新型材料在道路設計中應用的探討

費慶華

（安徽省城建設計研究院　安徽　合肥　230051）

新型材料在道路設計中應用的探討

費慶華

（安徽省城建設計研究院安徽合肥230051）

隨著我國城市交通的快速發展，道路橋梁建設正在如火如荼的進行。道路是交通的紐帶，給人們的出行提供了便利。城市交通業的快速發展，極大的提高了對道路建設的要求。通過合理的規劃設計，完善道路交通職能，以滿足當前城市建設的要求。解決道路建設的能耗問題，是當前城市道路交通建設的重點。生態道路設計成為城市道路發展的新方向。本文結合新型材料在道路設計中的應用，對道路的生態化建設進行分析，探究道路生態設計對于城市生態建設的影響。

節能環保；道路設計；應用探討

前言

車輛的增多給城市交通造成了巨大的壓力，道路建設成為城市建設的重點工作之一。城市道路設計往往缺乏一定的規劃，以至于眾多城市的道路交通當中存在著諸多不合理的設計。當前，道路建筑材料主要是以混凝土、瀝青為主，存在著一定的能耗問題，環保性能較差。城市道路建設的大面積開展，新型材料開始應用于城市道路設計當中，實現了城市道路的生態化建設。

1　道路生態化設計的意義

在倡導節能環保的現代城市建設當中，新型材料的使用成為新的發展趨勢。新型道路建筑材料具有良好的環保性能，在城市道路設計當中得到廣泛的應用。根據城市道路交通的實際情況，結合道路結構的特點，進行生態設計。將新型道路建設材料實用性和環保性充分的發揮出來，在城市道路設計當中發揮其生態價值。當前我國的能源消耗和和環境污染問題日益嚴重，建設生態節約型城市已經成為城市建設的戰略目標[1]。

傳統的道路建設，大多以混凝土和瀝青材料為主，材料本身就缺乏一定的環保性能，還會對環境造成一定程度的污染。該種材料的安全穩定性較差，經過一段時間的使用之后，容易發生損壞，影響道路的安全，阻礙城市交通的發展進程。另外，道路的維護也會消耗一部分能源材料，使得城市道路建設成為高能耗產業。面對當前嚴峻的能耗問題，將節約能源、減少消耗作為道路設計所圍繞的核心，從根本上解決道路建設的能耗問題。新型材料的應用，加強了道路建設的節能環保，形成生態化的城市道路設計，對于城市交通的發展有著積極的推動作用，對城市道路生態建設具有重要的意義[2]。

2　新型材料在道路設計中的應用

2.1土塑復合材料的應用

土塑復合材料是將廢棄塑料與土石、瀝青等材料進行復合開發，設計生產，形成具有極高環保價值的新型生態材料。通過相關的實驗檢測，對道路結構層次進行分析，對道路的荷載承受力做出相應的評估。土塑復合材料在經過一段時間的使用之后，傳統道路結構的彎沉值變化較大，結構層承載負荷的能力下降，容易形成結構內土體滲水而導致結構的穩定性下降，而土塑復合材料由于其特殊的性質，具有更好的結構穩定性，保證道路結構的安全穩定。土塑復合材料的應用，將荷載壓力由集中變為分散，極大地減輕了道路結構的荷載。土塑復合材料有著很好的柔韌性，在負荷承載力方面同樣不輸于傳統道路建筑材料結構。相比于混凝土、水泥以及瀝青等材料，土塑復合材料良好的負荷承載性能，可以有效地延長道路的使用壽命，實現可持續發展的生態建設目標。因此，作為既環保、使用性能更佳的土塑復合材料來說，值得道路設計建設廣泛應用和推廣[3]。

以某國道工程為例。2013年5月，該國道工程首次利用再生塑料在道路結構當中，進行道路改造，并經過后期維護，獲得了良好的效果。該國道工程路線全長7.562km，以《公路工程技術標準》規定的一級公路標準建設，設計速度60km/h，路基寬度30m，由傳統瀝青、混凝土材料結合土塑復合材料；全線共設置大橋1025m/3座，短隧道430m/1座，涵洞14道。項目投資估算為28850.32萬元，其中環保投資200.45萬元，工程計劃2013年開工建設，2015年建成通車，建設工期約為2年，設計使用年限為15年。

通過結構計算，對道路等級、荷載等級進行評估。設計層厚度取整，對路面結構進行設計，經過多次試驗，選擇最佳材料設計厚度，并將土塑復合材料作為替代材料進行應用。再次進行試驗，并進行相應的調整，根據同之前幾組實驗數據的對比，各項系數都有了很大程度的提升，更加滿足技術要求。經過鋪筑路面結構設計以及補充計算，得到最為科學合理的設計方案。經過該設計方案建設的該國道工程，已于2015年投入使用。經過后期觀察，根據道路使用情況得知，在使用期間，只經過幾次小型的維護，未曾產生大的結構損壞，對于重車繁忙的該國道來說，其使用壽命有了極大的提升。

2.2生態混凝土材料的應用

混凝土作為應用最為廣泛的建筑材料，也同樣大量應用于道路建設當中。新型材料的開發與利用，對道路生態化建設起到了積極的作用。為了不讓混凝土這一優質材料被新型材料所淘汰，同時為了使其更加適應當前城市生態建設的發展要求。生態混凝土的開發成為混凝土材料的新的發展方向。傳統混凝土材料的應用，在一定程度上給環境造成了損害。混凝土材料的應用與環境形成了一種矛盾的關系。為了改變當前這種情況，為了更好的建設城市道路，實現生態化設計。生態混凝土的開發工作就由此展開。

根據道路設計的需要，新型生態混凝土有著不同的使用類型。①排水性混凝土的應用。傳統的密閉道路路面通透性差，容易產生積水問題，排水效率極低，給行車安全造成一定的威脅，給城市交通帶了不小的困擾。排水性混凝土能夠讓路面積水順利的滲入地下。②人造輕骨料混凝土的應用，該類型混凝土具有良好的吸音隔音效果，其作用就是降低由于行車而產生的巨大噪音，對出行和周邊居住提供一個良好的環境。③綠化混凝土的應用。開發出能夠適應綠色植物生長的混凝土材料，將綠色植被在該混凝土上種植，多用于道路中央隔離帶和兩側的綠化帶，對城市生態建設有著積極的發展意義[4]。

現以五臺山風景區行車觀光路段進行調查研究，其生態化建設對景觀綠化設計、交通等多方面產生了重要的影響。

該道路根據路段分為城市道路次干道Ⅰ級和Ⅱ級。和道路下埋設排水、燃氣、電路等管線，在道路中心線位置添加人行道和盲道，設置交通護欄，進行上下行車輛分離。路面采用瀝青混凝土路面，道路兩旁應用綠色混凝土材料，起到良好的環保功效。該條路段最小豎曲線半徑為R=2500m，最小坡段長度為158.33m。道路設計使用年限為20年。

考慮到對風景區周邊環境的保護，道路兩旁的綠化就顯得尤為重要。采用綠色混凝土。綜合考慮了當地的季節氣候影響以及道路結構特點，選取合適的營養土并加入適量肥料，選擇合適的植物進行播種。在混凝土內填充營養土漿，營養土鋪設和草種種植。最后，經過兩個月的生長，形成道路綠化帶。投入使用之后，該條道路在投入使用之后，達到了良好的環保效果，對城市綠化起著積極作用。

3　道路新型材料的發展前景

道路新型材料的廣泛應用，解決了由于傳統材料所造成的環境污染問題。新型道路設計生態材料，在未來將會有更好的發展前景，完善新型生態材料，使其發揮更加全面的環保職能。更多的新型環保材料得到開發和生產，并廣泛應用于城市道路建設當中。新型生態材料除了具有良好的環保性能之外，經濟價值潛力巨大，等待著深入的挖掘。新型材料一旦在城市道路設計當中得以廣泛的應用，同類型生態材料也會得到大量的開發生產，保證城市道路建設材料的充足供應。相比于傳統建設材料，新型生態材料的在道路建筑材料中占據著絕對的優勢，擁有著極高的經濟利用價值。新型材料的大量開發，帶來了巨大的經濟效益。加快推動城市道路建設的發展，對城市交通的良好發展打下堅實的基礎[5]。

4　結論

能源消耗和環境污染是當前不得不面對的實際問題。作為城市建設當中重要的一部分，城市道路設計也正在朝著生態化的方向發展，新型材料的應用，實現了城市道路的生態化設計，推動城市交通的平穩發展。新型生態材料憑借其極高的環保性能，將會廣泛應用于城市道路建設設計當中，擁有著有著極高的生態價值和實用價值。道路新型材料的應用，對于城市生態化建設具有重要的實際意義。

[1]聞武.綠色生態環保理念在道路設計中的應用[J].市政技術，2010，02：34～36.

[2]邱海東，南巍，李雪峰.低碳環保措施在道路設計中的應用[J].市政技術，2013，S1：12～14+19.

[3]林兵.土塑復合材料在道路結構中的應用研究[D].重慶交通大學，2008.

[4]俞斌.生態技術在道路設計中的應用研究[J].工程建設與設計，2006，01：52～54.

[5]李江偉.生態設計在城市道路中的應用研究[D].合肥工業大學，2009.

U412

A

1673-0038（2015）30-0314-02

2015-7-11