城市道路沥青路面典型结构优化设计研究

2020-02-15郭上炤

江西建材 2020年12期

郭上炤

厦门市市政工程设计院有限公司，福建厦门 361015

0 引言

当前我国处于城镇化建设飞速发展阶段，各地城镇建设工作繁重，道路工程数量和规模不断增加。沥青路面具有无接缝、表面平整、耐磨性强、施工周期短、养护便捷等优势，在城市道路建设中得到广泛应用。在路面结构选择时，应根据当地城区自然规划特点、道路等级、使用要求以及交通量等因素而定，并综合分析结构层受力点、投资环境、经济状况等指标，由此实现路面结构优化设计目标。

1 工程背景

为了提高城市形象与居民幸福指数，根据国家相关规定，在操作层面对市政设施进行整治。厦门作为海峡西岸经济区中心城市，与“一带一路”沿线国家和地区具有合作关系，每年都吸引大量游客来此旅游和消费。厦港片区为老城区，市政配套设施不够完善，道路通行水平较低，且架空线路杂乱，对市容市貌造成不良影响，急需对城市道路进行修整或重建。通过建设沥青道路，做好路面结构优化工作，缓解当地交通压力，提高交通通行舒适度，降低交通安全隐患。

2 现状道路情况

2.1 机动车道

通过现场取芯后，根据结果可知，思明南路（镇海路-钟鼓隧道口段）当前由上至下为沥青混凝土层、混凝土层、水泥稳定碎石基层，且碎石基层当前破碎严重，已经无法完整取芯。该路段因年久失修，交通流量较大、重型车辆较多、纵坡较大，且部分架空线处于机动车道上，对车辆通行带来极大不便。在整个路段范围内，路面裂缝、沉陷、坑槽、车辙等各类病害均十分严重。

2.2 人行道

根据形式的不同可分为骑楼式、常规行人道两种；根据铺装不同可分为高强度彩砖结构、板砖结构两种。在镇海路到铁路公园之间，人行路为骑楼式，铺设高强度彩砖，当前道路结构破旧，美观性较差，行走舒适度较低。在铁路公园到钟鼓隧道口之间的人行道主要为高强度彩砖，道路破旧，且中间设立多种杆牌、杆件杂乱，影响行人通行。

2.3 交通情况

该道路当前为双向四车道，每条道路的宽度都不到3m。在公交车通行时，安全距离无法保证。在该路段中还树立各种路牌，部分路牌的功能重复；一些路牌因年限过长已经与当前交通不匹配，需要对交通现状进行治理［1］。

3 道路路面结构优化设计方法

3.1 竖向设计

在满足规范要求，确保行车安全度与舒适性的基础上，可采取以下方式进行竖向设计。因项目周围为商铺，整条线路应避免过大填挖，应保证重修后的道路高程低于现有地块与商铺；与现有道路相互衔接；结合道路改造方案，对道路竖向进行调整；满足雨水排放最小纵坡的要求，并对当前道路上与该项要求不符的道路进行整改，去除积涝点。该项目作为道路改造工程，纵断面设计应以旧路高程为基础，与路面加铺、周围地块高程相结合，保证满足设计范围线位置、相交道路顺接等要求。对于机动车道来说，纵坡最大值为4.88%，最小值为0.3%；坡长最小值为60m，竖曲线半径最小值为：凹凸曲线分别为1500m。

3.2 横断面设计

因受到道路红线限制，在横断面设置上与当前应保持相同。因当前人行道宽度不规则，应结合现实具体情况确定，设计措施如下。在镇海路到成功大道之间，该段道路南侧人行道的宽度变化较大，在1～3m 之间，镇海路与铁路公园之间的人行道以骑楼为主，横断面设计从东向西为3m 宽的人行道、13m 宽的机动车道、1～3m 宽的人行道。在成功大道与蜂巢山路之间，横断面设计从东向西分别为：3～4m 宽的人行道，12.5 宽的机动车道，3～4m 宽的人行道。在蜂巢山路到钟鼓道口之间的横断面设计为：3～4m 宽的人行道，11m 宽的机动车道，3～4m 宽的人行道［2］。

3.3 路面结构设计

3.3.1 机动车道

针对现状道路的路面结构进行改善，根据路面破损程度分为基层严重受损和局部受损两种路段。基层改造分为刚性、半刚性等多种类型，该工程采用刚性基层，具有承载力强、耐久性好、稳定性高等优势，且便于现场实施（因现场井盖多且布置杂乱）。对于前者改造时，将现有的沥青面层，水泥混凝土、水泥稳定碎石基层进行破除后整体压实，然后铺设结构层。路面结构从上至下分别为：4cm 的SMA-13、6cm 的AC-16C、24cm厚的C40 水泥混凝土、10cm 厚的4:6 砂石垫层，并将当前的碎石基层整平后碾压，压实度超过95%。对于后者改造时，刨除厚度为4cm 的沥青面层后，加铺厚度为4cm 的SMA-13 材料。SMA 具有较强的低温抗开裂、抗滑、耐久性强等特点，成为路面上面层的首选，综合经济效益超过普通沥青混凝土路面。同时，此类路面可提高道路服务质量，减少轮胎磨损、机件损坏等情况，促进车速与舒适性提升，减少交通事故发生率，节约运营费用等等，在高温、重载与量大环境下，SMA 的经济效益更加突显出来。因此，在本次道路优化设计中采用SMA 为上面层，使其优势得到充分发挥。

3.3.2 人行道

该路线整条街人行道为骑楼段和露天段，当前人行道铺装方案采用高强度彩砖结构、透水砖等。在镇海路至铁路公园段（骑楼段），在本次道路优化中将其替换为花岗岩铺装结构，主要因花岗岩更稳固、无翘边、空鼓等现象，且景观效果好。道路结构从上至下为：厚度为3cm 的花岗岩、厚度为3cm 的M10 水泥砂浆、厚度为15cm 的C20 混凝土基层，厚度为10cm 的碎石垫层。土基压实度超过92%，回弹模量超过20MPa。找平层的作用在于整平、找坡、加强作用，可承受并传递地面荷载于基土上的构造层。在铁路公园到钟鼓隧道段（露天段），原本铺设的是高强度彩砖，本次工程中将其替换为透水铺装，透水砖有助于雨水下渗、吸音降噪、改善城市热导效应等作用。道路结构从上至下为：厚度为8cm 的透水砖、3cm 的中粗砂找平层、尺寸为200g/m2的土工布，厚度为10cm 的级配碎石垫层；压实度超过92%，回弹模量超过20MPa。

在路缘石设计方面，采用603#花岗岩，对主材料质量要求严格，禁止出现白舌、色差等瑕疵，露出的部分用机械切割，密缝砌筑。直线段铺设的路缘石长度在0.8～1.0m 之间；曲线段利用弧形缘石，长度在0.4～0.5m 之间，直线段的路缘石接缝的宽度应控制在10mm 以内，曲线段不超过16mm。在接缝位置采用M10 水泥砂浆填充缝隙，如若直线段宽度不超过3mm，可不灌缝。路缘石饱水极限抗压强度超过100MPa，磨耗率低于5%。在无障碍设计方面，应在整条人行道中间设置盲道，宽度为0.25m，在道路交叉位置根据实际情况设置三面坡或者单面坡的缘石坡道，为残疾人通行提供便利。具体设计方法按照相关规范，在盲道设置时应避免井盖，三面坡度为1:12，单面坡度为1:20，坡面应平整，有一定的摩擦力［3］。

在路面防水设计方面，应迅速排除地表水，避免积水渗入基层，要求路拱与表面平整度与规定相符，路表禁止积水。为了避免面层渗水滞留到基层表面，使基层被浸软，可在基层上做封层或者透层处理，即便渗入水分也可及时顺着基层表面的路拱排出。同时，还可设置排水层，不但能排水，还可隔断毛细水，使上升的毛细水也可及时排出。对此，该垫层或下基层应采用透水材料，有效排除上下两方的来水。