淺談對(duì)市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和病害防治的研究

崔微微

長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院 吉林 長(zhǎng)春 130033

市政道路建設(shè)屬于城市體系中不可分割的組成，對(duì)城市穩(wěn)定發(fā)展起到了關(guān)鍵作用，也是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)[1]。因此市政道路的安全與穩(wěn)定十分重要，這事關(guān)城市總體發(fā)展，關(guān)系到每一個(gè)生活在城市之中公民的出行體驗(yàn)。所以各地政府越來越重視市政道路工程建設(shè)，并對(duì)此提出了多種質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[2]。雖然最近幾年我國(guó)市政道路工程質(zhì)量穩(wěn)步提升，但是路面結(jié)構(gòu)問題依然影響著市政道路建設(shè)發(fā)展，如何解決路面結(jié)構(gòu)問題，科學(xué)地控制各類病害問題至關(guān)重要。本人以此為課題展開了分析研究。

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

市政道路路面多由瀝青路面面層構(gòu)成，這也是形成過程中道路的直接受力面。對(duì)于路面設(shè)計(jì)，要滿足耐磨耗、高強(qiáng)度、抗滑性、耐久性、熱穩(wěn)性等要求。在設(shè)計(jì)道路過程中，只有考慮到路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，才能選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的路面材料，進(jìn)而確保路面的抗剪切性、抗車轍性和抗開裂性[3]。

1.1 合理設(shè)計(jì)瀝青面層結(jié)構(gòu)

幾年來，我國(guó)多地都在進(jìn)行市政道路改造，通過這些改造項(xiàng)目可以得知，瀝青路面改造是重點(diǎn)。在施工時(shí)，市政道路交通量決定了路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，如果區(qū)域內(nèi)交通量并不高，則需要站在經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，大多以單層結(jié)構(gòu)為主[4]。而在交通量較高的區(qū)域，需要站在強(qiáng)度角度思考設(shè)計(jì)問題，此時(shí)多以雙層結(jié)構(gòu)為主。如果地區(qū)交通量過大，全天候都有大量的車輛通行，則需要以三層結(jié)構(gòu)為主。值得注意的是，在城市主干路設(shè)計(jì)上，既要滿足交通量的需求，也要滿足性能技術(shù)需求，在保障路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度基礎(chǔ)上盡可能減少材料的損耗，兩側(cè)結(jié)構(gòu)的厚度一般小于三層結(jié)構(gòu)厚度至少3cm，這樣才能保障路面結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，否則路面可能在應(yīng)用的初期出現(xiàn)損壞，但是也要防止路面出現(xiàn)偏厚現(xiàn)象，因?yàn)檫@會(huì)給施工企業(yè)帶來更大的資金投入[5]。所以在設(shè)計(jì)市政路面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)城市道路所處位置以及鄰近地區(qū)車流量的具體情況選擇路面結(jié)構(gòu)層數(shù)，合理地選擇瀝青面層結(jié)構(gòu)，通過多種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)在保障路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上降低造價(jià)的目標(biāo)。

1.2 合理設(shè)計(jì)路面壓實(shí)厚度

在設(shè)計(jì)市政路面瀝青層厚度時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視路面的壓實(shí)厚度，防止因?yàn)閴簩?shí)度過低導(dǎo)致路面性能降低[6]。在設(shè)計(jì)方案中應(yīng)明確地指出各層瀝青混合料碾壓的次數(shù)以及厚度，這樣可以使得瀝青路面的壓實(shí)穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。分析市政道路施工標(biāo)準(zhǔn)能夠準(zhǔn)確地得知瀝青路面厚度應(yīng)該超過2倍混合料最大粒徑3倍才達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。所以進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)工作時(shí)，要嚴(yán)格按照這一技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)路面厚度。例如路面設(shè)計(jì)要求是4cm時(shí)，那么路面的上面層可以采用5cm的AC-16材料，路面下面層可以采用7cm的AC-25材料，這種設(shè)計(jì)方案滿足設(shè)計(jì)要求。所以進(jìn)行市政道路路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該始終遵循給出的標(biāo)準(zhǔn)。

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

進(jìn)行路面基層厚度設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到瀝青路面整體強(qiáng)度，同時(shí)也要將路面分層壓實(shí)效果考慮在內(nèi)[7]。在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要鋪設(shè)一定厚度的基層，如果基層的厚度過大，可能導(dǎo)致鋪設(shè)施工難度增大，導(dǎo)致壓實(shí)工序受到影響。如果路面采用單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能因?yàn)楹穸冗^薄而使得路面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，進(jìn)而影響道路行車安全。所以進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要采用合理的路面基層結(jié)構(gòu)，盡可能保障路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。路面基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，如果路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，則會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)各類病害維問題，隨著病害問題的升級(jí)也會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)各類結(jié)構(gòu)隱患，這些結(jié)構(gòu)隱患會(huì)帶來相應(yīng)的安全問題，嚴(yán)重是造成交通事故，使得人民財(cái)產(chǎn)受到損失。

2 市政道路路面病害類型

市政道路路面經(jīng)常暴露在露天環(huán)境下，同時(shí)還會(huì)受到高負(fù)荷載重的影響，非常容易出現(xiàn)路面病害問題，進(jìn)而出現(xiàn)多種病害。分析這些病害的類型有助于解決路面病害，確保市政道路的穩(wěn)定性。

2.1 裂縫病害

路面裂縫問題主要由有兩種，一是荷載力作用下產(chǎn)生的裂縫，一種是自然條件下出現(xiàn)裂縫。荷載性裂縫成因大多因?yàn)樵O(shè)計(jì)不當(dāng)或者后期車載量過大導(dǎo)致的，這類裂縫問題十分常見[8]。在過大壓力下，瀝青面層承受的拉應(yīng)力過大，受力區(qū)域會(huì)產(chǎn)生局部裂縫，很容易演變?yōu)榇笠?guī)模裂縫問題。自然條件的裂縫問題主要是路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損導(dǎo)致的，由于瀝青面層在不穩(wěn)定的溫度條件下會(huì)出現(xiàn)收縮或者擴(kuò)張，所以路面容易產(chǎn)生裂縫。如果放任路面裂縫問題不管，很容易使得雨雪水進(jìn)入到裂縫中，如果溫度降低，道路內(nèi)部將會(huì)出現(xiàn)凍害。此外，如果路基穩(wěn)定性較差，或者路基下部存在的徑流等，會(huì)導(dǎo)致路基下沉，從而引發(fā)路面斷裂，造成交通事故。裂紋病害出現(xiàn)的位置與程度都存在著一定的差異，裂紋較為嚴(yán)重導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，路面結(jié)構(gòu)的變化會(huì)帶來更多結(jié)構(gòu)性問題，隨著問題的演變，路面病害程度將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，這對(duì)于道路工程的發(fā)展產(chǎn)生了不利的影響，進(jìn)而帶來更多危害。

2.2 車轍病害

路面出現(xiàn)車轍最常見的季節(jié)是夏季，在高溫作用下，路面出現(xiàn)融化的趨勢(shì)，行車后很容易留下車轍，這些永久性帶狀凹槽使得路面的平整性降低。導(dǎo)致車轍出現(xiàn)既有外在因素外，還有內(nèi)在因素，例如瀝青混合料配比不合理會(huì)降低路面強(qiáng)度，在承受外力作用后路面很容易出現(xiàn)車轍。此外，路面缺少養(yǎng)護(hù)也會(huì)出現(xiàn)車轍，特別是在高溫炎熱的夏季，需要經(jīng)常性灑水降溫，以此來緩解高溫對(duì)路面造成的影響，從而降低車轍病害，提升路面的穩(wěn)定，由于車轍病害有著不確定性，所以應(yīng)該從增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度入手，不斷推進(jìn)路面結(jié)構(gòu)的研究，盡可能提升路面強(qiáng)度，降低車轍影響。

2.3 翻漿病害

路面出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象通常都是因?yàn)闅鉁刈兓瘜?dǎo)致的。特別是在冬天氣溫降低的環(huán)境下，路面結(jié)構(gòu)中的毛細(xì)水和薄膜水出現(xiàn)凍結(jié)，若存在著整體性凍結(jié)問題，在凍結(jié)線下層結(jié)構(gòu)中積存的毛細(xì)水和薄膜水則會(huì)上升到凍結(jié)線處，在低溫作用下凝結(jié)成冰晶體聚冰層，而且在溫度持續(xù)降低的過程中，凍結(jié)線下移，將會(huì)導(dǎo)致深處的毛細(xì)水出現(xiàn)凍結(jié)，從而形成聚冰層。此外，有時(shí)路基土體如果出現(xiàn)不均勻凍脹現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)上升，進(jìn)而引發(fā)凍脹裂縫問題。等到氣溫回升之后，這些冰潔的冰晶開始出現(xiàn)融化，融化過程導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)受力出現(xiàn)差異，進(jìn)而出現(xiàn)路面翻漿病害。

3 市政道路路面病害預(yù)防方法

想要延長(zhǎng)市政道路壽命不僅要合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，還要做好施工、養(yǎng)護(hù)等工作，通過體系化的防控方法才能保障路面的穩(wěn)定性，進(jìn)而使得市政道路的價(jià)值得到發(fā)揮，給人們提供更好的出行體驗(yàn)。

3.1 裂縫與車轍防控方法

通過調(diào)整瀝青混合料能夠改變路面強(qiáng)度，所以盡量以高低溫性能好，受溫度變化影響低的瀝青混料為主，在設(shè)計(jì)混料結(jié)構(gòu)時(shí)，可以選擇特定的改性劑加入到瀝青中，進(jìn)而將路面的性能指標(biāo)提升。選擇改性瀝青材料能提升路面耐久性，這種類型的瀝青具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，能夠延長(zhǎng)道路壽命，同時(shí)降低道路病害影響，提升了日常養(yǎng)護(hù)的效率。此外，在選擇骨料時(shí)主要以表面粗糙的材料為主，這類材料能夠與瀝青更好的黏附在一起，如果骨料呈酸性應(yīng)該在其中添加石灰粉以此來提升骨料性能。在設(shè)計(jì)混合料級(jí)配時(shí)，應(yīng)該保障瀝青混合料結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，降低結(jié)構(gòu)變?nèi)鯉淼膹?qiáng)度影響。

3.2 路面翻漿預(yù)防方法

第一，按照道路等級(jí)，科學(xué)地選擇面層類型。如果路面設(shè)計(jì)主要以二層或三層面層為主，要保障其中一層密級(jí)采用更高的標(biāo)準(zhǔn)。如果各層類型主要以瀝青碎石為主，那么在設(shè)計(jì)基層時(shí)需要設(shè)置下封層；第二，如果路面的空隙率較大，很容易出現(xiàn)滲水問題，此時(shí)要將內(nèi)積水防控考慮在內(nèi)，采用不易積水結(jié)構(gòu)；第三，借助于石灰土、石灰碎石等進(jìn)行基層填充，能夠提升路面滲水性能，同時(shí)也可以防止路面出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象；第四，可以借助于瀝青、瀝青氈紙、瀝青土、塑料布等進(jìn)行隔離層設(shè)置，防止水分滲透到路面中，或者選擇反濾層礫石進(jìn)行隔離層的設(shè)計(jì)也可以實(shí)現(xiàn)防水，這種結(jié)構(gòu)對(duì)于防控地下水上升有著重要作用；第五，借助于碎磚、爐渣、泥炭等作隔溫層也能提升路面性能，這樣能夠解決路基凍結(jié)線下移導(dǎo)致深層路基出現(xiàn)凍層的問題。此外，借助于顆粒均勻礫石進(jìn)行導(dǎo)溫層處理，能夠防止土體迅速凍結(jié)，降低聚冰層帶來的影響。

4 結(jié)束語

總而言之，市政道路設(shè)計(jì)十分重要，為了保證市政道路質(zhì)量，使得城市發(fā)展變得更加快速，市政道路設(shè)計(jì)企業(yè)需要分析市政道路路面常見的病害問題，切實(shí)做好路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)防死守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)地控制施工質(zhì)量，通過更多針對(duì)性強(qiáng)的方法防止各類路面病害發(fā)生，確保市政工程施工的合理性。