市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及病害防治措施分析

張肇哲

摘 要：做好市政道路路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常的重要。對于市政道路路面的設(shè)計(jì)，需要保證在安全穩(wěn)定的前提下，為行人和車輛提供優(yōu)質(zhì)的行駛條件和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)水平。不僅如此，在市政道路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，還應(yīng)該做好病害防治的工作，延長道路的使用壽命。這也就需要在市政道路路面上進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面就對具體的市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和病害防治進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：市政道路 路面結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 病害防治

1 市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

瀝青路面面層由于在使用過程中會直接承受行車和各種自然因素的反復(fù)循環(huán)作用，必須要求其具有非常良好的高強(qiáng)度、耐磨耗、耐久性、抗滑性、熱穩(wěn)性、以及不透水性，因此，實(shí)際道路改造設(shè)計(jì)過程中，通常選用粘結(jié)力較強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度較高的集料作為路面的面層材料。瀝青路面表面層應(yīng)具有非常良好的平整密實(shí)度、抗滑耐磨性、以及抗裂耐久性；中面層和下面層應(yīng)具有非常良好的高溫抗車轍性、抗剪切性、密實(shí)度、以及不透水性，同時下面層還應(yīng)具有非常良好的耐疲勞開裂性能。瀝青路面表面層的類型結(jié)構(gòu)及性能水平應(yīng)與道路的等級、使用性能要求、以及交通等級等技術(shù)指標(biāo)相匹配。

1.1 嚴(yán)謹(jǐn)進(jìn)行瀝青面層結(jié)構(gòu)組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)

從大量道路改造過程實(shí)際設(shè)計(jì)方案、應(yīng)用效果可知，結(jié)合道路實(shí)際交通量而言，如城市支路如果技術(shù)能夠滿足，從經(jīng)濟(jì)性方面來看，可以采用單層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；對于城市次干路及以上等級的道路通常應(yīng)采取雙層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對于交通量特別大、性能等級要求較高的主干路和快速路則應(yīng)采取三層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對于城市主干路而言，在交通量、性能技術(shù)要求非常相近的情況下，有的設(shè)計(jì)人員采用兩層式結(jié)構(gòu)，有的則采用三層式結(jié)構(gòu)，兩者間的厚度相差在3cm 以上，使得工程施工建設(shè)完成后要么偏薄，路面容易發(fā)生早期損壞等不利現(xiàn)象；要么偏厚，從而大大降低工程總體投資經(jīng)濟(jì)效益水平。因此，在路面結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)過程中，要充分結(jié)合工程實(shí)際及鄰近地區(qū)相應(yīng)工程的成功經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)謹(jǐn)進(jìn)行瀝青面層結(jié)構(gòu)組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，杜絕隨意性設(shè)計(jì)等造成工程投資的大量浪費(fèi)和為后期運(yùn)營埋下巨大安全隱患。

1.2 要重視最小壓實(shí)厚度

在路面瀝青層厚度的擬定過程中，要重視最小壓實(shí)厚度對路面性能的影響，從而確保設(shè)計(jì)方案中各層瀝青混合料在實(shí)際施工中，能夠形成均勻而壓實(shí)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)層次。從道路改造相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求可知，瀝青路面各層設(shè)計(jì)厚度不宜小于3 倍混合料的公稱最大粒徑要求。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，很多沒有達(dá)到上述技術(shù)指標(biāo)要求，如當(dāng)瀝青層設(shè)計(jì)為12cm 時，上面層通常設(shè)計(jì)成5cm 中粒式AC-16，而下面層則設(shè)計(jì)成7cm 粗粒式AC-25，這樣的設(shè)計(jì)方案就不能滿足“3 倍”技術(shù)指標(biāo)要求。因此，在實(shí)際結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求設(shè)計(jì)各層厚度。

1.3 設(shè)計(jì)科學(xué)合理的路面基層結(jié)構(gòu)

在路面基層厚度設(shè)計(jì)時，不僅要滿足瀝青路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度要求，還應(yīng)考慮施工過程中分層壓實(shí)的效果。如設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)25cm厚的一層基層，這樣厚的一層基層在實(shí)際施工過程中難度較大，難以壓實(shí)。若分為12cm +13cm 兩層結(jié)構(gòu)則單層會太薄，導(dǎo)致基層在施工過程中產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂等不利情況，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的路面基層結(jié)構(gòu)。

2 市政道路路面的病害分析

2.1 路面縱橫向裂縫

橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣，或由于車輛嚴(yán)重超載。致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而開裂。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式。它分瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫兩種情況。道路出現(xiàn)橫向裂縫要及時治理，否則灌進(jìn)雨雪水，冬天凍融后，對道路的破壞將非常嚴(yán)重。

縱向裂縫可分為兩種情況：一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻?qū)е碌穆访娌痪鶆虺料菟鸬目v向裂縫。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬處理不當(dāng)處，在行車荷載作用下，易形成縱向裂縫。縱向裂縫多發(fā)生在半填半挖路基處，主要由路基的不均勻沉降造成。

2.2 車轍

車轍是在行車荷載重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生累計(jì)永久性的帶狀凹槽。車轍形成的因素很多，主要有瀝青混合料配比、瀝青等級、級配和交通荷載，環(huán)境溫度、施工中的壓實(shí)等因素。車轍變形主要來源于瀝青混合料的黏滯流動和一定程度的壓實(shí)作用。瀝青混合料層在高溫下由于車輪反復(fù)碾壓，產(chǎn)生橫向剪切流動，容易造成車轍。另外施工中瀝青含置偏多，瀝青稠度偏低，礦料級配中細(xì)料過多。礦粉摻量過大也會產(chǎn)生車轍。

2.3 翻漿

翻漿現(xiàn)象主要是土基水源的補(bǔ)給和氣溫的變化所造成的。當(dāng)冬天氣溫降低，土體內(nèi)的毛細(xì)水和薄膜水都開始凍結(jié)。如果凍結(jié)線暫時停留在某一深度處，下層未凍區(qū)內(nèi)的毛細(xì)水和薄膜水會源源不斷地向凍結(jié)線處聚集，并隨即凍結(jié)形成一個含有大量冰晶體的聚冰層。隨著凍結(jié)線的逐漸向下推移和停留，在更深處還可能形成新的聚冰層。與此同時，路基士體發(fā)生不均勻凍脹，路面被抬高，甚至出現(xiàn)凍脹裂縫。春天氣溫回升，路基的冰晶開始從凍層上部融化。或從上下兩面融化。因而路基中部化凍比兩側(cè)快，并形成一個凹槽，路基凹槽中大量水分不能排出，甚至變成稀泥，就使道路失去承載能力。道路在行車作用下路面被迸一步壓壞。泥漿從路面裂縫里擠出來，產(chǎn)生翻漿的現(xiàn)象。

3 預(yù)防措施

3.1 預(yù)防裂縫與車轍的措施

控制瀝青混合料的質(zhì)量，選用高低溫性能好、抗老化性能好、含蠟量低、黏度高的優(yōu)質(zhì)瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高其性能指標(biāo)。采用改性瀝青可解決路面抗滑及耐久性問題，使瀝青路面的熱穩(wěn)定性、冷穩(wěn)定性和使用壽命都得到較大的提高，道路病害的出現(xiàn)頻率顯著下降，使日常養(yǎng)護(hù)工程量及工程成本大大降低。骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青黏附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應(yīng)盡量降低骨料的含水量。此外，還應(yīng)注意混合料級配的確定以及瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性及低溫抗裂性。

3.2 預(yù)防翻漿的措施

（1）根據(jù)道路等級和交通量要求，選擇合適的面層類型和適當(dāng)厚度。瀝青混凝土面層已采用二層式或三層式，其中一層須采用密級配。當(dāng)各層均為瀝青碎石時，基層表面必須做下封層。

（2）設(shè)計(jì)時對空隙率較大，易滲水的路面，需考慮設(shè)置排除結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水的結(jié)構(gòu)措施。

（3）用石灰土、石灰礦渣土、石灰碎石士等作為路面基層，這些材料水穩(wěn)性好，整體強(qiáng)度高并有板體作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，作為路面基層可防翻漿。可對路面或?qū)⒙访嫦乱欢ㄉ疃纫詢?nèi)易致翻漿的土換填好土。

（4）用瀝青、瀝青土、瀝青氈紙、塑料布等做成封閉式隔離層隔斷土壤水分的滲入和聚流，也可用有反濾層的礫石及其他粒料做成透水性隔離層，以排除滲入土基水和防止地下水上升。

（5）用爐渣、碎磚、壓縮的泥炭、松柏樹皮、氣泡互不連通的泡沫聚苯乙烯塑料等作隔溫層，阻止路基凍結(jié)線向深處推移，減薄凍層。用顆粒均勻的礫石、碎石等作透風(fēng)的導(dǎo)溫層，使土體迅速向深處凍結(jié)在離路面較近處不致形成有害的聚冰層。

4 結(jié)語

市政道路路面設(shè)計(jì)人員必須了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及病害類型的條件，在實(shí)踐中明確發(fā)展措施和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，按照固定的應(yīng)用形式對其進(jìn)行合理、有效的分析。只有保證市政道路施工形式的有序性，才能延長道路的使用壽命，不斷促進(jìn)城市化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展，為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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