(jié)構(gòu)層整體結(jié)構(gòu)與法國(guó)差不多，主要分為面層、基層、墊層等三層。

2、材料選擇

在中國(guó)高速公路建設(shè)過(guò)程中，面層主要以瀝青碎石和瀝青混凝土為主，基層則側(cè)重用到混合材料搭配混凝土，底基層主要用天然砂礫。

3、層次結(jié)合狀況

中國(guó)路面結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合方式主要以粘結(jié)為主，各層面材料都是簡(jiǎn)單混在一起，密實(shí)性、空隙率都得不到保證，不粘結(jié)形式基本未用到。

4、層面厚度

中國(guó)路面結(jié)構(gòu)層厚度比較小，一般各層面厚度在4-8cm左右，一旦高強(qiáng)度、高速度的車輛通過(guò)就可給帶來(lái)不可恢復(fù)的損傷，亦無(wú)法防凍裂。

四、中法高速公路路面結(jié)構(gòu)層對(duì)比啟示

1、應(yīng)用復(fù)合式路面

我國(guó)采用半剛性瀝青路面，而法國(guó)采用的是柔性路基，我國(guó)路面壽命很短，一般7-8年就會(huì)出現(xiàn)裂縫，內(nèi)部排水性能差，承受應(yīng)力的能力差，因此，我們可以通過(guò)應(yīng)用復(fù)合式路面來(lái)改善這種狀態(tài)。復(fù)合式路面有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，第一，復(fù)合式路面將兩種甚至更多種材料的特點(diǎn)進(jìn)行糅合，提高面層的綜合性能;第二，可以承受較大流量車輛的高速碾壓，還具備良好的抗滑性能;第三，綜合利用各種材料，提高路基的耐久性，抗變形能力。

2、廣泛選擇混合料

中國(guó)各結(jié)構(gòu)層面材料選擇比較單一，法國(guó)材料選擇多樣化，為滿足現(xiàn)代交通的需求，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)法國(guó)多樣化選擇層面材料。我們可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)提高混合料的應(yīng)用，第一，不斷增加復(fù)雜的材料的使用，不斷改進(jìn)混合料的配比，提高抗車撤能力;第二，根據(jù)長(zhǎng)期使用經(jīng)驗(yàn)獲得材料種類與性質(zhì)，用力學(xué)法和體積法對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行性能測(cè)試;第三，用堅(jiān)硬、抗壓、抗變形并且相對(duì)密實(shí)的混合料作為基層材料，利用材料模擬技術(shù)進(jìn)行材料性質(zhì)的試驗(yàn);第四，優(yōu)化混合料配方并選擇合適的混合料來(lái)構(gòu)建路面結(jié)構(gòu)層。

3、加入增強(qiáng)劑

為加強(qiáng)道路路面的強(qiáng)度，我們可適當(dāng)選擇一些能改善混合料性質(zhì)的添加劑，第一，加入增強(qiáng)粘附劑，改善膠結(jié)料之間的親和力，保證道路的持久性;第二，加入聚乙烯，利用廢舊材料塑料瓶，一方面，可改善環(huán)境，另一方面，可以緊密結(jié)合瀝青，增加道路的密實(shí)性;，第三，加入聚合物，通過(guò)拌和加入混合料，增加道路的耐熱性;第三，加入纖維，在干拌時(shí)加入纖維，可以實(shí)現(xiàn)瀝青再生，延長(zhǎng)道路的壽命。

4、控制膠結(jié)料

膠結(jié)料的含量對(duì)路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有一定的作用，第一，合理控制膠結(jié)料的含量，正確估算油石比與瀝青厚度;第二，使用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)機(jī)全方位地壓實(shí)瀝青混合料，增加道路的紋理、耐久性;第三，控制空隙率和壓實(shí)率，避免道路結(jié)構(gòu)層滲入過(guò)量的水而造成對(duì)結(jié)構(gòu)層的損害。

五、總結(jié)

高速公路路面結(jié)構(gòu)層復(fù)雜多樣，中法兩種路面結(jié)構(gòu)層整體結(jié)構(gòu)大體一致，但鋪砌用材料，層次結(jié)合方式、層面厚度皆不一樣，就材料而言，法國(guó)材料設(shè)計(jì)更有優(yōu)勢(shì)，選擇更多樣化，符合不同等級(jí)道路的要求;法國(guó)層面厚度比較厚，強(qiáng)度大，抗壓能力強(qiáng)，抗凍裂能力也較強(qiáng);層次結(jié)合方式也多樣化，根據(jù)不同材料進(jìn)行粘結(jié)處理，更牢靠，層與層之間的密實(shí)性更好，起到較好的隔熱作用。通過(guò)兩國(guó)道路路面結(jié)構(gòu)層的對(duì)比，我們可以通過(guò)應(yīng)用復(fù)合式路面、廣泛選擇混合料、加入增強(qiáng)劑和控制膠結(jié)料等方式來(lái)增加高速公路的性能，讓它更好服務(wù)于我們的交通、運(yùn)輸行業(yè)，降低運(yùn)輸成本，提高行車舒適度。

參考文獻(xiàn)

[1]黎銳崢，王慧.法國(guó)《典型路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》應(yīng)用解析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（24）：229.

[2]蔣松利，丁淑巍.基于法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析[J].中外公路，2018，38（5）：69-72.

[3]周廣利.中法公路平縱面設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)照研究[J].公路交通科技，2017（4）：45-47.

[4]王琛，劉海彬.法規(guī)體系非洲熱帶地區(qū)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（5）：46-47.