小交通量道路路面設(shè)計方法分析

于金山 韓學(xué)成

摘要：本文的目的和意義是形成適應(yīng)于我國材料特點和小交通量特點的道路路基路面設(shè)計方法，在設(shè)計指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)、路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計等方面有所改進(jìn)和創(chuàng)新。以節(jié)省工程投資，提高西部地區(qū)路網(wǎng)服務(wù)水平，緩解資金匱乏和公路建設(shè)規(guī)模龐大的矛盾，由此取得廣泛的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：小交通量;道路路面;設(shè)計;方法

由于交通量的大幅增長，小交通量瀝青路面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。而瀝青面層的破壞也是普遍存在的現(xiàn)象，在超流量超負(fù)荷的作用下，以及溫度應(yīng)力和水等的影響下，瀝青路面極易遭到破壞，造成經(jīng)濟(jì)損失的同時，也帶來安全隱患，因此必須注意從墊層，基層，底基層，瀝青層等多個角度，加強設(shè)計研究和提高施工質(zhì)量控制。

1 基本概況

我國幅員遼闊，各地區(qū)的自然條件差異懸殊，就氣候而言，東部潮濕季凍、東南濕熱、西南潮暖、西北干早、青藏高寒。從新疆至黑龍江、從內(nèi)蒙到廣東、上海，全國各地的土壤、地質(zhì)、水文條件和道路建筑材料來源及性質(zhì)相差較大，在這樣復(fù)雜多變自然環(huán)境條件下，要想設(shè)計一種或幾種適應(yīng)全國各地材料來源和自然條件的路面結(jié)構(gòu)是不可能的。在實際工程設(shè)計中，要在規(guī)范的指導(dǎo)下針對本地的交通條件、材料來源和自然環(huán)境條件進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，還有大量的工作需要完成;在設(shè)計過程中可能會由于多種原因，如氣候環(huán)境條件、材料來源不同、設(shè)計者的經(jīng)驗、工程投資限制以及設(shè)計資料不全等原因，使最后設(shè)計出的路面結(jié)構(gòu)偏于保守而不經(jīng)濟(jì)，或為了節(jié)約工程造價而使路面結(jié)構(gòu)不安全，產(chǎn)生提前破壞病害，這些問題在縣鄉(xiāng)小交通量公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中尤其突出。在地方小交通量公路中，面層一般采用中級或次高級路面。中級路面主要為;碎、礫石（泥結(jié)或級配），半整齊石塊，其他石料。次高級路面主要為：瀝青貫入式，瀝青碎石，瀝青表面處治。低級路面主要為：粒料加固土，其他當(dāng)?shù)夭牧霞庸袒蛄Ａ贤痢Ｎ鞑康目h鄉(xiāng)公路瀝青路面主要以瀝青表處和瀝青貫入式為主，路面厚度不固定，而中東部地區(qū)由于交通量相對較大，多數(shù)采用瀝青混凝土或水泥混凝土，而且厚度相對于西部地區(qū)要偏大。

2 交通流量與道路路面設(shè)計的關(guān)系

小交通量道路路面設(shè)計是道路設(shè)計的重要組成部分。其任務(wù)是確定路面等級，選擇路面類型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，計算各結(jié)構(gòu)層厚度及確定材料配合比，達(dá)到在不同季節(jié)和水文條件下承受各種車輛荷載時具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度，并能顧及行車速度與安全，道路維修和良好經(jīng)濟(jì)效益等各項要求，要合理。

根據(jù)道路等級和交通量所確定的設(shè)計指標(biāo)和初步選定的各層材料參數(shù)，計算各結(jié)構(gòu)層厚度和各層材料的強度要求，是道路柔性設(shè)計的一部分。柔性路面設(shè)計方法門類繁多，影響最大者為CBR設(shè)計法和AASHO設(shè)計法。AASHO設(shè)計法的核心思想是“以路面使用性能降低的原因為依據(jù)，確定交通量與路面厚度的關(guān)系”。事實上，基于交通量的道路路面設(shè)計，本質(zhì)上是在道路質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)之間取得平衡。道路是分等級的，不同的道路有不同的流量。道路的使用壽命主要取決于3個方面的因素：結(jié)構(gòu)的合理性;施工質(zhì)量的優(yōu)劣;運營車輛的型式和多少是否與設(shè)計要求的相一致，即交通量的控制。

道路路面的設(shè)計，交通流量是需要考慮的主要因素之一。道路交通流量的計算方法是：按彎沉等效或拉應(yīng)力等效的原則，將不同車型、不同軸載作用次數(shù)換算為與標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN相當(dāng)?shù)妮S載作用次數(shù)稱為當(dāng)量軸次。在進(jìn)行路面設(shè)計時，則雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示，并對不同路面結(jié)構(gòu)、不同應(yīng)力計算列出相應(yīng)的公式。在使用中重要步驟之一就是把各種車輛荷載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載和累計當(dāng)量軸次。因此不同的交通流量規(guī)劃，會有不同的道路交通設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3 基于小交通流量的瀝青路面設(shè)計

3.1 墊層設(shè)計

墊層是設(shè)置在底基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層，起排水、隔水、防凍、防污等作用，如改善路床的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強度穩(wěn)定性及抗凍脹能力，擴散由基層傳來的荷載應(yīng)力，減少路基產(chǎn)生不均勻變形。由此可見，交通流量轉(zhuǎn)化而來的荷載力，墊層設(shè)計需要考慮的因素。一般而言，其厚度不宜小于15厘米。在具體施工和設(shè)計時，應(yīng)以路基和流量等為條件，如老路改造，其墊層可以考慮不設(shè)墊層。對流量較小的公路，如山區(qū)或農(nóng)村公路，其技術(shù)等級低，墊層可采用天然砂礫、石渣、礦渣等透水性材料。其優(yōu)點在于既充分利用了當(dāng)?shù)刎S富的砂礫資源，又降低了工程造價。

3.2 基層，底基層設(shè)計

底基層是設(shè)置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復(fù)作用，是起次要承重作用的層次。底基層材料的強度指標(biāo)要求比基層材料略低?；鶎?、底基層視公路等級或交通量的需要可設(shè)置一層或兩層，而且交通量大、軸載重時，應(yīng)采用高等級面層與強度較高的結(jié)合料穩(wěn)定類材料基層。當(dāng)然，基層、底基層結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)貫徹就地取材的原則，根據(jù)交通調(diào)查和公路技術(shù)要求選擇技術(shù)可靠經(jīng)濟(jì)合理的基層底基層結(jié)構(gòu)?；鶎?、底基層應(yīng)具有足夠的強度和穩(wěn)定性，冰凍地區(qū)應(yīng)具有一定的抗凍性。半剛性材料基層、底基層的配合比設(shè)計，根據(jù)重型擊實標(biāo)準(zhǔn)制件，混合料7d齡期的無側(cè)限抗壓強度試驗確定。

3.3 瀝青面層設(shè)計

瀝青面層具有平整、堅實、無接縫、行車舒適、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修方便，且宜于分期修建等優(yōu)點。但于此同時瀝青路面也直接承載負(fù)荷力，因此它要求路面具有足夠承載能力、良好的舒適性和安全性，同時具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，以及橋面防水和排水等性能。隨著交通量迅速增長，載重車輛比例增加，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，如果瀝青路面質(zhì)量不夠好的話，容易出現(xiàn)溝槽或裂痕，進(jìn)而被雨水等沖擊，形成更大的破壞。

對于瀝青面層的設(shè)計，美國國家碎石協(xié)會交通量道路路面設(shè)計采用4步設(shè)計法：即劃分路基為優(yōu)、好、良、差;計算標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù);基于柔性基層的CBR值查表選擇瀝青路面總厚度，并根據(jù)地方經(jīng)驗和經(jīng)濟(jì)因素決定用表面處治或者瀝青混凝土;按凍深和排水情況選擇基層厚度。

4 結(jié)論

現(xiàn)代城市交通環(huán)境復(fù)雜，其中存在一些交通量較低得道路，對此為了節(jié)約城市用地以及其他資源的消耗，有必要進(jìn)行低交通量道路路面設(shè)計工作。在相關(guān)理論背景下，低交通量道路路面設(shè)計首先要確認(rèn)交通需求，需求一般可以分為交通量小、交通量極小兩類，之后根據(jù)具體數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)國全.小交通量道路路面設(shè)計方法研究[D].重慶交通學(xué)院， 2004.

[2]彌海晨，韓瑞民. 國外小交通量道路研究發(fā)展綜述[J].中外公路（2）：223-226.

[3]陶飛.水泥混凝土輪跡路面設(shè)計方法[J].低碳世界（15）：234-235.

[4]邢真真.水泥混凝土輪跡路面設(shè)計方法的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2006.

（作者單位：濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司1

蘭州市城市建設(shè)設(shè)計院2）