城市道路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究

黃緒嶺

摘 要：21世紀以來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，近年來我國城市化建設(shè)日趨繁榮，城市的快速發(fā)展推動城市道路的建設(shè)。城市快速路主路采用瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，是解決城市擁堵、改善交通出行的重要措施。文中通過案例分析的方式，對城市中機動車道與人行道現(xiàn)狀進行分析，并提出路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，使城市得到美化，為居民出行提供更多便利。

關(guān)鍵詞：城市道路;瀝青路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計

0 引言

當(dāng)前我國處于城鎮(zhèn)化建設(shè)飛速發(fā)展階段，各地城鎮(zhèn)建設(shè)工作繁重，道路工程數(shù)量和規(guī)模不斷增加。瀝青路面具有無接縫、表面平整、耐磨性強、施工周期短、養(yǎng)護便捷等優(yōu)勢，在城市道路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。在路面結(jié)構(gòu)選擇時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)爻菂^(qū)自然規(guī)劃特點、道路等級、使用要求以及交通量等因素而定，并綜合分析結(jié)構(gòu)層受力點、投資環(huán)境、經(jīng)濟狀況等指標，由此實現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計目標。

1 概述

1.1 工程背景

為了提高城市形象與居民幸福指數(shù)，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，在操作層面對市政設(shè)施進行整治。廈門作為海峽西岸經(jīng)濟區(qū)中心城市，與“一帶一路”沿線國家和地區(qū)具有合作關(guān)系，每年都吸引大量游客來此旅游和消費。廈港片區(qū)為老城區(qū)，市政配套設(shè)施不夠完善，道路通行水平較低，且架空線路雜亂，對市容市貌造成不良影響，亟需對城市道路進行修整或重建。通過建設(shè)瀝青道路，做好路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作，緩解當(dāng)?shù)亟煌▔毫Γ岣呓煌ㄍㄐ惺孢m度，降低交通安全隱患。

1.2 瀝青材料基本性質(zhì)

一是溫度敏感性，在外界溫度出現(xiàn)變化時，瀝青性質(zhì)會發(fā)生變化，這主要是瀝青組分比例存在差異導(dǎo)致的。在炎熱的夏季，瀝青容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，降低粘附性能，冬季則會變得硬脆，為此要控制好瀝青性能平衡。二是粘附性，主要是指瀝青與集料之間的吸附能力，直接影響到瀝青的耐久性。作為憎水性材料，瀝青在濕潤的情況下不容易粘附石料，長此以往必然會影響其耐久性。同時，瀝青不能依靠化學(xué)吸附作用，只能依靠物理吸附，為此需要添加一定量的消石灰，可以讓瀝青擁有更強的粘附性。三是耐久性，瀝青材料暴露在大氣環(huán)境下對各種腐蝕的抵抗能力即為耐久性。為減緩瀝青的老化現(xiàn)象，可以添加適量的防老化添加劑。

2 城市道路瀝青路面結(jié)構(gòu)的使用現(xiàn)狀

2.1 路面結(jié)構(gòu)適用范圍劃分方式不夠合理

現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)適用范圍劃分完全依據(jù)道路規(guī)劃等級確定，而根據(jù)相關(guān)規(guī)范，瀝青路面厚度的計算依據(jù)為設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計標準軸載次數(shù)，次數(shù)按交通等級確定。無具體交通量規(guī)劃數(shù)據(jù)的地區(qū)，可根據(jù)該地區(qū)已建道路統(tǒng)計資料，參照道路功能定位、規(guī)劃等級等多個因素綜合確定適用范圍。按照規(guī)范對現(xiàn)狀典型路面結(jié)構(gòu)進行反算發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)只能適應(yīng)3種交通等級水平，不能覆蓋大多數(shù)道路的交通等級水平，直接應(yīng)用會導(dǎo)致路面過厚或過薄，無法滿足設(shè)計選用需求。

2.2 瀝青混凝土的面層偏薄

一般情況，無論哪個等級的道路面層，都要設(shè)置兩層混凝土結(jié)構(gòu)，但是這種設(shè)置方式無法保證面層厚度，總體來看偏薄一些。例如，在建設(shè)次干路面時，面層也是鋪設(shè)兩層瀝青混凝土，采用細粒式瀝青混凝土，上面層為3 cm，下面層為4 cm，面層的總厚度僅有7 cm，無法保證面層總厚度，整體偏薄一些。雖然面層厚度對于路面強度的影響不大，但如果面層偏薄就會不利于預(yù)防常見路面病害，容易出現(xiàn)路面收縮開裂、反射裂縫等缺陷問題，使得在路面投入運行早期就出現(xiàn)大量的病害問題。全國大部分地區(qū)的公路路面面層都要達到一定的厚度，一般在9 cm～15 cm之間，這樣才能更好地預(yù)防各類病害，避免出現(xiàn)早期病害。

2.3 對路基強度要求較低

道路變形是常見質(zhì)量缺陷，大部分路面變形都是由于路基變形引起的，為避免出現(xiàn)變形問題，就要加強對路基強度的重視，確保路基保持穩(wěn)定密實，才能擁有較強的性能，具備足夠的強度及耐久性。在測試路基強度時，一般選擇頂面回彈模量為主要指標。路基頂面回彈模量是影響結(jié)構(gòu)厚度的重要因素，一般選擇30 MPa作為回彈模量標準。在路基建設(shè)過程中，30 MPa的回彈模量標準偏低，在處理各個路段時，只要簡單壓實處理即可達到該要求。針對土質(zhì)較差或者含水量過高的地區(qū)，不能直接壓實處理，可以摻灰處理，或者采取換土處理的方法，簡單壓實處理后就能達到要求，這也表明路基強度要求較低，應(yīng)該合理提升。此外，所有地區(qū)都采用統(tǒng)一的路基強度標準，這種做法沒有考慮到交通等級差異，在路基存在不足的時候，只能依靠不斷填補路面，不斷加厚路面結(jié)構(gòu)，增加不必要的成本。

3 道路路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法

3.1 豎向設(shè)計

在滿足規(guī)范要求，確保行車安全度與舒適性的基礎(chǔ)上，可采取以下方式進行豎向設(shè)計。因本項目周圍為商鋪，整條線路應(yīng)避免過大填挖，保證重修后的道路高程低于現(xiàn)有地塊與商鋪;并且與現(xiàn)有道路相互銜接;結(jié)合道路改造方案，對道路豎向進行調(diào)整，滿足雨水排放最小縱坡的要求，并對當(dāng)前道路上與該項要求不符的道路進行整改，去除積澇點。該項目作為道路改造工程，縱斷面設(shè)計應(yīng)以舊路高程為基礎(chǔ)，與路面加鋪、周圍地塊高程相結(jié)合，保證滿足設(shè)計范圍線位置、相交道路順接等要求。對于機動車道來說，縱坡最大值為4.88%，最小值為0.3%;坡長最小值為60 m，豎曲線半徑最小值為：凹凸曲線均為1 500 m。

3.2 橫斷面設(shè)計

因受到道路紅線限制，在橫斷面設(shè)置上與道路紅線應(yīng)保持相同。因當(dāng)前人行道寬度不規(guī)則，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實具體情況確定，設(shè)計措施如下：在鎮(zhèn)海路到成功大道之間，該段道路南側(cè)人行道的寬度變化較大，在1 m～3 m之間，鎮(zhèn)海路與鐵路公園之間的人行道以騎樓為主，橫斷面設(shè)計從東向西為3 m寬的人行道、13 m寬的機動車道、1 m～3 m寬的人行道。在成功大道與蜂巢山路之間，橫斷面設(shè)計從東向西分別為：3 m～4 m寬的人行道，12.5 m寬的機動車道，3 m～4 m寬的人行道。在蜂巢山路到鐘鼓道口之間的橫斷面設(shè)計為：3 m～4 m寬的人行道，11 m寬的機動車道，3 m～4 m寬的人行道。

3.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對現(xiàn)狀道路的路面結(jié)構(gòu)進行改善，根據(jù)路面破損程度分為基層嚴重受損和局部受損兩種路段?；鶎痈脑旆譃閯傂浴雱傂缘阮愋?，該項目采用剛性基層，具有承載力強、耐久性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，且便于現(xiàn)場實施（因現(xiàn)場井蓋多且布置雜亂）。對于前者改造時，將現(xiàn)有的瀝青面層，水泥混凝土、水泥穩(wěn)定碎石基層進行破除后整體壓實，然后鋪設(shè)結(jié)構(gòu)層。路面結(jié)構(gòu)從上至下分別為：4 cm的SMA-13、6 cm的AC-16C、24 cm厚的C40水泥混凝土、10 cm厚的4：6砂石墊層，并將當(dāng)前的碎石基層整平后碾壓，壓實度超過95%。對于后者改造時，刨除厚度為4 cm的瀝青面層后，加鋪厚度為4 cm的SMA-13材料。SMA具有較強的低溫抗開裂、抗滑、耐久性強等特點，成為路面上面層的首選，綜合經(jīng)濟效益超過普通瀝青混凝土路面。

4 結(jié)束語

綜上所述，在城市建設(shè)與發(fā)展中，道路工程十分重要，與人們出行和城市形象塑造息息相關(guān)。對此，城建部門應(yīng)重視道路結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化，根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，對現(xiàn)狀道路與周邊設(shè)施進行調(diào)查，采取科學(xué)有效的措施進行機動車道、人行道的修建與優(yōu)化，引入新材料、新工藝，使瀝青路面得到普及，提高交通通暢水平。

參考文獻：

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[2]賈想.城市道路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（6）：1278.