城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

邢小濤

（廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司　廣東　廣州　510507）

城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

邢小濤

（廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司廣東廣州510507）

我國道路交通普遍采用傳統(tǒng)的瀝青混凝土來鋪設(shè)，然而隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市交通的壓力越來越大，傳統(tǒng)的瀝青混凝土道路已不能滿足交通發(fā)展的需求，城市道路路面設(shè)計(jì)需要不斷的完善才能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。本文以城市道路路面設(shè)計(jì)為對(duì)象，研究城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并分析公路瀝青路面設(shè)計(jì)和城市道路路面設(shè)計(jì)方面的差異。

城市道路；路面；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)

交通是影響城市發(fā)展的重要因素，并且城市的發(fā)展對(duì)道路交通的要求越來越高，道路交通要滿足交通量大、承載能力強(qiáng)、行車速度快等特點(diǎn)，就必須優(yōu)化城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的瀝青道路受溫度影響較大，容易出現(xiàn)破損狀態(tài)。因此在現(xiàn)在的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用在原有的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完善城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提高城市道路路面的質(zhì)量，延長道路的使用周期。

1　我國城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

近年來，伴隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，我國的城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，舊城鎮(zhèn)的再造，以及新城區(qū)的開發(fā)，使對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資與日俱增，城市道路建設(shè)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一項(xiàng)重要項(xiàng)目，其發(fā)展?fàn)顩r也越來越好，現(xiàn)如今，我國城市道路路面主要采用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐磨損且養(yǎng)護(hù)費(fèi)用小的混泥土路面，它能滿足城市交通交通量大、承載力強(qiáng)、行車速度快的要求。雖然我國城市交通道路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平也不斷的提高，但是在具體的工程建設(shè)的過程中仍有一些難以解決的問題。因而，要不斷分析城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特性，研究出更好的城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2　城市道路路面結(jié)構(gòu)調(diào)查

對(duì)城市道路路面結(jié)構(gòu)的調(diào)查要選擇具有代表性的路線和路段，并且選擇路線和路段的施工工程質(zhì)量要符合國家相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。選擇的路段有一定的使用年限，一般使用年限為三年的線路較為適合作為調(diào)查的對(duì)象[1]。選取路段的路基結(jié)構(gòu)、路段類型、路面結(jié)構(gòu)以及使用狀態(tài)應(yīng)該都不相同。根據(jù)選擇路段的基本情況，路段的基本結(jié)構(gòu)一般符合以下幾個(gè)特點(diǎn)：①不同地區(qū)城市道路的修建水平不同，一般表現(xiàn)為，地區(qū)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，城市道路修建水平越高。②不同地區(qū)城市路面結(jié)構(gòu)組合類型和采用結(jié)構(gòu)都不相同。③地基等級(jí)高的路段城市路面結(jié)構(gòu)的承載力一般較強(qiáng)。城市道路路面承載能力和使用性能受地基等級(jí)的影響較大，下面主要針對(duì)城市道路路面結(jié)構(gòu)地基調(diào)查中的地基等級(jí)這一特點(diǎn)展開分析。路面力學(xué)統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果顯示，城市道路路面回彈彎沉值很大程度上是由地基引起的。因而，對(duì)地基進(jìn)行科學(xué)的劃分，確保地基施工質(zhì)量，達(dá)到強(qiáng)化路面彎沉控制的目的，對(duì)城市道路路面建設(shè)具有重要意義。表1反映地基等級(jí)劃分與路面回彈、路面承載之間的關(guān)系。

表1　地基等級(jí)與路面回彈、承載之間的關(guān)系

3　城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

3.1城市道路路面結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)

在對(duì)城市道路路面進(jìn)行設(shè)計(jì)前，要先對(duì)路面結(jié)構(gòu)層施工材料進(jìn)行挑選，尤其要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，挑選適合地區(qū)地基結(jié)構(gòu)的材料。現(xiàn)如今，我國采用的路面結(jié)構(gòu)層材料主要有瀝青混泥土和瀝青碎石。但是隨著科技的進(jìn)步，一些地區(qū)已采用了更為優(yōu)良的瀝青混合材料，比如多空隙的瀝青混泥土，這種新型材料的抗壓能力更強(qiáng)，使城市道路路面設(shè)計(jì)的性能大大提高[2]。傳統(tǒng)的瀝青路面抗壓能力無法滿足日益增加的城市車流量，因而還可以適當(dāng)?shù)脑跒r青中加入一些德蘭尼特、抗車轍劑等產(chǎn)品，從而提高路面的承壓能力。只有將這三層進(jìn)行良好的匹配，才能使路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)揮最大的效果。

3.2結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)

城市道路路面結(jié)構(gòu)一般分為三層。我們通常接觸到的路面為最上面一層，該層比較容易出現(xiàn)破損的縫隙，因此其承壓能力一般要求比下面的另外兩層要強(qiáng)，下面兩層由于更加接近地下，因而在水文和抗裂上的要求更高。另外，一般城市的水文波動(dòng)和地質(zhì)變化不大，因而對(duì)于一些交通要道和次要道路可以區(qū)別對(duì)待，根據(jù)主次道路狀況設(shè)計(jì)路面的結(jié)構(gòu)組合。比如，對(duì)于一些交通要道在路面設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮其承壓性能，結(jié)構(gòu)層組合要達(dá)到最大的承壓效果，而對(duì)于一些次要道路，由于其道路的交通量較小，因而可以只針對(duì)地面最表層進(jìn)行高強(qiáng)度的承壓處理，下面兩層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般只要符合國家道路設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定即可。

3.3不同瀝青路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

瀝青路面結(jié)構(gòu)類型不同，其路面的使用性能也不相同，一般在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)不同的使用功能來確定路面的組合結(jié)構(gòu)。目前，我國瀝青路面結(jié)構(gòu)使用較多的類型主要有改性瀝青混泥土結(jié)構(gòu)、改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)、橡膠路面結(jié)構(gòu)以及排水式瀝青路面結(jié)構(gòu)等[3]。這些不同的結(jié)構(gòu)都有著各自的特點(diǎn)。下面簡要分析這些不同瀝青路面結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)。

改性瀝青混泥土結(jié)構(gòu)具有典型的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它是在最大密實(shí)原則的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的瀝青混合料，其混合料強(qiáng)度好，施工容易。SMA瀝青結(jié)構(gòu)具有骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其混合料是按照間斷級(jí)配比設(shè)計(jì)的，粗骨料多、用料大、需要的瀝青和礦粉也較多，且集料間隙較大，通常還需要靠瀝青瑪蹄脂來填充，在瀝青瑪蹄脂稠度不達(dá)標(biāo)時(shí)，還要向其中加入大量纖維來增加其稠度。橡膠瀝青結(jié)構(gòu)路面的主要目標(biāo)是改善瀝青混泥土的性能，特點(diǎn)是改善橡膠的性能，具體做法是在配比混合料時(shí)向?yàn)r青中加入適量的橡膠粉。排水式瀝青路面主要包括PAC排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)以及OGFC抗滑磨耗層結(jié)構(gòu)路面。排水式瀝青路面材料結(jié)構(gòu)具有典型的骨架空隙結(jié)構(gòu)，它與SMA瀝青結(jié)構(gòu)有許多相似之處，它的混合料配比也是采用間斷級(jí)配比設(shè)計(jì)，骨粗料多，集料間隙大，但與SMA瀝青結(jié)構(gòu)中間隙膠結(jié)方式不同的是，其粗集料顆粒主要依靠瀝青的粘度進(jìn)行膠結(jié)，因而對(duì)瀝青的性能要求較高。

4　公路瀝青路面與城市道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)比研究

我國道路路面設(shè)計(jì)主要依據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》兩項(xiàng)規(guī)定來實(shí)施。這兩種規(guī)范既有其共性，又相互之間存在著差異。下面主要分析《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》與《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》之間的差異：

4.1設(shè)計(jì)理念的差異

《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以雙圓均布垂直和水平荷載作用下的三層彈性體系為設(shè)計(jì)原理，而《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中的瀝青路面設(shè)計(jì)是采用雙圓垂直均布荷載作用下的彈性層狀作為設(shè)計(jì)原理，該規(guī)范僅考慮公路結(jié)構(gòu)的垂直荷載[4]。因而，從其設(shè)計(jì)理念可以看出，城市道路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的更為全面，性能更好。

4.2設(shè)計(jì)指標(biāo)的差異

《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的指標(biāo)是道路表面容許回彈彎沉、容許彎拉力、容許剪應(yīng)力，而《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的指標(biāo)只有《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》的前兩項(xiàng)。

回彈彎沉是衡量路面剛度大小的指標(biāo)，路面設(shè)計(jì)回彈彎沉，對(duì)加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高路面承壓性能具有重要參考價(jià)值。并且它也是計(jì)算路面厚度的重要依據(jù)。該數(shù)值的大小與以下四個(gè)方面有關(guān)：①與道路的設(shè)計(jì)年限內(nèi)固定車道的累計(jì)車輛通行次數(shù)有關(guān)；②與道路等級(jí)有關(guān)，通常道路等級(jí)越高，公路等級(jí)越?。虎叟c路面面層類型有關(guān)，不同材質(zhì)的路面面層回彈彎沉值不同；④與路面結(jié)構(gòu)類型有關(guān)，不同剛性的瀝青結(jié)構(gòu)路面回彈彎沉值不同。

5　結(jié)語

總之，城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要堅(jiān)持遵循《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》以及《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，在道路的具體實(shí)施過程中還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐穆访媲闆r采取合適的道路結(jié)構(gòu)實(shí)施方案。借鑒典型的路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高我國城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

[1]單尋，李俊根.城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J].科技致富向?qū)В?011，27：361～362.

[2]崔永日.淺析半剛性城市道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].才智，2011，36：225～226.

[3]劉尊青.烏魯木齊市城市道路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研究[D].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：125～126.

[4]余麗.城市道路透水性瀝青路面結(jié)構(gòu)研究[D].湖南大學(xué)，2013：133～ 135.

U416.217

A

1673-0038（2015）10-0183-02

2015-2-5

邢小濤（1982-），男，中級(jí)工程師，本科，主要從事路橋設(shè)計(jì)工作。