市政道路路面結構設計及病害防治措施

程斌

（梧州市城鄉建設規劃設計院，廣西 梧州 543000）

0 引言

城市的美觀度和吸引度，多多少少都受城市道路通暢度和美觀度的影響，每個美麗城市的建設上必不可少的就是注重城市道路的設計、安全和建設。在城市化路網的不斷推進之下，傳統的市政道路逐漸被優化，市政道路的建設項目也不斷增加。本文從市政道路的路面結構的結構層組合、材料、厚度、功能設計和道路施工材料等方面入手。在道路病害方面，提出幾種策略去延長道路的使用周期，減少因為維修對日常生活造成影響[1]。

1 市政道路路面的結構設計

1.1 道路結構層的組合設計

在道路規劃中，重點在于在實際投入后，公路的利用狀況是否具有可操作性。在道路設計中，必須考慮到周邊環境的影響，并結合城市道路的特點和需求，采取不同的結構層間組合設計。在城市道路上，瀝青混合料是一種特殊的柔軟材料，既有優點，也有缺點，在施工的時候，要注意的是結構的選擇。城市道路結構層的設計若不合理，會造成路面損壞，從而誘發公路病害。在設計路面時，應充分考慮到路面所需要的交通量。在設計的時候，要根據路面的厚度、種類等情況以及路面的承載力，選用不同的材料，保證路面的正常行駛[2]。

1.2 道路結構層的材料設計

在對市政道路的路面設計要有全局性的觀念。根據其實際情況，設計出最優方案。在大多數道路設計情況之下，都要在市政道路工程的項目之中實現經濟效益最大化的結果。在道路結構層的材料設計方面選用價格適中的材料，但是沒有考慮實際的路基路面施工會受其材料的限制，因為適中材料的功能有效，會大大限制道路建設的質量的提升。因此，在道路材料設計的過程之中，要根據道路的質量情況和使用年限來進行經濟效益最大化設計更為科學的方案，在此方案之中能夠明確道路的最高要求，并全面優化道路材料的使用方案。

在選用市政道路面層或結構層中所需要材料時，市政人員要根據現場的實際狀況進行選擇。因此，可選用普通瀝青混凝土、瀝青瓦礫，或選用較新型的多孔瀝青混凝土材料對部分城市道路面進行澆筑，或選擇不同的瀝青混凝土材料進行城市道路路面設計。在實際建設中，市政單位要著重考慮道路要求，正確測算道路壓力，并選用具備較好耐壓性能的建筑材料。對受壓性能不好的混凝土表面層，可采用添加防銹劑來強化道路，以達到承受荷載的需要。

1.3 道路結構層的厚度設計

道路設計不僅要考慮以上兩個設計方案，也要考慮道路的厚度設計，厚度的不合理設計極有可能造成工程項目的總價上升。在道路設計之中要進行有限元計算的考量，根據道路路面的受力情況提供良好的數據基礎設計道路結構層厚度問題。在道路結構層的厚度設計之中對其厚度的結構分析，保障其內部荷載力能夠符合使用的需求。以免因為厚度的選擇問題導致柔性面層增加車轍病害的出現風險，厚度過小的同時也會導致路面結構的受力分布不均勻，從而使路面的病害問題加重[3]。

1.4 路面結構的功能設計

在道路結構方面還存在功能層設計，在剪應力打的區域需要設計粘層來增加層次之間的黏力。在地下水較高的地域在道路路面的設計中設置防水層來保障基層毛細水不會出現上升影響道路的內部結構。在反射裂縫多的區域另外設置應力吸收層，減少裂縫對于道路路面的損害。

1.5 結構層組合設計

路基構造一般按照工程特點分成地面、路基等幾個階段。技術人員可以按照各種工程建設要求進行組合設計。車輪對道路產生不同范圍的沖擊且為矩形，壓力大載荷小，因而工程技術人員可以根據道路設計中的交通量和過載量，同時對過載的軸載量加以控制，使之在30MPa～40MPa。另外，又因與道路設計中的強度關系直接，因此市政府有關主管部門應當重視設計參數，并確定其價值的合理性，以防止因其價值過高而削弱整體結構的安全性。

2 目前常見的市政道路路面病害

在市政道路建設的過程中，往往雨季建設施工道路，對施工要求更高，施工困難更大，在施工的過程中，更容易出現偏差。在正常的施工條件下，市政道路建設施工后，也會出現由于雨季導致的路面積水、路面塌陷、路面裂痕等狀況。在市政道路建設的過程中，一些施工單位沒有考慮到上述問題。只考慮到施工項目的美觀性和實用性，卻對道路建設施工使用運行后，所出現的一些問題沒有進行預判性。導致路面，會出現一些潛在的問題及病害。因此，在今后的市政道路建設中，為了確保道路質量，高效的道路運行。必須累積日常建設施工中，存在的問題，有針對性地進行分析，確保合理的、有效的、有質的，建設施工方案落地[4]。

2.1 路面一般性的損壞

一直以來路面中，常常因為路面積水、裂痕、塌陷一系列的問題，影響行人行走、車輛行駛乃至路面清潔等，更嚴重的會導致安全事故的發生。那么就要對不同的路面建設中材料的分析。路面大面積積水，在經過重型汽車的碾壓，會導致防水層滲水。防水層滲水后，會導致路面坑坑洼洼，局部有裂痕，基礎面層結構遭到嚴重破壞，松垮甚至成粉末狀。

2.1.1 車轍

在行車過程中，道路也會不斷遭受影響，在不斷累積中就會產生永遠凹槽現象，即為車轍。而瀝青等級、溫度、混合比，以及道路荷載等都是產生車轍的重要因素，但同時由于施工中壓實操作不規律，在后期使用時也容易出現車轍。因為瀝青及混合材料之間存在著一定的黏性、流動性，且由于車輪不斷轉動而使溫度增加，故易于形成橫向剪切流，進而產生車轍。此外，若澆注時瀝青的濃度過高，則粘性減弱，加之細材及礦粉混入含量超標時，更會形成不同深度的車轍。

2.1.2 裂縫

縱向裂縫一般指由于在混凝土表面層擴散對焊縫的處理不當，產生帶有縱向特點的裂縫。另外，一旦道路壓實不平衡，也容易產生下陷和開裂，通常發生在道路一半開挖一半填充的地方。裂縫按照其產生因素分兩類：①無壓力裂縫，如未及時處理，雨水澆筑時會對路面產生嚴重破壞；②壓力裂縫，大多因澆筑不規則、施工錯誤及超載造成，使得地基的拉應力超過了疲勞限度而造成裂縫產生[5]。

2.1.3 翻漿

當氣溫逐漸下降時，土壤中的薄膜水也會結冰。而當凍結線維持到一定深度后，土壤下層的薄膜水凝聚形成結冰線，從而產生多凍層，里面包含了相當數量的特定物體。此時，因凍結線的不斷減少，產生了更多冰沉積物，造成路基土凍脹，路面升溫，并產生凍脹裂紋。再由于季節的不同，隨著氣溫增高，按照特定形狀從高處開始逐漸消融，道路中間的消融速率逐漸超過道路兩端，積聚了水分，對路面的承載力也開始逐漸減少，當路面被碾壓后，在裂隙中抽出泥土構成了翻漿的狀態。

2.2 路面排水系統不暢

一條質量好的道路，必須基于良好的路面排水系統的基礎上得以實施。一些路面的排水系統不好，直接影響雨季及惡劣天氣排水不暢引發的一系列的問題發生。最直接的問題，導致路面的積水。積水量的多少及排水的速度，直接影響道路的有效使用且形成了病害，嚴重損壞道路。

3 防治市政道路路面病害的有效措施

在道路建設施工前的各個環節中都要嚴格按照施工標準落實。一定要把在道路施工的過程中所涉及的季節、天氣以及地質因素充分的考慮到施工道路設計中，以便后續道路建設實施的過程中有據可依。

3.1 施工準備

在城市道路、路面建設前，要做好相關的準備工作，事先與設計單位溝通協調，并請專業的施工單位進行實地考察，并在一個地方進行檢測，以保證資料的一致性和精確度。通過橫向、縱向各5m 處的實測資料，進行對比分析，得出合理的瀝青路面厚度，為以后的施工做好準備。對建筑材料的選擇和采購進行嚴格的控制。首先要確定瀝青混合料的質量與性能是影響瀝青混合料性能的重要因素，從而為瀝青混合料的后期病害問題的發生奠定基礎。所以，在確定后，要根據不同的材質廠商在專家的指導下進行選擇，一方面要確保所用的材料具有相應的質量證書，嚴格地控制原料的比例和溫度；另一方面，通過貨比三家，在市場上挑選出具有較高性價比的廠商，并對其進行嚴格的抗壓強度檢測。對運送材料的車輛也要進行嚴格的處理，如防粘、隔熱處理等，并對速度進行嚴格的控制，以確保安全。在前期的層層檢查中，保證了后期的公路品質。

3.2 做好道路路面厚度設計工作

在市政道路路面厚度設計中會有很多的問題出現，在厚度中做文章，做好病害防治工作是至關重要的。往往道路路面厚度太薄就會產生塌陷問題，因此在相關設計時應做好測量工作，待一切準備工作就緒都符合施工要求時才可以根據路面選擇凝固性較好的材料，在一定溫度下進行鋪設工作。

3.2.1 防治車轍

在市政部門的車轍治理中，首先，要進行瀝青混料的質量控制，優質瀝青的蠟濃度少、高低溫特性強、黏度高、耐老化能力好；其次，按照設計要求和技術條件，可選擇采用幾種不同形式的改良劑以增加路面的性能指標。通過對混凝土材料的改造，可以提高路面的耐久性，既可防水，又具備一定的熱穩定性，從而大大延長了使用壽命，可以減少路面病害的出現，從而減少了后期的養護成本；最后，還應注重于混合料的防剝離性能，并減少骨材料的含水量，這樣就可以很有效地增加了混凝土的低溫度耐裂能力和高溫性能。

3.2.2 防治裂縫

當路面縫隙長度低于5mm，施工人員首先應徹底清除縫隙中的灰塵及碎屑物，在縫隙中預熱低黏性瀝青或乳化瀝青，并限制縫隙深度，同時鋪設粗砂，然后通過清理，夯實等作業進行修補。當縫隙長度超過5mm時，就必須首先清除縫隙，而后將細粒的混凝土材料注入縫隙，并選擇用瀝青砂填固。若土壤基層裂縫比較嚴重，施工人員可使用鋼筋設計方法進行表面的重建，以合理地預防和限制裂縫產生。一旦裂縫體積過大時，則根據土壤基層強度選用乳化瀝青或稀釋水泥封閉層，也可鋪設瀝青混料于裂縫處進行封閉層處理。

3.2.3 防治泛油

路面由于雨水的沖刷會導致原瀝青層的骨料從表面層剝落，進而產生大量游離瀝青層，在雨水的影響下開始轉移到地面上層，從而出現泛油的問題。一旦不及時處理，路面質量會逐步下降，坑洞情況加重。在治理過程中，要及時處理微泛油問題，同時在工程實踐中，施工者要重視原料的選用及后期使用的過程，制定并落實防范油政策，嚴格控制各項過程，以避免道路泛油現象的發生。

3.2.4 防治擁包

首先，在施工過程中，路面瀝青用量較大或細集料過多，容易出現擁包，因路基擁包體積增大，施工人員應檢查道路基層穩定性，但如果對穩定性影響不大，則可選用人工或機器有效剝離擁包，再利用熱瀝青完成對路面表面的重建。其次，當地基含水率較高時，會發生與土體表面的粘附性差，或在荷載作用下發生不同程度的擁包問題。為了防止這種情況，首先要把所有的土堆都挖出來，讓水分充分晾曬，然后才能進行鋪裝，或者用防水性能很好的材料來代替變形的基層。最后，若在施工過程中，因疏忽而向道路上撒下瀝青，造成擁包，則由施工人員清除，無須多加處理。

3.3 完善排水系統設計

在市政道路建設施工的前期的設計環節中，排水系統的設計需要有大數據的支持、合理的設計及辯證，根據不同的環境區域，地勢、地質和城市的季節性。還要考慮到建設排水系統管網的材料、年限及質量。全方位的考量，模擬制定出，各種導致排水不暢的案例，找到解決辦法，完善排水系統的設計，以便于日后市政建設道路的使用運行中，避免或減少一些問題的出現。

4 結語

對于城市發展，城市道路的通暢性以及路面的美觀性是影響城市影響力的重要因素。隨著現代化進程的加速，市政道路建設發展迅速，路面結構設計與病害防治工作需要引起重視，關乎市政道路整體建設效果。要注重對道路的材質的選擇，做好結構層的設計，加強對地形和環境的考慮，全方位地做好道路的預防和養護工作，從根源上為城市的發展打下堅實的基礎。