城市道路路面结构设计特点分析

2015-10-29邢小涛

建材与装饰 2015年10期

关键词：设计规范城市道路沥青路面

邢小涛

（广东省公路勘察规划设计院股份有限公司　广东　广州　510507）

城市道路路面结构设计特点分析

邢小涛

（广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广东广州510507）

我国道路交通普遍采用传统的沥青混凝土来铺设，然而随着我国经济的发展，城市化进程的不断加快，城市交通的压力越来越大，传统的沥青混凝土道路已不能满足交通发展的需求，城市道路路面设计需要不断的完善才能适应经济发展的需要。本文以城市道路路面设计为对象，研究城市道路路面结构设计的特点，并分析公路沥青路面设计和城市道路路面设计方面的差异。

城市道路；路面；结构设计；特点

交通是影响城市发展的重要因素，并且城市的发展对道路交通的要求越来越高，道路交通要满足交通量大、承载能力强、行车速度快等特点，就必须优化城市道路路面结构设计。传统的沥青道路受温度影响较大，容易出现破损状态。因此在现在的路面结构设计中，用在原有的路面结构设计经验的基础上，完善城市道路路面结构设计工作，提高城市道路路面的质量，延长道路的使用周期。

1　我国城市道路路面结构设计概况

近年来，伴随着我国城市化进程的不断加快，我国的城镇建设规模日益扩大，旧城镇的再造，以及新城区的开发，使对城市基础设施建设的投资与日俱增，城市道路建设作为基础设施建设的一项重要项目，其发展状况也越来越好，现如今，我国城市道路路面主要采用强度高、稳定性好、耐磨损且养护费用小的混泥土路面，它能满足城市交通交通量大、承载力强、行车速度快的要求。虽然我国城市交通道路路面结构的设计水平也不断的提高，但是在具体的工程建设的过程中仍有一些难以解决的问题。因而，要不断分析城市道路路面结构设计的特性，研究出更好的城市道路路面结构设计方案。

2　城市道路路面结构调查

对城市道路路面结构的调查要选择具有代表性的路线和路段，并且选择路线和路段的施工工程质量要符合国家相关规定的标准。选择的路段有一定的使用年限，一般使用年限为三年的线路较为适合作为调查的对象[1]。选取路段的路基结构、路段类型、路面结构以及使用状态应该都不相同。根据选择路段的基本情况，路段的基本结构一般符合以下几个特点：①不同地区城市道路的修建水平不同，一般表现为，地区经济越发达，城市道路修建水平越高。②不同地区城市路面结构组合类型和采用结构都不相同。③地基等级高的路段城市路面结构的承载力一般较强。城市道路路面承载能力和使用性能受地基等级的影响较大，下面主要针对城市道路路面结构地基调查中的地基等级这一特点展开分析。路面力学统计调查结果显示，城市道路路面回弹弯沉值很大程度上是由地基引起的。因而，对地基进行科学的划分，确保地基施工质量，达到强化路面弯沉控制的目的，对城市道路路面建设具有重要意义。表1反映地基等级划分与路面回弹、路面承载之间的关系。

表1　地基等级与路面回弹、承载之间的关系

3　城市道路路面结构设计分析

3.1城市道路路面结构层材料设计

在对城市道路路面进行设计前，要先对路面结构层施工材料进行挑选，尤其要结合当地的实际状况，挑选适合地区地基结构的材料。现如今，我国采用的路面结构层材料主要有沥青混泥土和沥青碎石。但是随着科技的进步，一些地区已采用了更为优良的沥青混合材料，比如多空隙的沥青混泥土，这种新型材料的抗压能力更强，使城市道路路面设计的性能大大提高[2]。传统的沥青路面抗压能力无法满足日益增加的城市车流量，因而还可以适当的在沥青中加入一些德兰尼特、抗车辙剂等产品，从而提高路面的承压能力。只有将这三层进行良好的匹配，才能使路面结构设计发挥最大的效果。

3.2结构层组合设计

城市道路路面结构一般分为三层。我们通常接触到的路面为最上面一层，该层比较容易出现破损的缝隙，因此其承压能力一般要求比下面的另外两层要强，下面两层由于更加接近地下，因而在水文和抗裂上的要求更高。另外，一般城市的水文波动和地质变化不大，因而对于一些交通要道和次要道路可以区别对待，根据主次道路状况设计路面的结构组合。比如，对于一些交通要道在路面设计时一定要充分考虑其承压性能，结构层组合要达到最大的承压效果，而对于一些次要道路，由于其道路的交通量较小，因而可以只针对地面最表层进行高强度的承压处理，下面两层的结构设计一般只要符合国家道路设计的相关规定即可。

3.3不同沥青路面结构特点分析

沥青路面结构类型不同，其路面的使用性能也不相同，一般在进行路面结构设计时要根据不同的使用功能来确定路面的组合结构。目前，我国沥青路面结构使用较多的类型主要有改性沥青混泥土结构、改性沥青SMA结构、橡胶路面结构以及排水式沥青路面结构等[3]。这些不同的结构都有着各自的特点。下面简要分析这些不同沥青路面结构类型的特点。

改性沥青混泥土结构具有典型的悬浮密实结构特点，它是在最大密实原则的基础上设计的沥青混合料，其混合料强度好，施工容易。SMA沥青结构具有骨架密实结构的特点，其混合料是按照间断级配比设计的，粗骨料多、用料大、需要的沥青和矿粉也较多，且集料间隙较大，通常还需要靠沥青玛蹄脂来填充，在沥青玛蹄脂稠度不达标时，还要向其中加入大量纤维来增加其稠度。橡胶沥青结构路面的主要目标是改善沥青混泥土的性能，特点是改善橡胶的性能，具体做法是在配比混合料时向沥青中加入适量的橡胶粉。排水式沥青路面主要包括PAC排水性沥青路面结构以及OGFC抗滑磨耗层结构路面。排水式沥青路面材料结构具有典型的骨架空隙结构，它与SMA沥青结构有许多相似之处，它的混合料配比也是采用间断级配比设计，骨粗料多，集料间隙大，但与SMA沥青结构中间隙胶结方式不同的是，其粗集料颗粒主要依靠沥青的粘度进行胶结，因而对沥青的性能要求较高。

4　公路沥青路面与城市道路路面设计规范对比研究

我国道路路面设计主要依据《城市道路设计规范》和《公路沥青路面设计规范》两项规定来实施。这两种规范既有其共性，又相互之间存在着差异。下面主要分析《城市道路设计规范》与《公路沥青路面设计规范》之间的差异：

4.1设计理念的差异

《城市道路设计规范》中关于沥青路面的结构设计是以双圆均布垂直和水平荷载作用下的三层弹性体系为设计原理，而《公路沥青路面设计规范》中的沥青路面设计是采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状作为设计原理，该规范仅考虑公路结构的垂直荷载[4]。因而，从其设计理念可以看出，城市道路的路面结构设计考虑的更为全面，性能更好。

4.2设计指标的差异

《城市道路设计规范》中关于沥青路面结构设计考虑的指标是道路表面容许回弹弯沉、容许弯拉力、容许剪应力，而《公路沥青路面设计规范》中关于沥青路面结构设计考虑的指标只有《城市道路设计规范》的前两项。

回弹弯沉是衡量路面刚度大小的指标，路面设计回弹弯沉，对加强路面结构设计，提高路面承压性能具有重要参考价值。并且它也是计算路面厚度的重要依据。该数值的大小与以下四个方面有关：①与道路的设计年限内固定车道的累计车辆通行次数有关；②与道路等级有关，通常道路等级越高，公路等级越小；③与路面面层类型有关，不同材质的路面面层回弹弯沉值不同；④与路面结构类型有关，不同刚性的沥青结构路面回弹弯沉值不同。