1.概述 同三高速公路福建省段于2003年6月底全线建成通车，该段高速公路也称作沿海大通道，全长约650公里，它的建成对我省的经济建设与发展将起到巨大的推动作用。从1993年泉厦高速公路软基试验段开工，到福宁高速公路的建成历时十年。其中分为泉州－厦门、厦门－漳州、福州－泉州、宁德－罗源、罗源－长乐、漳州－诏安汾水关及福鼎汾水关－宁德七段。这七段高速公路的路面设计和施工管理均有一些不同。其中泉厦和厦漳通车已六年多，福泉和罗宁通车已四年多，而漳诏和罗长于2002年底建成通车。通过这几年的工程实践，有成功的经验也有一些值得总结汲取的教训。 2.路面的结构设计 高速公路的路面结构形式有刚性路面、半刚性路面和柔性路面之分。水泥混凝土路面属于刚性路面；以水泥稳定碎石或二灰碎石为基层、沥青混凝土为面层的属于半刚性路面；而以级配碎石为基层、沥青稳定碎石为过渡层再加沥青面层的则属于柔性路面。国外发达国家的高速公路多以柔性路面为主，而国内则以刚性路面和半刚性路面为主。我省高速公路的路面普遍采用水泥稳定碎石基层，沥青混凝土面层的半刚性路面结构形式，其中也有少量的水泥混凝土路面。同三高速公路全面采用半刚性的路面结构形式，但七段路的设计也不尽相同，以下对此做一简要介绍。 2.1 泉厦和厦漳的路面设计 泉厦和厦漳高速公路是我省最早修建的高速公路，泉厦高速公路部分软基试验路段于九三年开工，九四年全线动工，并于九七年十二月建成通车，厦漳高速公路则于九八年元月建成通车。在充分调研的基础上并结合我省的实际情况，决定其路面采用水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层的结构形式。水泥稳定碎石基层的优点在于它的早期强度高，适合我省南方多雨气候，并能满足施工过程中尽早开放交通保证施工车辆通行的要求。沥青面层的优点则在于它的雨天防滑效果好、噪音小、行车舒适且易修复等。两条路的路面结构设计如下表所示： (表格处) *其中厦门段的原设计与漳州段一致，后经优化设计。 泉厦的上面层采用的是沙庆林院士提出的多碎石级配，国内其它省份也有采用，它的级配接近于不加纤维的SMA。 2.2 其它路段的路面设计 其它路段在总结泉厦和厦漳路面设计以及外省的设计，做了一些改进。其中的下封层也有所变化，如下表所示： (表格处) 从上表可看出，其中福泉和罗宁的沥青面层总厚度为15cm，而罗长、漳诏及福宁为16cm，罗长和漳诏的面层级配较细一些，且三层均为密级配，这是近几年国内高速公路沥青路面设计中的一种趋势。 3.路面的施工及管理 我省从泉厦第一条高速公路的修建至今已有十年的时间，路面的施工无论是机械设备还是在管理方面均有很大的进步。这里简要介绍一下其中的发展过程。 3.1 泉厦及厦漳的路面施工 泉厦和厦漳高速公路当时的路面施工管理与现行施工管理上的要求相比有一定差距，这是当时的施工水平所决定的。首先是其碎石基本上采用天然级配，其级配曲线超出规范要求范围的现象时有发生。细集料采用天然砂较多，石屑的使用并不普遍。摊铺的机械多为推土机、平地机、甚至人工摊铺。虽采用集中拌合，但拌合设备的生产能力不高。基层的上层虽要求采用摊铺机摊铺，但因当时条件所限，未能全面实施。所以当时基层的施工质量相对不易控制，有时会出现离析现象。 水稳层的顶面设有乳化沥青透层和沥青砂下封层，下封层的厚度为0.6cm,并要求用摊铺机施工。因水稳层的平整度较差，直接影响到沥青砂下封层摊铺厚度的均匀性。若沥青砂混合料中有粒径稍大的碎石混入，摊铺时就会出现拉条现象。此外，沥青砂本身的抗渗效果并不理想，所以沥青砂下封层不一定能真正起到防水的作用。 泉厦和厦漳的沥青中下面层均为AC-25粗粒式混合料，下面层为II型，中面层为I型。所用碎石以花岗岩为主，为了提高与沥青的粘结力，普遍掺入抗剥落剂。泉厦上面层采用了沙庆林院士提出的多碎石级配，四个合同段中有ABC三个使用石质较好的石料。在施工机械方面，其拌合楼的生产能力普遍不高，往往不能保证摊铺机连续作业。粗粒式沥青混合料在摊铺过程中容易出现拉条等离析现象。 3.2 其它路段的路面施工及管理 在总结泉厦及厦漳路面的施工经验之后，我们在福泉的路面施工中无论对所用材料还是施工设备均提出较高的要求。首先要求水稳层所用的碎石应分规格堆放，拌合机至少要有三个料仓配料，以保证级配的稳定。福泉因备料较早，有些合同段已按混合级配堆放，省高指则要求对已备石料进行全面筛分。在摊铺设备方面则要求基层使用摊铺机，以保证水稳层的均匀性和平整度。其它路段如漳诏、罗长和福宁则从底基层开始均使用摊铺机。与泉厦相比，现在路面基层的施工质量总体上有较大的提高。为了防止因路基不均匀下沉引起路面开裂，漳诏、罗长及福宁的一些高填方段和填挖交接处在基层中加铺了钢筋网，实践证明这是防止路面裂缝的有效措施。 鉴于泉厦高速公路下封层的效果不佳，施工质量不易控制，福泉的莆田和泉州段改用乳化沥青加碎石的表处方式。从实际施工的质量控制来看，效果并不理想，因此福州段仍采用沥青砂下封层。因水稳层顶面较密实，乳化沥青的渗透效果并不好。 在漳诏、罗长及福宁线均采用煤油稀释沥青作为透层，实践证明渗透效果较好。下封层有用热沥青加预拌碎石的，也有用乳化沥青加预拌碎石的。热沥青做下封层虽防渗的效果较好，但在实际洒布时不易控制其均匀性，局部会出现重叠洒布，对沥青路面的高温稳定性不利。 漳诏、罗长及福宁线三个路段的沥青面层均为密级配，这是近年来一些高速公路通车后相继出现水损害后在设计上的一种趋势。在这三个路段的沥青路面施工中，省高指加强了配合比的审查，并请了专家进行讲课和培训，对施工质量控制起到了积极的作用。在施工过程中特别强调把好“四关”：即材料备料关、配合比设计关、混合料生产关和摊铺碾压关；混合料的生产过程中则要求控制好“三要素”：即级配、用油量和空隙率。其碎石的材质和加工质量均比泉厦等有了较大的提高，基本上不用酸性花岗岩，而多用辉绿岩、凝灰岩或玄武岩等中性或碱性石料。碎石加工均采用反击式破碎机，采用干法除尘等，有效地提高了碎石的加工质量。 4.问题与建议 笔者通过这几年的工程实践和营运养护管理，对高速公路的路面设计与施工进行了认真的思考，提出一些不成熟的看法，供同行们参考。 4.1 路面设计方面 如前所述，我省高速公路路面设计的结构形式多数是半刚性基层和沥青面层。而半刚性基层属于板体结构，在路基不均匀沉降、温度收缩及干缩情况下均会产生裂缝。雨水从裂缝渗入路面基层就会产生唧浆现象，从而加速了路面的破坏。若要阻止水稳基层裂缝的产生，目前较有效的办法就是在基层中加铺钢筋网。笔者认为钢筋网加在5%水泥稳定基层的中间效果最佳。因要使钢筋网发挥作用，就要使钢筋有较强的握裹力，并且加在尽可能靠上的位置，才能更有效地阻止基层的开裂和下基层裂缝向上的反射。基层的强度越高，收缩产生的裂缝就越宽。此外，建议适当开展柔性路面的设计和施工研究。从理论上讲，半刚性基层的强度会随着时间越用越差，而级配碎石基层的强度则会越用越好，且国外已有许多成功的经验可供设计参考。 关于下封层的形式则存在两难决择。沥青砂下封层的施工质量及防水效果明显不佳，乳化沥青加预拌碎石的下封层防水效果也不理想。热沥青做下封层虽防渗效果较好，但施工中很难做到洒布均匀，洒的太多则对沥青路面的高温稳定性不利。用低标号沥青存在流动性差，很易洒布重叠或漏洒，若用高标号沥青则易在基层顶面形成软弱层。依笔者愚见，可结合水稳基层和沥青面层的结构设计加以综合解决。在水稳基层的下面加铺一层级配碎石，一则可增加路面的总体强度，二则可使渗入路面的水从碎石层中排出，不至产生大的水损害。沥青面层适当使用较密的配合比，尽可能减少路面水的渗入，同样能起到防水的作用。而下封层本身的防水效果究竟如何不得而知，所以不必在下封层的形式上花费太多的精力。 沥青路面的设计存在使用密实型级配的倾向，目前国内其它省份的高速公路通车后相继出现大面积车辙的事实应引起有关各方的高度重视，切不可盲目追随。笔者认为在沥青混合料配合比的采用上应结合我省的实际情况，尤其应总结我省实践证明是成功的经验。规范中的II型级配也不应一概弃之，适当调整仍是可行的，笔者认为下面层采用II型级配还是较为稳妥。我省福厦漳及罗宁的下面层均为II型级配，通车后未发现较大面积的水损害即是证明。对于新技术的采用应以积极稳妥的态度对待，在试验的基础上稳步推进。 4.2 施工管理方面 在水稳碎石基层和底基层的施工中，存在水泥用量偏大的倾向。施工单位为了保证基层的强度，不惜多用水泥。这就造成水稳层强度偏高，更易产生裂缝，且常有现场压实度超过100%的情况发生。这和现行的室内试验方法有关，室内的击实试验不能真实反映现场的碾压状态，施工单位为了使室内试验的试件强度达到设计要求，只有多用水泥。笔者建议试采用旋转压实方法进行室内制件，在取得经验的基础上可用此试验的密度来控制现场的压实，或许能取得较好的效果。 对于沥青路面的质量控制方面，笔者认为也存在一个误区。过去一段时间个别省份存在片面追求平整度而忽略压实度的倾向，造成了一些路面的水损害。而现在则对路面的现场实测空隙率强调过高，有重理论轻实践、重结果轻过程控制之嫌。我省在泉厦上面层使用沙庆林院土提出的多碎石级配，省外有不成功的教训，而我省则未出现大的问题。笔者认为关键在于把好施工质量控制关，一切严格按规范要求控制质量才是根本。外省路面因空隙率偏大而导致大面积的水损害，而我省在福泉线上面层中用的AK-16其现场空隙率可达9%以上，均未发生大的水损害。这充分说明沥青路面的施工过程控制是关键，路面的均匀性一定要保证，其中包括级配均匀，用油量均匀，温度均匀、压实度均匀等。 在沥青混凝土所用的碎石方面，也有一些值得注意的问题，如石料的视密度超过2.8时，尽可能不用。一是密度过大的石料易使粗细集料密度相差较大，其级配有失真现象。二是石质过于致密导致所裹覆沥青膜偏薄，沥青用量感觉上偏小，而多余沥青容易产生析漏，造成沥青混合料离析，进而导致现场空隙率离散大。此外，在配合比设计方面笔者建议考虑使用美国工程兵的GMT设计方法来选择级配和用油量，该方法可在不提高工程造价的前提下提高路面的承载力和使用寿命，并且不会产生车辙。 5．结语 我省修建高速公路的历史较短，未来的建设任务仍很重，许多方面需认真地总结经验教训，使今后的建设少走弯路，以提高工程质量和降低造价。以上所述均为笔者在高速公路路面设计与施工方面的片面见解，有不妥之处敬请同行们批评指正。