市政道路設計問題與施工中裂縫成因分析

劉芳

（安慶市建筑工程施工圖審查有限責任公司，安徽安慶 246000）

1 城市道路橋梁設計問題

1.1 道路橋梁設計缺乏實用性、合理性

對于城市道路橋梁設計、相關設計人員必須要結合當地城市規劃、本次工程項目需求、道路橋梁施工的周邊環境、地質條件等進行綜合考量，要充分考慮道路橋梁設計是否與周邊環境相協調、施工區域內地質條件是否滿足設計需求、設計參數體系信息是否準確完整，是否符合設計規范、方案設計與結構設計是否緊密銜接。要求參與當次項目工程的設計師必須要結合項目要求對道路橋梁工程設計方案的可行性、操作性進行驗證分析。但是，當前部分道路橋梁設計單位，未能將設計理論與場地實際相結合，在一定程度上忽視當地城市文化、場地環境，導致道路橋梁設計方案在科學性、合理性方面存在不足與缺陷，甚至部分道路橋梁設計方案想當然、與施工現場條件嚴重不符、存在許多安全質量隱患，致使道橋路面后期運營過程中出現裂縫，嚴重影響道橋的使用壽命。

1.2 道路橋梁的設計缺乏科學性、創新性

近年來，隨著現代城市基礎設施建設逐步增加，在城市建設中，城市環境、城市面貌得到顯著的改善與提升。城市道路橋梁功能不局限于城市基礎設施的重要組成部分，而是逐漸成為城市一道獨特、靚麗的風景線。但是在當前，我們也更多地看到，部分城市在城市道路橋梁建設設計過程中，過于理想化：①設計單位不顧城市文化、項目實際，周邊環境、場地特征，盲目生搬硬套、復制那些別的城市已建成的道橋方案；②一味遷就、滿足業主要求、要美觀又要壓縮成本，丟掉設計的本質、缺乏科學合理性，顧頭不顧尾。這樣直接導致設計方案存在諸多弊端，為日后工程完工交付使用及后期運營埋下質量隱患。

1.3 城市道路橋梁耐久性較差

在道路橋梁工程項目建設中，建設單位往往關注的是道路橋梁的美觀、成本方面。而道路橋梁的實用性、耐久性則會被忽視。持這種理念的建設單位在設計過程中在一定成度上也影響到設計單位。①設計單位在方案設計匯報會時，會在弄幾個道橋方案比選、設計重點在外型美不美觀，設計成本超不超概上。在結構選型、材料的應用往往很少關注；②受建設單位影響、設計單位對工程材料選用也就被忽視，對材料及新技術發展不做充分研究，所選材料過時、材料的力學性能、抗疲勞、耐久性方面無法最大限度滿足現代道路橋梁設計實際需求，使用壽命就會大打折扣，特別是一些細節方面，譬如防裂貼、土工格柵、抗車轍劑的應用與否，使用與不使用均會產生不同的效果。尤其是一些車流量大的路橋面、橋臺搭板與道路搭接的地方、橋梁石雕欄板與橋身等均是裂縫的重災區，工程投入使用后，路橋面則需經常性修復，這不僅會影響道路橋梁的穩定性，也會對交通運輸通行造成較大影響，致使道路橋梁維護成本增加。

2 關于道路橋梁設計問題的具體解決措施

2.1 切實提升道路橋梁設計的科學性

要想保證道路橋梁設計的科學性，設計單位就必須恪守設計的本質，關設計人員首先應充分了解項目特征，對項目的周邊環境進行現場踏勘、同時對車流量進行測試分析、在路橋設計的等級、功能、路橋斷面等方案的關鍵性方面進行確定，接下來做好現場地形地貌測量、水文地質詳細勘察、研究分析、進行結構建模，同時注意借鑒大量的實際道路橋梁工程設計成果、綜合運用，做好項目設計的基礎性工作，為后期道路橋梁施工圖設計，乃至工程施工打下基礎。與此同時要求道路橋梁設計人員積極提升自身理論水平，在設計實踐中不斷積累經驗，加強道路橋梁設計的科學性，減少道路橋梁質量安全缺陷。

2.2 加強道路橋梁設計方案的合理性

道路橋梁工程設計人員在選擇道路橋梁設計方案過程中必須堅持“安全、美觀、經濟、實用”的基本原則，將所有可能影響道路橋梁工程設計及施工等因素進行歸納、進行嚴格分析，同時工程項目設計要符合項目所在城市的相關規劃，與項目的周邊環境相結合、選擇最優、最合理的道路橋梁工程設計方案。

2.3 加強道路橋梁結構及耐久度設計

在道路橋梁工程設計過程中，設計人員應不僅僅要關注道橋的建設成本、外型的美觀，對于道橋的結構選型、材料的應用更應高度重視，要把安全放在第一位。

要充分認識道橋結構的安全穩定性是重中之重，在道路橋梁交付運營后，路面的車輛荷載，季節的高溫、嚴寒、雨雪的侵蝕等都會導致道路橋梁出現老化、裂縫問題，對道路橋梁耐久性產生較大影響、實際上這也是道路橋梁投入運營使用后最常見的病害。因此需要在設計源頭把好關：①加強道橋結構安全穩定性驗算與審核，確保設計使用壽命周期內的安全；②選材、應與當前日益發展材料與先進的施工技術相結合。同時要在施工前做好道橋施工技術交底，要使該項目施工人員全面掌握工程的重要部位的質量控制要點，并做好材料的檢測，不合格的材料嚴格禁止使用，確保道路橋梁工程施工質量。

3 道路橋梁使用運營過程中出現裂縫成因分析

瀝青路橋面層開裂類型可以劃分為荷載型裂縫何非荷載型裂縫，非荷載型裂縫也被稱作是溫度裂縫。筆者參加過對許多市政道路橋梁設計、施工的現場勘察及專家論證會，結合查閱相關文獻資料進行分析，認為導致道路橋梁設計施工中裂縫的具體原因有如下幾點。

3.1 車輛類型及交通流量

對于交通流量大的城市路橋面層，由于長時間的不同類型重載車的軸載作用，基層產生拉應力而出現疲勞累積致使面層出現裂縫，對于路橋的搭板處，則由于材料不同更易出現收縮裂縫。

3.2 路橋基層材料的選用

通常城市道路基層材料選用較多的是水泥穩定土基層、級配碎石基層、石灰穩定土基層；市政橋梁材料則主要選擇混凝土基層。基層材料選擇種類差異也會導致瀝青面層裂縫類型不同，所產生的影響也不同。根據實踐經驗來看，路橋基層材料的收縮性越小，則在瀝青路面的面層裂縫也就越少。這也是目前水泥穩定碎石（半剛性材料）廣泛應用于基層的原因，需要注意的是在基層上必須添加瀝青透層以加強與面層的粘結；對于混凝土基層、除了添加瀝青透層外，還須則在縮縫、漲縫處粘貼防裂貼對抗面層開裂也是有好處的。

3.3 瀝青混合料的施工配合比

瀝青混合料的施工配合比是影響瀝青路面開裂的重要原因，而施工配合比應采用馬歇爾試驗來確定的。對于其孔隙率、流值、穩定度、瀝青飽和度等指標均需達設計要求。

3.4 氣候條件

在道路橋梁工程施工中使用瀝青混合料施工對于天氣是有嚴格的要求，低溫及雨雪天氣嚴禁施工。①為了使得拌和的混合料施工快卸快鋪快平，能夠被及時碾壓成型。通常將碾壓溫度控制在120~150℃范圍內，碾壓終了溫度控制在65～80℃范圍內。如果是寒冷天氣，施工溫度難以保障；②混合料在受到雨水侵蝕后，混合料表面黏附力下降，致使瀝青路面層經過一段時間后會發生瀝青料粒松散，出現裂縫坑洼現象，這是道路橋梁面層發生裂縫的主要原因之一。

3.5 施工及材料因素

路床填料以及基層材料的碾壓含水量及材料強度，路床填筑分層碾壓的厚度、壓實度及養護等因素也是產生裂縫的原因之一。

4 防止瀝青路橋面層裂縫的措施

4.1 設計方面

（1）在進行城市道路基層設計時，在選擇基層材料的時候要優先選擇抗水性能、抗拉強度、干縮系數和溫度系數良好的半剛性材料做基層，如水泥穩定土；橋梁基層是混凝土。

（2）上面層選用改性細料式密實型瀝青混凝土瀝青面層，加適量抗車轍劑、除與普通熱瀝青施工相同外，還應注意到改性瀝青混合料施工溫度高10~20℃。

（3）為進一步提高表面層抗裂縫性能，在基層與面層之間加瀝青透層并加鋪土工網；對于混凝土基層除了添加瀝青透層外、還須則在縮縫、漲縫處粘貼防裂貼對抗面層開裂也是有好處的。

4.2 施工方面

（1）嚴禁在雨雪天氣及低溫條件下施工。

（2）控制路床填料及基層施工碾壓時的含水量。

（3）控制路床填料及基層施工碾壓時的厚度、做到分層碾壓，壓實度達設計要求。

（4）對于市政綜合管網管頂以上填料要用專項機械機壓實。壓實度達設計要求，對于橫向過街埋深不大的管道必要時可加筋，加鋪混凝土以保護。

（5）基層碾壓完成后，需及時采取有效的養生措施。在養生作業技術后，可及時應用乳化瀝青來做封層或者透層。

（6）透層或粘層完成后，需及時將瀝青路面鋪筑完成。

5 結語

綜上所述，現代城市道路橋梁設計問題與路橋面的裂縫有直接的因果關系，這就要求與設計人員的理念、設計理論應與項目特征結合，與工程技術的發展、材料應用相結合，改進設計中存在的問題、防止裂縫發生。