對市政道路路面結構設計和病害防治的研究嘗試

畢小勇，李俊龍

（荊州市城市規劃設計研究院，湖北 荊州 434000）

市政道路在新形勢下進行了技術升級，通過瀝青路面結構層次的合理選擇與設計來確保整個道路路面所具有的結構能夠承受設計的行車荷載，同時也可在多種自然因素下保證良好的使用性能，將市政道路路面的作用做到有效發揮，更是路面結構建設經濟化的技術支撐，可將市政道路的社會效益擴大化。為此，市政部門緊跟時代發展趨勢，結合民眾機動車持有量增加的情況，從道路承載力與安全性出發，優化道路路面的結構設計，提出科學的對策來規避多種不同的病害隱患，讓市政道路工程得以長效運行，給交通和運輸帶來優質服務。

1 市政道路路面結構設計

1.1 結構層材料挑選

在對市政道路路面結構層所需的材料進行挑選時，市政部門應結合當地的實際情況來完成，例如，可選用傳統的瀝青混凝土，配以瀝青碎石的方式，亦或者在部分市政道路建設中選用新型多孔隙瀝青混凝土，將不同的瀝青混合材料用于道路路面結構的設計。在實際施工中，市政部門要重點考慮交通的需求，對行車壓力進行精準計算，選用承壓能力強的材料。對于承壓效果不理想的瀝青面層，可通過抗車轍劑的添加對路面進行強化，使之滿足承壓力的需求。

1.2 結構層厚度設計

市政部門對路面結構層厚度進行設計時，要對荷載應力做到科學計算，通過三維空間有限元分析法將所得數據轉換為圖紙的方式供設計人員進行參考，例如，需對路面結構層的厚度參數進行獲取時，只需通過圖紙的查閱即可完成。待設計人員獲得所需數據后，可以結合道路建設的需求，依托細致化的計算流程來確定結構層的厚度，避免因計算失誤而使結構層過厚，減少資金的投入量，也可避免因過薄而缺失安全性，故應重視厚度的計算，讓路面厚度合適，提升使用中的可靠性。

1.3 結構層組合設計

路面結構根據其功能可分為多個層面，例如面層、路基等，技術人員可根據各層面的建設需求來完成組合式設計。因輪胎給路面帶來了不同程度的摩擦力且呈現出長方形，若荷載大則印跡明顯，荷載小則反之，故技術人員可結合交通量與超載間的聯系進行路面設計，同時對超載標準軸載的次數做到考慮，將路基設計模量控制在30～40兆帕內。除此之外，市政部門應重視設計參數，因其與路面結構所具有的強度之間有著較為直接的聯系，應保證其取值的合理性，避免因取值高而減少整體結構的可靠度。

2 市政道路路面的病害分析

2.1 車轍的形成

在行車中，道路路面會受到荷載的反復作用，在不斷累積下形成永久性的凹槽，即車轍。瀝青等級、環境溫度、混合料配比及交通荷載等均是出現車轍的原因，還包括施工中壓實操作的不規范，也會在后續使用中形成車轍。因瀝青混合料具有一定的黏滯流動性，而車輪反復碾壓使溫度上升，易產生橫向性的剪切流動，繼而形成車轍。除此之外，若施工中瀝青總含量偏多，則會使之稠度下降，加之細料過多或礦粉摻量超標，也易產生不同程度的車轍。

2.2 裂縫的出現

縱向裂縫多因分幅攤鋪瀝青面層時沒有處理好接縫位置，當受到荷載作用則形成有著縱向特點的裂縫，同時若路基壓實度不夠均勻，會出現沉降而形成裂縫，并且多發于半填半挖的路基位置。

橫向車轍根據其形成原因分為兩種：一是非荷載性裂縫，有基層反射和瀝青面層收縮性裂縫之分，若不及時進行科學處理，則會在灌入雨水后給道路帶來嚴重性的破壞；二是荷載性裂縫，多由施工不規范、設計失誤或超載等引起，導致半剛性基層內的拉應力大于其所具有的疲勞度后出現開裂情況。

2.3 翻漿的情況

在氣溫下降時，土體內的薄膜水被凍結，當凍結線在某一深度停留時，位于下層未凍結的薄膜水會向凍結線聚集，繼而因凍結形成聚冰層，其中含有一定量的冰晶體。此時，凍結線會向下推移并在停留時不斷形成聚冰層，繼而導致路基土體被凍脹，路面也因此被抬高而形成凍脹裂縫。隨著季節變化，待氣溫回升之時，冰晶從上部開始融化，路基中部位置的融化速度大于兩側而形成凹槽，同時存積較多水分，道路承載能力開始下降，在行車荷載下路面被壓壞，從出現的裂縫中擠出泥漿，形成翻漿的情況。

3 市政道路路面病害防治對策

3.1 車轍的防治

市政部門在進行車轍的防治時，首先應對瀝青混合料做好控制，選用含蠟量低、高低溫性能強、黏度高且有著極強抗老性能的優質瀝青。其次，根據建設需求和經濟條件，可考慮摻加多種不同類型的改性劑，對道路路面的性能指標做到有針對性提升。通過改性瀝青來保證路面的耐久性，使之能夠抗滑，同時也具有一定的熱穩定性，將使用壽命做到極大程度延長，使道路病害的發生幾率減少，讓后續維保成本降低。最后，建筑企業應選用石質堅硬、有一定嵌擠作用且表面粗糙的骨料，使之與瀝青做到有效黏附。除此之外，還應重視混合料所具有的抗剝落性，將骨料含水量降低，使混合料的低溫抗裂性、高溫穩定性得到切實有效的提升。

3.2 裂縫的防治

若路面出現小于5mm的裂縫，施工人員應先將裂縫中的灰塵及雜物進行徹底清除，在裂縫中灌入已預熱的低稠度瀝青，亦或者是乳化瀝青，將灌入的深度控制在裂縫深度的2/3處，同時鋪撒粗砂，再進行掃勻，配以搗實操作來完成修補。若裂縫寬度大于5mm，也需先進行裂縫清理，再將細粒式混合料灌入其中，也可選用已拌好的瀝青砂填入并搗實。若土基出現較為嚴重的龜裂，施工人員可借助補強設計來完成面層的重做，對裂縫做到有效防治。若已出現網裂且面積較大時，應結合基層強度來選擇乳化瀝青來進行稀漿封層，也可在裂縫位置加鋪瀝青混合料做好封層處理。若出現反射性裂縫，應設計16cm的加鋪層避免該裂縫的擴展，也能夠減少荷載帶來的剪應力，再進行縱橫裂縫的修補，例如，將瀝青瑪蹄脂灌入裂縫，同時鋪設抗裂防水粘結膜，配以8cm厚的吸收層將下層裂縫釋放出的大部分應變能做到極大程度吸收，同時將半剛性基層所具有的溫度進行切實有效改善，避免不同程度的干縮、溫縮，減少裂縫的發生幾率。

3.3 泛油的防治

道路表面常會受到水的侵入，若長期滯留在瀝青層底部位置，同時受到荷載的重復作用、動壓水的沖刷等會使集料表面原有的瀝青膜逐層脫落，繼而形成自由瀝青，在受到水的作用下而開始向上部進行遷移，那么引發面層出現泛油情況。如果沒有進行及時治理，會使路面強度逐步降低，嚴重時出現不同程度的坑槽。在進行防治時，一是對輕微泛油情況進行定期觀察并對已有石子外露的部分做到簡單處理；二是按照坑槽修補的方式來應對水損壞而出現坑槽的情況。在實際操作中，施工人員應重視原材料選購、各環節施工、后續使用等過程，設計并實施防油措施，對各操作進行嚴控，減少路面泛油的情況。

3.4 擁包的防治

首先，在實際操作時，面層瀝青用量超標或細集料過于集中時易出現擁包的情況，同時，路面擁包面積增大，施工人員應對路面基層穩定性進行檢測，若穩定性并未受到太大影響，可選用人工或機械方式對路面出現的擁包進行有效去除，使擁包位置低于路面10mm，用熱瀝青層面完成面層的重做。其次，若基層含水量大，會與面層間出現結合不良的情況，在荷載下變形后出現不同程度擁包。在對該情況進行防治時，需挖出各擁包間相連位置的面層，使其中水分晾干再重做面層，亦或者借助水穩性極強材料將已變形的基層進行更換。再次，若施工時因失誤而將瀝青漏灑在路面而導致擁包的形成，施工人員將其進行卻除即可，無需過多操作。最后，因基層水穩性下降，基層松軟后形成擁包，施工人員必須完全挖除基層和面層，若遇到淤泥也應將其徹底挖除，繼而選用新料進行填入。除此之外，若地下水位高，施工人員應先通過科學手段將地下水引出，選用水穩性的材料進行加鋪，再進行重做面層的操作，將擁包做到有效防治。

4 結語

市政道路工程屬于基礎建設，因此市政部門要緊跟時代發展趨勢，加大管控的整體力度，使道路路面結構設計符合時代發展需求，使整個交通體系能夠長效且安全的運行。在實踐中，市政部門應從多角度考慮，結合道路承載的力負荷來做好路面結構設計，科學防治病害，延長道路使用壽命，從而為大眾提供優質服務。