市政道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及病害防治措施

程斌

（梧州市城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)美麗城市的建設(shè)上必不可少的就是注重城市道路的設(shè)計(jì)、安全和建設(shè)。在城市化路網(wǎng)的不斷推進(jìn)之下，傳統(tǒng)的市政道路逐漸被優(yōu)化，市政道路的建設(shè)項(xiàng)目也不斷增加。本文從市政道路的路面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層組合、材料、厚度、功能設(shè)計(jì)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?yàn)榫S修對(duì)日常生活造成影響[1]。

1 市政道路路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 道路結(jié)構(gòu)層的組合設(shè)計(jì)

在道路規(guī)劃中，重點(diǎn)在于在實(shí)際投入后，公路的利用狀況是否具有可操作性。在道路設(shè)計(jì)中，必須考慮到周邊環(huán)境的影響，并結(jié)合城市道路的特點(diǎn)和需求，采取不同的結(jié)構(gòu)層間組合設(shè)計(jì)。在城市道路上，瀝青混合料是一種特殊的柔軟材料，既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)，在施工的時(shí)候，要注意的是結(jié)構(gòu)的選擇。城市道路結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)若不合理，會(huì)造成路面損壞，從而誘發(fā)公路病害。在設(shè)計(jì)路面時(shí)，應(yīng)充分考慮到路面所需要的交通量。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要根據(jù)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(jié)構(gòu)層的材料設(shè)計(jì)

在對(duì)市政道路的路面設(shè)計(jì)要有全局性的觀念。根據(jù)其實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出最優(yōu)方案。在大多數(shù)道路設(shè)計(jì)情況之下，都要在市政道路工程的項(xiàng)目之中實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的結(jié)果。在道路結(jié)構(gòu)層的材料設(shè)計(jì)方面選用價(jià)格適中的材料，但是沒有考慮實(shí)際的路基路面施工會(huì)受其材料的限制，因?yàn)檫m中材料的功能有效，會(huì)大大限制道路建設(shè)的質(zhì)量的提升。因此，在道路材料設(shè)計(jì)的過程之中，要根據(jù)道路的質(zhì)量情況和使用年限來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益最大化設(shè)計(jì)更為科學(xué)的方案，在此方案之中能夠明確道路的最高要求，并全面優(yōu)化道路材料的使用方案。

在選用市政道路面層或結(jié)構(gòu)層中所需要材料時(shí)，市政人員要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際狀況進(jìn)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(duì)部分城市道路面進(jìn)行澆筑，或選擇不同的瀝青混凝土材料進(jìn)行城市道路路面設(shè)計(jì)。在實(shí)際建設(shè)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(duì)受壓性能不好的混凝土表面層，可采用添加防銹劑來強(qiáng)化道路，以達(dá)到承受荷載的需要。

1.3 道路結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計(jì)

道路設(shè)計(jì)不僅要考慮以上兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，也要考慮道路的厚度設(shè)計(jì)，厚度的不合理設(shè)計(jì)極有可能造成工程項(xiàng)目的總價(jià)上升。在道路設(shè)計(jì)之中要進(jìn)行有限元計(jì)算的考量，根據(jù)道路路面的受力情況提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)道路結(jié)構(gòu)層厚度問題。在道路結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計(jì)之中對(duì)其厚度的結(jié)構(gòu)分析，保障其內(nèi)部荷載力能夠符合使用的需求。以免因?yàn)楹穸鹊倪x擇問題導(dǎo)致柔性面層增加車轍病害的出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，厚度過小的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)

在道路結(jié)構(gòu)方面還存在功能層設(shè)計(jì)，在剪應(yīng)力打的區(qū)域需要設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中設(shè)置防水層來保障基層毛細(xì)水不會(huì)出現(xiàn)上升影響道路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在反射裂縫多的區(qū)域另外設(shè)置應(yīng)力吸收層，減少裂縫對(duì)于道路路面的損害。

1.5 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)

路基構(gòu)造一般按照工程特點(diǎn)分成地面、路基等幾個(gè)階段。技術(shù)人員可以按照各種工程建設(shè)要求進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。車輪對(duì)道路產(chǎn)生不同范圍的沖擊且為矩形，壓力大載荷小，因而工程技術(shù)人員可以根據(jù)道路設(shè)計(jì)中的交通量和過載量，同時(shí)對(duì)過載的軸載量加以控制，使之在30MPa～40MPa。另外，又因與道路設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度關(guān)系直接，因此市政府有關(guān)主管部門應(yīng)當(dāng)重視設(shè)計(jì)參數(shù)，并確定其價(jià)值的合理性，以防止因其價(jià)值過高而削弱整體結(jié)構(gòu)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(shè)的過程中，往往雨季建設(shè)施工道路，對(duì)施工要求更高，施工困難更大，在施工的過程中，更容易出現(xiàn)偏差。在正常的施工條件下，市政道路建設(shè)施工后，也會(huì)出現(xiàn)由于雨季導(dǎo)致的路面積水、路面塌陷、路面裂痕等狀況。在市政道路建設(shè)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(xiàng)目的美觀性和實(shí)用性，卻對(duì)道路建設(shè)施工使用運(yùn)行后，所出現(xiàn)的一些問題沒有進(jìn)行預(yù)判性。導(dǎo)致路面，會(huì)出現(xiàn)一些潛在的問題及病害。因此，在今后的市政道路建設(shè)中，為了確保道路質(zhì)量，高效的道路運(yùn)行。必須累積日常建設(shè)施工中，存在的問題，有針對(duì)性地進(jìn)行分析，確保合理的、有效的、有質(zhì)的，建設(shè)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?yàn)槁访娣e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(yán)重的會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。那么就要對(duì)不同的路面建設(shè)中材料的分析。路面大面積積水，在經(jīng)過重型汽車的碾壓，會(huì)導(dǎo)致防水層滲水。防水層滲水后，會(huì)導(dǎo)致路面坑坑洼洼，局部有裂痕，基礎(chǔ)面層結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)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(huì)不斷遭受影響，在不斷累積中就會(huì)產(chǎn)生永遠(yuǎn)凹槽現(xiàn)象，即為車轍。而瀝青等級(jí)、溫度、混合比，以及道路荷載等都是產(chǎn)生車轍的重要因素，但同時(shí)由于施工中壓實(shí)操作不規(guī)律，在后期使用時(shí)也容易出現(xiàn)車轍。因?yàn)闉r青及混合材料之間存在著一定的黏性、流動(dòng)性，且由于車輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)而使溫度增加，故易于形成橫向剪切流，進(jìn)而產(chǎn)生車轍。此外，若澆注時(shí)瀝青的濃度過高，則粘性減弱，加之細(xì)材及礦粉混入含量超標(biāo)時(shí)，更會(huì)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(kuò)散對(duì)焊縫的處理不當(dāng)，產(chǎn)生帶有縱向特點(diǎn)的裂縫。另外，一旦道路壓實(shí)不平衡，也容易產(chǎn)生下陷和開裂，通常發(fā)生在道路一半開挖一半填充的地方。裂縫按照其產(chǎn)生因素分兩類：①無壓力裂縫，如未及時(shí)處理，雨水澆筑時(shí)會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生嚴(yán)重破壞；②壓力裂縫，大多因澆筑不規(guī)則、施工錯(cuò)誤及超載造成，使得地基的拉應(yīng)力超過了疲勞限度而造成裂縫產(chǎn)生[5]。

2.1.3 翻漿

當(dāng)氣溫逐漸下降時(shí)，土壤中的薄膜水也會(huì)結(jié)冰。而當(dāng)凍結(jié)線維持到一定深度后，土壤下層的薄膜水凝聚形成結(jié)冰線，從而產(chǎn)生多凍層，里面包含了相當(dāng)數(shù)量的特定物體。此時(shí)，因凍結(jié)線的不斷減少，產(chǎn)生了更多冰沉積物，造成路基土凍脹，路面升溫，并產(chǎn)生凍脹裂紋。再由于季節(jié)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(duì)路面的承載力也開始逐漸減少，當(dāng)路面被碾壓后，在裂隙中抽出泥土構(gòu)成了翻漿的狀態(tài)。

2.2 路面排水系統(tǒng)不暢

一條質(zhì)量好的道路，必須基于良好的路面排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上得以實(shí)施。一些路面的排水系統(tǒng)不好，直接影響雨季及惡劣天氣排水不暢引發(fā)的一系列的問題發(fā)生。最直接的問題，導(dǎo)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(yán)重?fù)p壞道路。

3 防治市政道路路面病害的有效措施

在道路建設(shè)施工前的各個(gè)環(huán)節(jié)中都要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)。一定要把在道路施工的過程中所涉及的季節(jié)、天氣以及地質(zhì)因素充分的考慮到施工道路設(shè)計(jì)中，以便后續(xù)道路建設(shè)實(shí)施的過程中有據(jù)可依。

3.1 施工準(zhǔn)備

在城市道路、路面建設(shè)前，要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，事先與設(shè)計(jì)單位溝通協(xié)調(diào)，并請(qǐng)專業(yè)的施工單位進(jìn)行實(shí)地考察，并在一個(gè)地方進(jìn)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(shí)測資料，進(jìn)行對(duì)比分析，得出合理的瀝青路面厚度，為以后的施工做好準(zhǔn)備。對(duì)建筑材料的選擇和采購進(jìn)行嚴(yán)格的控制。首先要確定瀝青混合料的質(zhì)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(fā)生奠定基礎(chǔ)。所以，在確定后，要根據(jù)不同的材質(zhì)廠商在專家的指導(dǎo)下進(jìn)行選擇，一方面要確保所用的材料具有相應(yīng)的質(zhì)量證書，嚴(yán)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(jià)比的廠商，并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的抗壓強(qiáng)度檢測。對(duì)運(yùn)送材料的車輛也要進(jìn)行嚴(yán)格的處理，如防粘、隔熱處理等，并對(duì)速度進(jìn)行嚴(yán)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(zhì)。

3.2 做好道路路面厚度設(shè)計(jì)工作

在市政道路路面厚度設(shè)計(jì)中會(huì)有很多的問題出現(xiàn)，在厚度中做文章，做好病害防治工作是至關(guān)重要的。往往道路路面厚度太薄就會(huì)產(chǎn)生塌陷問題，因此在相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做好測量工作，待一切準(zhǔn)備工作就緒都符合施工要求時(shí)才可以根據(jù)路面選擇凝固性較好的材料，在一定溫度下進(jìn)行鋪設(shè)工作。

3.2.1 防治車轍

在市政部門的車轍治理中，首先，要進(jìn)行瀝青混料的質(zhì)量控制，優(yōu)質(zhì)瀝青的蠟濃度少、高低溫特性強(qiáng)、黏度高、耐老化能力好；其次，按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)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(biāo)。通過對(duì)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(wěn)定性，從而大大延長了使用壽命，可以減少路面病害的出現(xiàn)，從而減少了后期的養(yǎng)護(hù)成本；最后，還應(yīng)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(dāng)路面縫隙長度低于5mm，施工人員首先應(yīng)徹底清除縫隙中的灰塵及碎屑物，在縫隙中預(yù)熱低黏性瀝青或乳化瀝青，并限制縫隙深度，同時(shí)鋪設(shè)粗砂，然后通過清理，夯實(shí)等作業(yè)進(jìn)行修補(bǔ)。當(dāng)縫隙長度超過5mm時(shí)，就必須首先清除縫隙，而后將細(xì)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(yán)重，施工人員可使用鋼筋設(shè)計(jì)方法進(jìn)行表面的重建，以合理地預(yù)防和限制裂縫產(chǎn)生。一旦裂縫體積過大時(shí)，則根據(jù)土壤基層強(qiáng)度選用乳化瀝青或稀釋水泥封閉層，也可鋪設(shè)瀝青混料于裂縫處進(jìn)行封閉層處理。

3.2.3 防治泛油

路面由于雨水的沖刷會(huì)導(dǎo)致原瀝青層的骨料從表面層剝落，進(jìn)而產(chǎn)生大量游離瀝青層，在雨水的影響下開始轉(zhuǎn)移到地面上層，從而出現(xiàn)泛油的問題。一旦不及時(shí)處理，路面質(zhì)量會(huì)逐步下降，坑洞情況加重。在治理過程中，要及時(shí)處理微泛油問題，同時(shí)在工程實(shí)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(shí)防范油政策，嚴(yán)格控制各項(xiàng)過程，以避免道路泛油現(xiàn)象的發(fā)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(xì)集料過多，容易出現(xiàn)擁包，因路基擁包體積增大，施工人員應(yīng)檢查道路基層穩(wěn)定性，但如果對(duì)穩(wěn)定性影響不大，則可選用人工或機(jī)器有效剝離擁包，再利用熱瀝青完成對(duì)路面表面的重建。其次，當(dāng)?shù)鼗瘦^高時(shí)，會(huì)發(fā)生與土體表面的粘附性差，或在荷載作用下發(fā)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(jìn)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(tǒng)設(shè)計(jì)

在市政道路建設(shè)施工的前期的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要有大數(shù)據(jù)的支持、合理的設(shè)計(jì)及辯證，根據(jù)不同的環(huán)境區(qū)域，地勢、地質(zhì)和城市的季節(jié)性。還要考慮到建設(shè)排水系統(tǒng)管網(wǎng)的材料、年限及質(zhì)量。全方位的考量，模擬制定出，各種導(dǎo)致排水不暢的案例，找到解決辦法，完善排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以便于日后市政建設(shè)道路的使用運(yùn)行中，避免或減少一些問題的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

對(duì)于城市發(fā)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(xiàn)代化進(jìn)程的加速，市政道路建設(shè)發(fā)展迅速，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與病害防治工作需要引起重視，關(guān)乎市政道路整體建設(shè)效果。要注重對(duì)道路的材質(zhì)的選擇，做好結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)地形和環(huán)境的考慮，全方位地做好道路的預(yù)防和養(yǎng)護(hù)工作，從根源上為城市的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。