對市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和病害防治的研究嘗試

畢小勇，李俊龍

（荊州市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，湖北 荊州 434000）

市政道路在新形勢下進(jìn)行了技術(shù)升級，通過瀝青路面結(jié)構(gòu)層次的合理選擇與設(shè)計來確保整個道路路面所具有的結(jié)構(gòu)能夠承受設(shè)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(fā)揮，更是路面結(jié)構(gòu)建設(shè)經(jīng)濟(jì)化的技術(shù)支撐，可將市政道路的社會效益擴(kuò)大化。為此，市政部門緊跟時代發(fā)展趨勢，結(jié)合民眾機(jī)動車持有量增加的情況，從道路承載力與安全性出發(fā)，優(yōu)化道路路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提出科學(xué)的對策來規(guī)避多種不同的病害隱患，讓市政道路工程得以長效運(yùn)行，給交通和運(yùn)輸帶來優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

1 市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 結(jié)構(gòu)層材料挑選

在對市政道路路面結(jié)構(gòu)層所需的材料進(jìn)行挑選時，市政部門應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況來完成，例如，可選用傳統(tǒng)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(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)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(jìn)行精準(zhǔn)計算，選用承壓能力強(qiáng)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(jìn)行強(qiáng)化，使之滿足承壓力的需求。

1.2 結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計

市政部門對路面結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行設(shè)計時，要對荷載應(yīng)力做到科學(xué)計算，通過三維空間有限元分析法將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖紙的方式供設(shè)計人員進(jìn)行參考，例如，需對路面結(jié)構(gòu)層的厚度參數(shù)進(jìn)行獲取時，只需通過圖紙的查閱即可完成。待設(shè)計人員獲得所需數(shù)據(jù)后，可以結(jié)合道路建設(shè)的需求，依托細(xì)致化的計算流程來確定結(jié)構(gòu)層的厚度，避免因計算失誤而使結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)層組合設(shè)計

路面結(jié)構(gòu)根據(jù)其功能可分為多個層面，例如面層、路基等，技術(shù)人員可根據(jù)各層面的建設(shè)需求來完成組合式設(shè)計。因輪胎給路面帶來了不同程度的摩擦力且呈現(xiàn)出長方形，若荷載大則印跡明顯，荷載小則反之，故技術(shù)人員可結(jié)合交通量與超載間的聯(lián)系進(jìn)行路面設(shè)計，同時對超載標(biāo)準(zhǔn)軸載的次數(shù)做到考慮，將路基設(shè)計模量控制在30～40兆帕內(nèi)。除此之外，市政部門應(yīng)重視設(shè)計參數(shù)，因其與路面結(jié)構(gòu)所具有的強(qiáng)度之間有著較為直接的聯(lián)系，應(yīng)保證其取值的合理性，避免因取值高而減少整體結(jié)構(gòu)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(fù)作用，在不斷累積下形成永久性的凹槽，即車轍。瀝青等級、環(huán)境溫度、混合料配比及交通荷載等均是出現(xiàn)車轍的原因，還包括施工中壓實操作的不規(guī)范，也會在后續(xù)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(fù)碾壓使溫度上升，易產(chǎn)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(xì)料過多或礦粉摻量超標(biāo)，也易產(chǎn)生不同程度的車轍。

2.2 裂縫的出現(xiàn)

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(dāng)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(xiàn)沉降而形成裂縫，并且多發(fā)于半填半挖的路基位置。

橫向車轍根據(jù)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(jìn)行科學(xué)處理，則會在灌入雨水后給道路帶來嚴(yán)重性的破壞；二是荷載性裂縫，多由施工不規(guī)范、設(shè)計失誤或超載等引起，導(dǎo)致半剛性基層內(nèi)的拉應(yīng)力大于其所具有的疲勞度后出現(xiàn)開裂情況。

2.3 翻漿的情況

在氣溫下降時，土體內(nèi)的薄膜水被凍結(jié)，當(dāng)凍結(jié)線在某一深度停留時，位于下層未凍結(jié)的薄膜水會向凍結(jié)線聚集，繼而因凍結(jié)形成聚冰層，其中含有一定量的冰晶體。此時，凍結(jié)線會向下推移并在停留時不斷形成聚冰層，繼而導(dǎo)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(jié)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(cè)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(xiàn)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(jìn)行車轍的防治時，首先應(yīng)對瀝青混合料做好控制，選用含蠟量低、高低溫性能強(qiáng)、黏度高且有著極強(qiáng)抗老性能的優(yōu)質(zhì)瀝青。其次，根據(jù)建設(shè)需求和經(jīng)濟(jì)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(biāo)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(wěn)定性，將使用壽命做到極大程度延長，使道路病害的發(fā)生幾率減少，讓后續(xù)維保成本降低。最后，建筑企業(yè)應(yīng)選用石質(zhì)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(yīng)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(wěn)定性得到切實有效的提升。

3.2 裂縫的防治

若路面出現(xiàn)小于5mm的裂縫，施工人員應(yīng)先將裂縫中的灰塵及雜物進(jìn)行徹底清除，在裂縫中灌入已預(yù)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(jìn)行掃勻，配以搗實操作來完成修補(bǔ)。若裂縫寬度大于5mm，也需先進(jìn)行裂縫清理，再將細(xì)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(xiàn)較為嚴(yán)重的龜裂，施工人員可借助補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計來完成面層的重做，對裂縫做到有效防治。若已出現(xiàn)網(wǎng)裂且面積較大時，應(yīng)結(jié)合基層強(qiáng)度來選擇乳化瀝青來進(jìn)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(xiàn)反射性裂縫，應(yīng)設(shè)計16cm的加鋪層避免該裂縫的擴(kuò)展，也能夠減少荷載帶來的剪應(yīng)力，再進(jìn)行縱橫裂縫的修補(bǔ)，例如，將瀝青瑪蹄脂灌入裂縫，同時鋪設(shè)抗裂防水粘結(jié)膜，配以8cm厚的吸收層將下層裂縫釋放出的大部分應(yīng)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(jìn)行切實有效改善，避免不同程度的干縮、溫縮，減少裂縫的發(fā)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(fù)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(jìn)行遷移，那么引發(fā)面層出現(xiàn)泛油情況。如果沒有進(jìn)行及時治理，會使路面強(qiáng)度逐步降低，嚴(yán)重時出現(xiàn)不同程度的坑槽。在進(jìn)行防治時，一是對輕微泛油情況進(jìn)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(bǔ)的方式來應(yīng)對水損壞而出現(xiàn)坑槽的情況。在實際操作中，施工人員應(yīng)重視原材料選購、各環(huán)節(jié)施工、后續(xù)使用等過程，設(shè)計并實施防油措施，對各操作進(jìn)行嚴(yán)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(biāo)或細(xì)集料過于集中時易出現(xiàn)擁包的情況，同時，路面擁包面積增大，施工人員應(yīng)對路面基層穩(wěn)定性進(jìn)行檢測，若穩(wěn)定性并未受到太大影響，可選用人工或機(jī)械方式對路面出現(xiàn)的擁包進(jìn)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(xiàn)結(jié)合不良的情況，在荷載下變形后出現(xiàn)不同程度擁包。在對該情況進(jìn)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(wěn)性極強(qiáng)材料將已變形的基層進(jìn)行更換。再次，若施工時因失誤而將瀝青漏灑在路面而導(dǎo)致?lián)戆男纬?，施工人員將其進(jìn)行卻除即可，無需過多操作。最后，因基層水穩(wěn)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(yīng)將其徹底挖除，繼而選用新料進(jìn)行填入。除此之外，若地下水位高，施工人員應(yīng)先通過科學(xué)手段將地下水引出，選用水穩(wěn)性的材料進(jìn)行加鋪，再進(jìn)行重做面層的操作，將擁包做到有效防治。

4 結(jié)語

市政道路工程屬于基礎(chǔ)建設(shè)，因此市政部門要緊跟時代發(fā)展趨勢，加大管控的整體力度，使道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計符合時代發(fā)展需求，使整個交通體系能夠長效且安全的運(yùn)行。在實踐中，市政部門應(yīng)從多角度考慮，結(jié)合道路承載的力負(fù)荷來做好路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，科學(xué)防治病害，延長道路使用壽命，從而為大眾提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。