城市道路路面結構設計原則及要點分析

王 繼

（菏澤市公路規劃設計院，山東 菏澤 274000）

0 引言

在城市規模不斷擴大以及城市人口數量不斷增加的情況下，對于城市交通容量的要求提出了更為嚴峻的挑戰。城市道路作為城市交通出行的重要保障，直接關系到了市民出行和物資運輸的安全性與順暢性。路面結構設計作為城市道路工程建設的重要環節，其設計方案的合理性直接關系到路面結構施工的質量、安全、成本和效益。由于城市道路的規模大、復雜程度高、重要性強，在路面結構的設計環節必須要考慮到后期施工及使用過程中的問題，進一步優化路面結構設計方案，提高設計水平，積累設計經驗，減少城市道路路面結構設計缺陷，確保城市道路工程路面施工的有序開展和道路工程建設效果。本文就城市道路路面結構設計的原則及要點進行分析，以供相關設計和施工技術人員參考。

1 城市道路路面結構設計原則

在城市道路路面結構設計中，不但要基于城市道路的實際情況，做好全面細致的勘察調研工作，還需要加強對新技術、新材料及新工藝的廣泛研究，學習業內的先進經驗，促進城市道路路面結構設計的創新，通過提高設計方案的科學性和合理性為后續的路面結構施工做好充分準備，進而提高城市道路工程建設的整體水平。具體而言，城市道路路面結構設計應當遵循“總體設計，節能減排，多方配合，靈活選材”。

1.1 結合施工要求，重視總體設計

路面結構設計作為城市道路建設的重要環節，其設計工作必須要綜合考慮城市道路的整體實施思路，從全局角度考慮設計方案、施工技術的可行性，做好全面細致的勘察調研工作，獲取詳實準確的數據信息，從經濟適用的角度進行路面結構設計，盡可能減少路面結構設計方案中的問題和缺陷，為后續的施工打好基礎。設計之初不僅要考慮城市文化因素，還要考慮后期施工的難度、施工質量及施工成本控制等，綜合分析城市道路工程所在區域的地理位置、周邊環境、氣候條件及交通流量，合理選擇施工材料及技術，與施工單位進行充分的技術交流，共同探討設計方案的合理性與可行性，對設計方案進行不斷的優化調整，從總體上滿足城市道路建設的實際要求。

1.2 加強理論分析，注重節能減排

城市道路路面結構設計的專業性強，為了提高設計方案的合理性，確保路面結構施工的質量和安全，還需要從力學原理的角度出發，對路面結構的穩定性和承載力進行精準的測算，避免資源浪費，確保城市道路工程路面結構施工的安全性，減少質量和安全隱患，為行車安全提供強有力的支撐[1]。設計中要遵循國家節能減排的要求，選擇安全可靠、綠色環保的優質材料，通過優化路面結構設計減少建筑材料的浪費，降低路面結構施工對周邊環境造成的污染和破壞，對潛在的質量和安全隱患制定相應的防范措施，優化資源配置，提高資源利用率，本著節能環保的設計原則減少浪費、控制成本，提高城市道路工程的經濟效益、社會效益及環保效益。

1.3 科學編制方案，強化多方配合

在路面結構設計環節還需要考慮城市道路工程整體的造價，合理的把控設計施工成本，科學地編制工程預算，與施工單位做好配合，避免因設計方案不合理造成后期施工中的成本超支現象。城市道路路面結構設計需要多方的參與，在路面結構設計環節需要組織工程建設單位、施工單位、監理單位及有關部門就設計方案進行深入的技術討論，提出設計方案中的不合理之處，加強技術交底，優化資源配置，合理進行分工，為后期路面結構施工建設做好充分準備。

1.4 考慮施工條件，靈活選用材料

在路面結構設計當中，路面結構層的材料對于路面結構的性能影響重大，尤其是對于一些地理位置比較偏遠、地質結構比較復雜、氣候多變的地區，在路面結構的選材環節必須要考慮后期路面投入使用的安全性及使用壽命。在目前的城市道路工程中比較常用的材料包括了瀝青混凝土和瀝青碎石兩類，但是在道路施工技術不斷發展的背景下，大量先進的新材料被廣泛應用到了路面結構施工當中，也使得很多地區的路面結構施工應用了瀝青混合材料，例如多孔隙瀝青混凝土與傳統的瀝青混凝土相比強度更高、承載力更強，可以顯著提高路面結構的性能。在路面結構設計當中需要綜合考慮不同材料的優缺點，并結合城市道路工程的造價進行靈活的選材，在成本可控的范圍內提高設計方案的合理性，為路面結構施工奠定良好基礎。

2 城市道路路面結構設計要點

由于路面結構設計方案的重要性，在設計環節必須要加強重視，做好充分的準備工作，對施工及后期使用中可能遇到的問題進行提前的防范和處理，提高設計水平，做好施工保障。

2.1 路面縱向設計要點

在對城市道路工程路面結構進行縱向設計時，需要合理地設計道路縱向交接區域的路面結構，保障土方挖掘和回填施工的質量，采取分層壓實的處理技術保障路基路面良好的透水性能，避免路面積水下滲引起路面及路基結構不穩；沿縱向交接區的路面結構應當采用格柵設計方式，提高回填土壤的粘合度，減少路面縱向滑坡和路面沉降的發生幾率，保障城市道路路面結構的穩定性。

2.2 路面結構層設計要點

城市道路工程的路面結構分為三層，其中與車輛直接接觸的上層結構在車輛反復的碾壓以及外界環境的侵蝕下容易發生路面裂縫及沉降等病害，因此對于抗壓性和耐磨性的要求較高，而中下層由于深埋于地下，與地基結構相連，受地下水文及土壤土質等的影響，對于抗裂性的要求較高。在道路路面結構設計當中需要考慮到不同結構層的性能要求，采取相應的設計方案；同時，在路面結構設計當中，主干道和次要道路所承受的荷載不同，對于性能的要求也有所差異，設計當中也需要考慮到后期使用過程中車輛的碾壓對于路面結構所造成的影響，主干道的路面結構設計必須要具備良好的強度和承載力，選擇強度高、抗壓性強、耐磨性強的承壓材料，而車流量較少的次要道路，則可以綜合考慮設計施工和維護成本，在最上層采用強度高的承壓材料，中下層按照國家要求進行一般設計即可滿足使用需求。此外，在路面結構設計當中還需要考慮到不同地區的環境和氣候對于路面結構的影響，在潮濕多雨的南方地區重點關注路面排水設計，而在氣候較為寒冷的北方地區則需要注意路面結構的防凍處理，以免對因環境及氣候原因造成路面結構的病害。

城市道路路面結構的設計環節，必須要考慮后期使用過程中路面結構常見的病害問題，通過合理的防范措施優化設計方案，降低各類病害的發生幾率。具體而言，在路面結構設計中需要做好以下四個方面的處理：

（1）對道路路面結構的車流量及荷載情況進行準確的測算，在設計方案中確保路面的承重能力及摩阻損失能夠滿足后期路面行車的荷載要求；

（2）針對道路的車流量以及荷載情況選擇適合的路面結構材料，尤其是需要考慮路面底層材料的耐久性及抗壓性，盡可能延長路面結構的使用壽命；

（3）在路面結構設計中還需要根據施工所在區域的環境合理進行選材，通過積極應用新型節能環保材料優化路面結構的性能，把控施工成本，提高施工質量；

（4）在路面結構設計工作中需要從實用性的角度出發考慮到后期使用的問題，合理選擇柔性或剛性的設計方案。這是由于不同性質的道路工程對于路面結構層的設計要求也存在著一定的差異，例如瀝青混凝土路面屬于柔性路面，如果路面結構的材料選擇不合理在長期使用過程中受荷載因素及環境因素影響容易引起路面沉降、變形、裂縫等病害，針對這一問題可以通過半剛性底基層的設計方案提高路面結構的承載力，可以對路面結構的病害進行有效的防范[2]。

2.3 路面排水系統設計要點

路面排水設計是城市道路路面結構設計中的重要環節，對于路面結構的安全穩定性起到了至關重要的作用。路面積水是引起路面結構病害的常見原因，路面積水如果不能及時排出，積水下滲會引起路基結構的穩定性降低，道路的承載力下降，從而造成路面沉降、變形等問題，給車輛通行埋下一定的安全隱患。在傳統的路面結構設計施工中，一般是使用不透水的水泥混凝土或瀝青混凝土作為路面排水的材料，在建筑部門頒布的《透水瀝青混凝土技術規程》和《透水磚路面技術規程》中明確規定了城市道路路面結構的透水及抗滑要求[3]。在路面結構設計當中必須要加強對路面排水設計的重視，嚴格按照規定進行排水系統的設計；同時，在路面排水設計中還需要全面細致的考察道路所在區域的地下水文及排水管網的分布情況，在設計和施工過程中注意保護地下設施，避免破壞地下水系統；此外，在路面排水設計中還需要合理地設計排水槽及雨污水收集設施，以便于在多雨季節及時排出路面積水，確保行車安全。

2.4 主線行車道設計要點

主線行車道是目前城市道路建設的核心環節，對于整個城市道路建設的質量影響重大。在進行主線行車道的設計過程中需要綜合考慮城市道路工程的實用需求，將混合性能材料廣泛的應用到主線行車道的設計和施工當中。尤其是在我國交通事業快速發展的背景下，城市道路所承載的車流量和荷載不斷增加，新型材料的使用可以最大限度地優化路面結構性能，降低車輛反復碾壓對于路面結構造成的影響，延長主線行車道的使用壽命。在目前的路面結構施工中，水泥混凝土和瀝青混凝土仍舊是比較常見的主線行車道的路面施工材料，在主線行車道的路面設計方案中，需要考慮后期施工的質量問題，并且在瀝青混凝土結構層中應用應力吸收膜也可以降低路面病害的發生幾率，提高路面結構的強度。

2.5 改建道路路面結構設計要點

（1）在改建道路路面結構設計時需要考慮到原有的路面結構以及道路改建的具體要求，將道路工程劃分為基底和基層兩大部分，根據實際的功能需求合理地設計基底和基層的厚度；

（2）改建道路必須要在原有道路的基礎上提高路面結構的穩定性和承載力，延長道路的使用壽命，在路面結構設計時可以通過優化設計方案、改進施工材料、增加路面厚度等方式達到優化路面結構性能的目的；

（3）在很多需要改建的道路工程中，路面的排水問題都是引發路面結構病害的重要因素，因此改建設計必須注意優化排水功能：一方面要對改建道路所在區域的周邊環境、氣候、降水等情況進行全面的勘察，結合實地勘察測量的數據準確的計算路面邊溝的尺寸和邊溝的設計施工方案，通過對路面結構的透水性能、儲水性能、蒸發能力和滲透能力進行合理的把握，填平原有路面的集水坑，優化路面排水系統；另一方面還可以在路面結構排水設計中砌筑邊溝，通過邊溝及時排出路面積水，減少雨水對路面的侵蝕，合理的設計泄水槽，避免積水下滲；

（4）對路床、臺背及特殊地基進行優化處理：首先，填方工程可以選擇土粉細砂混合細粒土進行路基的填補，提高路基填筑的質量，保障路基結構的穩固；其次，結合實際的土樣測試數據優化回填設計方案，提升路面結構的荷載力和強度，并在科學測量路面強度后再進行后續施工[4]；再次，還可以利用土工格柵加石灰土的方式對路面進行加固，通過這樣的方式可以大大提高路面結構的穩定性，提升路面強度，保障路面的荷載能力。

3 結束語

城市道路路面結構設計的水平直接關系到了后期路面施工及道路使用的安全性，在路面結構設計當中需要綜合考慮道路的設計方案和施工要求，全面勘察現場環境，加強對新技術和新材料的應用，做好設計單位與施工單位的技術交流，嚴格遵循設計原則，把握設計要點，提高設計方案的科學合理性，為道路工程路面施工打好基礎。