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[分享]高速公路沥青混凝土路面结构的排水设计
水是危害公路的主要自然要素，也是沥青混凝土路面早期损坏的主要缘由之一。从目前已建成的公路的经历和经验来看，沥青混凝土路面所呈现的各种病害(如坑槽、松懈、剥落、龟裂、下陷等)无不与水的腐蚀有关，水已成为构成高速公路沥青混凝土路面早期损坏、运用寿命降低的主要自然要素。因而，如何防止公开水和地表水进入路面构造，并有效地将进入路面构造的水分尽快排出，已成为目前沥青混凝土路面构造设计乃至整个高速公路设计过程中的重点内容。
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路表排水
降落在路面外表和路肩(包括硬路肩和土路肩)外表的降水若不能疾速排走，一方面会形成路面积水滞留，雨天行车时构成雾障而影响行车平安;另一方面会因路表积水时间过长而加速沥青混凝土面层的损坏。关于混凝土路面构造类型而言，路面排水设计应思索以下几个方面：
1.1 合理设计路拱横坡是有效扫除路表降水的关键
从有利于排水的角度动身，路基横坡和路肩横坡的坡度值都取高值，但路基横坡过大会影响到行车的平安。因而，应综合思索两方面要素，第一，在南方多雨地域应恰当取高值，在北方冰冻地域取低值。第二，硬路肩的横向坡度可采用高限值，但思索到目前路面摊铺已根本完成机械化施工，从便当施工思索，硬路肩的横坡方向宜与行车道相反，以防止将硬路肩积水聚集到行车道上。
1.2 正确选取超高突变段的合成坡度是防止路表部分积水的有效途径
普通在高速公道路型设计中，假如单纯思索行车的温馨和线型的美观，超高突变率宜缓一些，超高突变段也希望尽量长一些。但超高突变率过小，超高突变段内路面横坡接近零的区段过长，构成路面部分滞水，从而影响行车平安。当道路纵坡与超高突变率方向分歧时，最小合成坡度位置即旋转轴位置(关于高速公路来说通常是中央分隔带外缘)，其大小就是道路纵坡;当道路纵坡与超高突变率相反时，最小合成坡度位置即行车道外侧边缘位置，大小为道路纵坡与超高突变率的代数差。
1.3 合理设置纵坡是确保挖方路段路面排水的重要手腕
人们普通在挖方路段因其水文地质条件差时才对这种路段的公开排水惹起注重，如通常在路面构造设计中思索增设碎石排水垫层，在两侧设置边缘渗沟，但关于路表排水中一些容易出问题的中央却常常无视，概括起来有两个方面：一是将凹形竖曲线的最低点设在挖方路段内，致使路表水和进入构造内的自在水停滞时间长，不易扫除;二是较长挖方路段纵坡坡度设置过小，规范断面的边沟无法满足路面和边坡汇水流量的需求，关于超高地段，中央分隔带处必需每隔一定间隔设置横向排水管，将聚集在中央分隔带边缘集水沟(管)的路表水引排进来，假如挖方路段过长且纵坡较小，同样会增加该局部排水系统的设计和施工的难度。因而，纵坡设计切忌将凹形竖曲线置于挖方路段内，同时挖方路段较长时(超越400m)其纵坡不宜小于3%，普通状况不得小于1%.
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沥青混凝土路面构造设计应表现排水请求
2.1 常规设计存在的质量隐患
目前，在高速公路的沥青混凝土路面构造设计中，普遍将下面层设计为空隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土，如AC—25Ⅱ或AC—30Ⅱ型;中面层多为Ⅰ型密级沥青混凝土，如AC—20Ⅰ型等;抗滑表层则采用AK—13型或AK—16型。就我国大局部高速公路的沥青混凝土而言，空隙率大的主要是抗滑表层和下面层。其中抗滑表层在施工过程中，为了满足结构深度这一指标，空隙率必需到达6%以上。同时，许多施工单位为了追求外表平整度，不惜以牺牲压实度为代价，减少压实遍数，降低碾压温度，从而使其实践空隙率增大。因而，只需有降雨，抗滑表层内部总是处于缘由，使得不少水分滞留在混合料的空隙中，而且，由于中面层的密封作用饱水状态。而下面层则由于外表水少量的渗入、路面开裂以及基层中毛细水上升等和下面层本身空隙率较大，招致下面层根本上总是泡在水中。这样，沥青混凝土路面长期在水和荷载的共同作用下，使得沥青膜逐步从集料外表剥离，最终招致集料之间的黏结力丧失而呈现坑槽、松懈等路面毁坏现象。因而，必需在路面构造设计中合理选取恰当的级配类型，特别是抗滑表层和下面层这两个层次。
2.2 沥青混凝土路面要表现排水请求
在降雨量大的多雨湿热地域，为理解决抗滑表层抗滑性能请求与水稳定性这一矛盾，倡议在经济条件允许的状况下，优选SMA构造，既可经过其连续级配的碎石骨架在外表构成较大的结构深度，又可由于沥青码蹄脂的填充，使其混合料内部的空隙率很小。如经济条件不允许采用SMA构造，则应在满足抗滑性能请求的同时尽量降低其空隙率。而关于下面层，则尽可能采用Ⅰ型的密级配沥青混凝土，一方面使路面水尽可能少地浸透到基层中，另一方面也能够阻隔基层中的毛细水，从而增加整个沥青混凝土路面的水稳定性。
此外，沥青混凝土面层厚度与最大粒径不匹配，也是呈现不同水平水损伤的缘由之一。由于沥青混凝土面层厚度与混合料级配的最大粒径之比不当，施工中不利于压实，形成空隙率过大。因而，应合理思索沥青混凝土面层厚度与所选择设计级配的最大粒径尺寸的关系。
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沥青混合料设计应思索资料的抗渗性能
要保证路面构造的水稳定性和耐久性能，保证路面根本不透水是至关重要的，特别是对SMA路面构造类型，保证路面根本不透水是该构造能否胜利的关键。因而，从进步路面的耐久性能动身，应将路面抗渗性能作为一个重要的指标来控制，特别是沥青混合料应从原资料的选择、配合比确实定到施工中摊铺与碾压的控制都至关重要。
3.1 从进步沥青的性能着手
积极改善沥青的路用性能，特别是黏附性有利于进步抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥离剂，在矿粉中掺加一定量的水泥或磨细生石灰粉，对抵御剥离以进步沥青混合料水稳定性都有明显效果，但应留意不同抗剥离剂与各种石料之间的匹配问题。中选用掺加水泥或消石灰时，应留意确保施工实践掺加剂量的精确性。
3.2选择恰当的级配范围
从选择恰当级配上思索，进步沥青用量及进步4.75 mm～9.5 mm规格集料的用量相应地都能够进步混合料的抗渗性，但应思索其高温稳定性能指标能否到达请求。
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路面构造内部排水设计中应注重的问题
关于渗入路面构造的自在水，必需经过设计使之疾速向下或两侧渗漏而排走。
(1)关于设置路面边缘排水系统的路段，为使构造内的水能自在排入边部纵向集水沟，应在非超高路段的路缘石(路肩处)上每隔50cm～100 cm预留d10cm的半圆孔洞;在超高路段则应在超高段中央分隔带集水沟侧面设置相应孔洞。
(2)关于沥青混凝土路面所设的排水基层，通常选用沥青处置开级配碎石。思索到该构造层为骨架空隙构造且经常受水的腐蚀，因此耐久性较差，为此，必需进步其沥青与矿料之间的黏附性和抗剥离性能。如条件允许，尽量采用枯燥的磨细消石灰粉或水泥作为填料的一局部，其用量为矿料总量的1%～2%，如条件不允许(许多中央的消石灰粉细度得不到保证)，可采用掺加抗剥离剂的办法。
(3)应注重对下封层的设计和施工。下封层的主要作用是避免进入沥青混凝土路面的水分下渗到基层中。目前下封层通常采用层铺法施工的单层式沥青外表处置，这种办法便当快捷、施工容易，但无法有效阻止水分下渗的作用。因而，最好采用拌和法砂粒式沥青混凝土，既可对基层的平整度停止一次修正，又能有效阻止面层或透水基层中的水分侵入到基层中。或者在洒布透层沥青后，在基层顶面铺设有纺土工布，并用轻型光轮压路机来回碾压直至下面的沥青泛至土工布外表，理论证明，这种办法既可避免基层反射裂痕，又可起到防水作用，是一种较好的下封层方式。
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