董 昆
(安徽省城建設計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230000)
雖然現代城市交通需求大幅度增長,導致大部分道路需要進行擴寬、改建,但是介于城市交通需求主要集中在主干道上,使得小部分道路的實際交通需求并不高,那么如果依照統一標準來進行建設,容易造成較大得資源侵占,使得主干道擴寬改建工程受到阻礙,因此兩類道路的路面設計工程需要得到區分,應當根據實際交通需求來進行設計,同時對路面質量等進行控制。
對比于城市主干道交通量,低交通量道路可以分為交通量交通量小、交通量極小兩類,兩者的區別在于:交通量小的道路可以依照理論計算方法得到路面結構設計需求,交通量極小的道路則依照理論計算方法無法得到路面結構設計需求,此時為了保障路面設計質量,針對不同種類的低交通量路面需要采用不同的計算方法[1]。
針對交通量小的道路進行路面設計,設計方法首先進行實地勘查工作,得到實際的交通數據以及周邊環境條件,其次根據勘查結果進行框架模型設計,同時對框架模型的可行性與經濟性進行審核,如果不滿足則需要調整,調整的同時要注意是否存在新的問題,最終依照高等級道路路面設計理論,通過計算方法得出路面結構的厚度等設計需求[2]。此外,出于質量考慮在勘查當中,要注意交通數據指標,例如車型、最大車流量等,因只有在指標完整得前提下,才能進行正確計算。
針對交通量極小的道路進行路面設計,設計方法當中因為根據理論無法對其設計需求進行計算,所以可以排除理論計算方法,直接采用筑路材料進行路面結構基層、墊層設計,由此形成路面結構層,同時在結構層當中要重視兩個重點,即結構層厚度、結構層材料選擇與應用。在結構厚度方面必須滿足最小施工厚度,如有必要可以進行細微的調整。在結構層材料選擇與應用方面,根據不同的材料應當采用不同方法,例如在混凝土材料方面,應當選擇厚度18cm,彎拉強度標準達4.0MPa 的混凝土板作為面層材料進行鋪筑,同時如果環境中水體影響較為嚴重,則還需要設置≥0.5cm 的下封層;在瀝青材料方面,主要采用2.5cm~3.0cm 的瀝青表處、3.0cm~5.0cm 的瀝青貫入式作為面層材料進行鋪筑,如果環境中水體影響較為嚴重,需設計混凝土下封層;在石料材料方面,可以選擇10cm~15cm 天然級配石料或砂料作為基層材料進行鋪筑。此外,在一些石料或砂料缺乏的區域,有必要次用路基排水措施來保障工程質量。
無論實際交通量小還是極小,任何低交通量道路路面設計都必須重視臨界荷載問題,即因為車輛對于路面載荷的影響是無法確認的,即不同車輛類型、載重、數量所造成的載荷是不同的,為了確保設計質量,有必要進行臨界載荷確認,即確認設計的承載能力是否滿足交通量最大載荷需求。
(1) 水泥路面臨界載荷確認方法
假設水泥路面應力水平為50%,那么就需要以此為基礎,對低交通量路面整體結構進行剛度分析,再選擇其中剛度最小的結構為依據,依照公式進行計算:混凝土面板厚度、強度+天然砂礫厚度、強度+地基強度,該公式計算結果機位水泥路面臨界載荷,將其對比于水泥路面應力水平,如果不匹配則說明路面結構設計質量不佳。
(2) 瀝青路面設計
因為瀝青材料特性,其路面不會產生拉應力,而其拉應力存在于半剛性基層,所以要確認瀝青路面臨界載荷,需要以半剛性基層的拉應力水平為基礎來進行確認。具體方法上,同樣設定應力水平為50%,之后針對不同軸載條件下的應力水平進行計算,計算方法為:瀝青面層厚度、強度+石灰土強度+地基強度。
關于軸載換算方法,為了確保換算結果準確,應當依照相關規定中標準軸載單軸雙輪組軸載100kN 為標準來進行計算,計算方法方面,針對不同的材料需要采用不同的方法,具體見表1。

表1 不同路面材料軸載換算方法
低交通量道路路面設計,在不同交通量條件下需要采用不同的方法,對此應當先對低交通量道路進行分類,確認設計目標屬于交通量小、交通量極小中的哪一種,之后依照相應方法來進行設計;為了確保設計質量,在設計工作當中,應當注意相應要點,即臨界荷載確認、軸載換算,同時在此兩項工作當中,根據不同材料需要采用不同得方法。