高原山区高速公路排水路面结构设计研究

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摘要：摘要 自然因素和交通荷载等因素会降低高速公路的路面使用性能，影响高速公路上车辆的正常行驶。公路排水问题会导致各种公路路面病害，公路施工前必须对公路排水路面的结构进行设计研究，并且在施工中采取有效的排水措施，以提高公路路基路面的稳定性。文章通过介绍云南

　　摘要 自然因素和交通荷载等因素会降低高速公路的路面使用性能，影响高速公路上车辆的正常行驶。公路排水问题会导致各种公路路面病害，公路施工前必须对公路排水路面的结构进行设计研究，并且在施工中采取有效的排水措施，以提高公路路基路面的稳定性。文章通过介绍云南某高速公路排水路面结构设计方法、结构计算、路面边缘排水、配合比设计等内容，为PAC排水路面设计、施工提供经验借鉴。

　　关键词 排水路面;PAC-13;施工工艺

　　0 引言

　　排水沥青路面具有优良的抗滑、降噪、安全舒适的优点，在国内的高速公路建设中已经得到广泛应用[1]。该文主要通过云南某高速公路建设过程中排水路面结构设计情况，主要介绍了排水路面PAC-13路面结构的设计方法。

　　1 背景

　　该地区降雨量充沛，达2 500 mm以上，路面结构在该项目中具有较强的针对性，能够显著提高雨天行车的安全性，使雨天事故率可减少80%。

　　2 路面结构计算

　　2.1 交通量计算

　　该项目位于云南省滇南低纬高原地区，日交通量为1 903辆/日，交通量年增长率为6.4%，方向系数为60.0%，车道系数为80.0%，交通量组成为TTC4类。经计算，累计交通量为8 062 471辆/年，属于重交通等级。

　　2.2 路面结构设计计算

　　经计算沥青层容许永久变形为14 mm，满足设计要求(见表1)。

　　3 路面结构设计

　　3.1 路面结构

　　根据计算结果，路面结构设计如表2所示：

　　3.2 路面边部结构设计

　　3.2.1 填方边部设计

　　填方路段排水沥青路面采用散排方式将路表积水通过路侧排出，C20混凝土护肩标高比沥青上面层低4 cm，便于水通过硬路肩表面排至路侧外(如图1)。

　　3.2.2 挖方边部设计

　　挖方路段排水沥青路面采用散排方式将路表积水通过路侧排出，盖板沟标高比沥青上面层低4 cm，便于水流通过硬路肩表面排至路侧外(如图2)。

　　3.2.3 桥面边部设计

　　桥面边部排水：桥面较低侧直排式泄水管间设置明沟排水，沟宽15 cm，深4 cm(如图3)。

　　3.3 标线设计

　　由于路面大空隙结构使得目前常用的热熔型标线施工时材料使用量会有一定的增加，降雨量大的时候路面标线位置会产生少许的积水，采用点状的专用透水标线，节省材料同时还能增加横向径流通道，这样可以满足相关应用要求，也为运行提供支持，表现出较高的应用性能优势[2]。

　　3.4 高粘改性沥青

　　该项目采用直投式高粘剂的应用(使用方法)是基于“干法”改性形成的，处理过程中在沥青混合时加入添加剂对沥青进行改进。这种沥青混合料与传统沥青的生产、施工工艺几乎一致[3]，主要区别体现在混合料生产时增加投料环节和温度控制上，且对相关参数进行对比分析，确定出适宜的方案(如图4)。

　　4 配合比设计

　　(1)在设计过程中基于现场工艺和集料特点进行分析，选择三组不同粗细的矿料级配开展马歇尔试验，对实验结果进行对比分析，确定出A级配作为目标配合比，在此基础上进行优化设计，具体情况见表3、表4。

　　(2)最佳油石比确定。在此实验过程中选择A级配，以3.8%～5.8%五组配比的混合料开展实验，且根据要求设置的最佳油石比为析漏损失及飞散损失率曲线图中拐点均值(具体情况见表5)，在此基础上根据这两个指标的绝对值以及环境因素与路面面层结构情况，设置A级配的油石比最优值为4.8%(如图5、图6)。

　　(3)沥青混合料路用性能验证。在研究过程中选择A级配，以4.8%油石比进行配制，开展实验分析，对实验数据进行统计分析[4]，确定出析漏损失、飞散损失、渗水系数相关的指标，具体情况见表6。

　　5 结论

　　目前国内较为普遍的路面结构类型以AC路面以及SMA路面为主，随着施工技术的发展，PAC排水路面的造价目前已经基本与SMA路面结构的造价持平。云南部分地区属于高温多雨雾气候，对行车的要求更严格，该项目从设计到施工验收距今已经有两年余，各项检测数据均为良好。

　　综上所述，PAC排水路面在云南高温多雨雾地区有着广泛基础，该文具體论述高抗滑、防雨雾排水路面结构的设计方法，旨在为未来的高速公路路面结构设计提供借鉴。

　　参考文献

　　[1]公路沥青路面施工技术规范： JTG F40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

　　[2]公路工程沥青及沥青混合料试验规程： JTG E20—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

　　[3]公路沥青路面设计规范： JTG D50—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

　　[4]排水沥青路面设计与施工技术规范： JTG/T 3350—03—2020[S]. 北京：人民交通出版社， 2020.

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