淺談道路路面及其路基設(shè)計

李秀紅

【摘要】路基及其路面一直是道路設(shè)計的重點(diǎn)，本文通過結(jié)合筆者從事市政道路設(shè)計實(shí)踐總結(jié)，歸納了路面及其路基設(shè)計原則及標(biāo)準(zhǔn)，從多方案對比論證來探討路面及其路基設(shè)計可優(yōu)選的方案，從而保證路基設(shè)計的安全合理。

【關(guān)鍵詞】市政道路設(shè)計；路面設(shè)計；路基排水；路面結(jié)構(gòu)

1、引言

對于道路的路面及其路基設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)道路使用要求及沿線氣候、水文、地質(zhì)等自然條件、施工條件、材料來源，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗進(jìn)行路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合設(shè)計。本著技術(shù)先進(jìn)、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行路面設(shè)計。

2、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ003-86），設(shè)計市政道路位于Ⅳ7（華南沿海臺風(fēng)區(qū)）。路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)，計算路面結(jié)構(gòu)厚度。路面設(shè)計采用以雙輪組單軸軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。瀝青混凝土路面設(shè)計使用年限15年，水泥混凝土路面設(shè)計使用年限30年。

2.2路面類型比選論證

市政道路常用的路面結(jié)構(gòu)類型有兩種，即水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面。選擇何種路面類型，應(yīng)從使用要求、交通量大小及組成、當(dāng)?shù)氐臍夂蚝妥匀画h(huán)境、路基條件、材料供應(yīng)、施工及維修養(yǎng)護(hù)水平、資金籌措、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行綜合分析比較后作出抉擇。

（1）從路面的技術(shù)適應(yīng)性（結(jié)構(gòu)功能）進(jìn)行比較。瀝青混凝土路面顯著特點(diǎn)是抗變形能力強(qiáng)，荷載應(yīng)力大部分由基層承擔(dān)，路面結(jié)構(gòu)對土基性狀（土基模量）的改變極其敏感，對集料的要求很嚴(yán)格。水泥混凝土路面最顯著的特點(diǎn)是剛性大，有良好的抗疲勞性、較高的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度及抗磨耗能力，其承載力大，穩(wěn)定性好；但板體對于超載所引起的反映特別敏感，一旦載重超過極限，則路面板發(fā)生斷裂，同時在板角會產(chǎn)生應(yīng)力集中，極容易產(chǎn)生斷板現(xiàn)象；水泥混凝土路面在使用中后期，路面防滲水能力差，降水通過板縫下滲到基層、土基，使基層發(fā)生唧泥，使土基軟化失去承載力，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層提前破壞。

本路段沿線土（巖）性主要為白云巖、砂巖、灰?guī)r，這種巖石風(fēng)化后多為砂性土（或土質(zhì)砂），其滲透性強(qiáng)，壓實(shí)性好，不存在大范圍的不良土質(zhì)，這對兩種路面結(jié)構(gòu)均有利。由于氣候條件的原因，瀝青混凝土路面可能出現(xiàn)高溫車轍、低溫縮裂、坑槽水損害等病害，而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)板底脫空、唧泥、沖刷基層、面板彎曲等病害；同時本路段交通量中、大貨及大客車型所占比例較大，在這類重軸載車長期作用下而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)裂縫、斷板等病害。

（2）從路面使用性能（表面功能）進(jìn)行比較。路面平整度對路面的使用性能影響最大，它直接影響車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性和駕駛?cè)藛T的舒適性；路面平整度不良還會增加車輛的運(yùn)行費(fèi)用，加速路面損壞。瀝青路面剛度低，有較好的減振和吸收能量效果，因此瀝青路面具有很好的平整度（即使路面破壞后平整度易于修復(fù)），行車平穩(wěn)、舒適，噪音小，但路面泛油和石料磨光后易造成抗滑性能下降。水泥混凝土路面夜間行車誘導(dǎo)視線良好，但剛性大，減振性能差，行車舒適性差，噪音污染大，路面磨損后抗滑性能大大降低而影響行車安全，恢復(fù)路面的抗滑性能困難。且水泥混凝土路面修復(fù)較瀝青路面困難。

（3）從施工技術(shù)與質(zhì)量控制水平對路面結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行比較。瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求建設(shè)單位配置先進(jìn)的施工設(shè)備，達(dá)到較高的施工技術(shù)水平和質(zhì)量控制水平，兩類路面的優(yōu)點(diǎn)都必須在高質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮。

（4）從生態(tài)平衡與環(huán)保效應(yīng)進(jìn)行比較。在相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下，汽車行駛在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面上的排氣污染情況無大的差別，但是水泥混凝土路面的噪聲污染明顯高于瀝青混凝土路面。

（5）從經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較。根據(jù)市政道路建設(shè)經(jīng)驗和資料研究表明，單純從建設(shè)和使用養(yǎng)護(hù)來比較，水泥混凝土路面總費(fèi)用現(xiàn)值略優(yōu)于瀝青混凝土路面總費(fèi)用現(xiàn)值。但考慮到整個社會效益，瀝青混凝土路面的社會效應(yīng)要優(yōu)于水泥混凝土路面的社會效應(yīng)。

綜合以上的比較分析，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗等方面綜合分析，全線除收費(fèi)站采用水泥混凝土路面外，其它采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。

2.3路面結(jié)構(gòu)層方案比選論證

（1）采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）和細(xì)粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）上面層的比較論證。SMA路面較改性瀝青混凝土路面在抗壓強(qiáng)度、耐高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性、抗滑能力、平整度和抵抗收縮變形的能力等路用性能上要好，但SMA路面對原材料質(zhì)量技術(shù)要求高，對施工工藝要求也高，價格相對要高，對應(yīng)本路段交通量不大的情況下性價比不高。通過多條市政道路的經(jīng)驗總結(jié)，新的瀝青路面設(shè)計規(guī)范對細(xì)粒式改性瀝青混凝土的級配作了改進(jìn)，對防止瀝青混凝土早期破損起到了很好的作用。如果對瀝青進(jìn)行改性，改性瀝青混凝土路面的路用性能會有較大的提高，造價也要稍高。綜上所述，推薦4cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）作為上面層。

（2）6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C）中面層。中面層應(yīng)具有高溫抗車轍、抗剪切、密實(shí)、基本不透水的性能。總結(jié)廣東地區(qū)多條市政道路建設(shè)經(jīng)驗，使用中粒式瀝青混凝土（AC-20C）完全能滿足中面層的功能要求。

（3）8cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）下面層。下面層應(yīng)具有高溫抗車轍、抗剪切、密實(shí)、基本不透水、耐疲勞開裂的性能?？偨Y(jié)廣東地區(qū)多條市政道路建設(shè)經(jīng)驗，使用粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）完全能滿足下面層的功能要求。

3、市政工程中路基與路面中排水系統(tǒng)的設(shè)計與防護(hù)措施

市政道路路基與路面中的排水系統(tǒng)，在設(shè)計時要考慮到工程的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，除了一些必要路段以外，其它路段的排水系統(tǒng)基本都采用自然的漫流，在設(shè)計的時候，要讓排水系統(tǒng)不僅可以滿足工程本身對排水的要求，同時，還要考慮到能否與整個市政工程的排水系統(tǒng)組成一個完整的體系。在對道路的路基排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃時，要縱觀全局考慮工程的施工特點(diǎn)，對排水系統(tǒng)進(jìn)行一個合理的整體布局，盡量少占用農(nóng)田，不占用經(jīng)濟(jì)用田。另外，還要結(jié)合道路建設(shè)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，地質(zhì)、地貌以及水文特點(diǎn)等，使排灌系統(tǒng)與道路建設(shè)的周圍環(huán)境相適宜，重視對自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，防止因為工程施工而引起的水源污染和水土流失等現(xiàn)象的發(fā)生。對于本工程來說，由于道路的路線處于平原地區(qū)，在地形方面，它的自然坡度比較平緩，結(jié)合道路沿線的一些河流、溝渠可以將一些水盡量就近排到溝渠中，針對一些排水不暢的地段，設(shè)置一些蒸發(fā)池來幫助排水工作有效的實(shí)施。市政道路建設(shè)中的路面排水工程，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，降水量以及地形地貌的特殊性，來對路面的排水設(shè)施進(jìn)行合理、科學(xué)的布置，進(jìn)而確保路基、路面的穩(wěn)定，使車輛可以在路面上安全的行駛，同時，也最大限度上保障排水的暢通。

綜上所述，要想提升市政道路基及其路面建設(shè)的整體質(zhì)量，就需要建設(shè)單位的建設(shè)工作要做到深入、有效，工程設(shè)計的時效性要得以保證、施工企業(yè)的管理工作要到位。除此之外，還需要相關(guān)的政府部門要確立路基及其路面設(shè)計的合理化和工程施工的標(biāo)準(zhǔn)化，只有各方共同努力，才能使市政道路的建設(shè)取得良好的效果。

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