浅谈对市政道路路面结构设计和病害防治的研究

2021-04-03崔微微

城市建设理论研究（电子版） 2021年22期

崔微微

长春市市政工程设计研究院吉林长春 130033

市政道路建设属于城市体系中不可分割的组成，对城市稳定发展起到了关键作用，也是城市正常运转的基础[1]。因此市政道路的安全与稳定十分重要，这事关城市总体发展，关系到每一个生活在城市之中公民的出行体验。所以各地政府越来越重视市政道路工程建设，并对此提出了多种质量控制标准[2]。虽然最近几年我国市政道路工程质量稳步提升，但是路面结构问题依然影响着市政道路建设发展，如何解决路面结构问题，科学地控制各类病害问题至关重要。本人以此为课题展开了分析研究。

1 市政道路路面结构设计要点

市政道路路面多由沥青路面面层构成，这也是形成过程中道路的直接受力面。对于路面设计，要满足耐磨耗、高强度、抗滑性、耐久性、热稳性等要求。在设计道路过程中，只有考虑到路面结构特点，才能选择符合标准的路面材料，进而确保路面的抗剪切性、抗车辙性和抗开裂性[3]。

1.1 合理设计沥青面层结构

几年来，我国多地都在进行市政道路改造，通过这些改造项目可以得知，沥青路面改造是重点。在施工时，市政道路交通量决定了路面结构的强度要求，如果区域内交通量并不高，则需要站在经济性角度进行设计，大多以单层结构为主[4]。而在交通量较高的区域，需要站在强度角度思考设计问题，此时多以双层结构为主。如果地区交通量过大，全天候都有大量的车辆通行，则需要以三层结构为主。值得注意的是，在城市主干路设计上，既要满足交通量的需求，也要满足性能技术需求，在保障路面结构的强度基础上尽可能减少材料的损耗，两侧结构的厚度一般小于三层结构厚度至少3cm，这样才能保障路面结构达到预期的设计要求，否则路面可能在应用的初期出现损坏，但是也要防止路面出现偏厚现象，因为这会给施工企业带来更大的资金投入[5]。所以在设计市政路面结构时，应该根据城市道路所处位置以及邻近地区车流量的具体情况选择路面结构层数，合理地选择沥青面层结构，通过多种优化设计方法实现在保障路面结构稳定性的基础上降低造价的目标。

1.2 合理设计路面压实厚度

在设计市政路面沥青层厚度时，设计人员应该重视路面的压实厚度，防止因为压实度过低导致路面性能降低[6]。在设计方案中应明确地指出各层沥青混合料碾压的次数以及厚度，这样可以使得沥青路面的压实稳定性达到设计标准。分析市政道路施工标准能够准确地得知沥青路面厚度应该超过2倍混合料最大粒径3倍才达到标准。所以进行实际设计工作时，要严格按照这一技术指标设计路面厚度。例如路面设计要求是4cm时，那么路面的上面层可以采用5cm的AC-16材料，路面下面层可以采用7cm的AC-25材料，这种设计方案满足设计要求。所以进行市政道路路面结构层厚度设计时，应该始终遵循给出的标准。

1.3 科学设计路面基层结构

进行路面基层厚度设计十分关键，设计时要考虑到沥青路面整体强度，同时也要将路面分层压实效果考虑在内[7]。在开展设计工作时，需要铺设一定厚度的基层，如果基层的厚度过大，可能导致铺设施工难度增大，导致压实工序受到影响。如果路面采用单层结构设计可能因为厚度过薄而使得路面出现开裂现象，进而影响道路行车安全。所以进行实际设计时，要采用合理的路面基层结构，尽可能保障路面结构的稳定性。路面基层结构设计的合理性关系到路面结构的强度，如果路面结构强度较低，则会导致路面出现各类病害维问题，随着病害问题的升级也会导致路面出现各类结构隐患，这些结构隐患会带来相应的安全问题，严重是造成交通事故，使得人民财产受到损失。

2 市政道路路面病害类型

市政道路路面经常暴露在露天环境下，同时还会受到高负荷载重的影响，非常容易出现路面病害问题，进而出现多种病害。分析这些病害的类型有助于解决路面病害，确保市政道路的稳定性。

2.1 裂缝病害

路面裂缝问题主要由有两种，一是荷载力作用下产生的裂缝，一种是自然条件下出现裂缝。荷载性裂缝成因大多因为设计不当或者后期车载量过大导致的，这类裂缝问题十分常见[8]。在过大压力下，沥青面层承受的拉应力过大，受力区域会产生局部裂缝，很容易演变为大规模裂缝问题。自然条件的裂缝问题主要是路面结构内部破损导致的，由于沥青面层在不稳定的温度条件下会出现收缩或者扩张，所以路面容易产生裂缝。如果放任路面裂缝问题不管，很容易使得雨雪水进入到裂缝中，如果温度降低，道路内部将会出现冻害。此外，如果路基稳定性较差，或者路基下部存在的径流等，会导致路基下沉，从而引发路面断裂，造成交通事故。裂纹病害出现的位置与程度都存在着一定的差异，裂纹较为严重导致路面结构发生变化，路面结构的变化会带来更多结构性问题，随着问题的演变，路面病害程度将会持续扩大，这对于道路工程的发展产生了不利的影响，进而带来更多危害。

2.2 车辙病害

路面出现车辙最常见的季节是夏季，在高温作用下，路面出现融化的趋势，行车后很容易留下车辙，这些永久性带状凹槽使得路面的平整性降低。导致车辙出现既有外在因素外，还有内在因素，例如沥青混合料配比不合理会降低路面强度，在承受外力作用后路面很容易出现车辙。此外，路面缺少养护也会出现车辙，特别是在高温炎热的夏季，需要经常性洒水降温，以此来缓解高温对路面造成的影响，从而降低车辙病害，提升路面的稳定，由于车辙病害有着不确定性，所以应该从增强路面结构强度入手，不断推进路面结构的研究，尽可能提升路面强度，降低车辙影响。

2.3 翻浆病害

路面出现翻浆现象通常都是因为气温变化导致的。特别是在冬天气温降低的环境下，路面结构中的毛细水和薄膜水出现冻结，若存在着整体性冻结问题，在冻结线下层结构中积存的毛细水和薄膜水则会上升到冻结线处，在低温作用下凝结成冰晶体聚冰层，而且在温度持续降低的过程中，冻结线下移，将会导致深处的毛细水出现冻结，从而形成聚冰层。此外，有时路基土体如果出现不均匀冻胀现象，则会导致路面结构上升，进而引发冻胀裂缝问题。等到气温回升之后，这些冰洁的冰晶开始出现融化，融化过程导致路面结构受力出现差异，进而出现路面翻浆病害。

3 市政道路路面病害预防方法

想要延长市政道路寿命不仅要合理设计路面结构，还要做好施工、养护等工作，通过体系化的防控方法才能保障路面的稳定性，进而使得市政道路的价值得到发挥，给人们提供更好的出行体验。

3.1 裂缝与车辙防控方法

通过调整沥青混合料能够改变路面强度，所以尽量以高低温性能好，受温度变化影响低的沥青混料为主，在设计混料结构时，可以选择特定的改性剂加入到沥青中，进而将路面的性能指标提升。选择改性沥青材料能提升路面耐久性，这种类型的沥青具有很强的热稳定性，能够延长道路寿命，同时降低道路病害影响，提升了日常养护的效率。此外，在选择骨料时主要以表面粗糙的材料为主，这类材料能够与沥青更好的黏附在一起，如果骨料呈酸性应该在其中添加石灰粉以此来提升骨料性能。在设计混合料级配时，应该保障沥青混合料结构的优势，降低结构变弱带来的强度影响。

3.2 路面翻浆预防方法

第一，按照道路等级，科学地选择面层类型。如果路面设计主要以二层或三层面层为主，要保障其中一层密级采用更高的标准。如果各层类型主要以沥青碎石为主，那么在设计基层时需要设置下封层；第二，如果路面的空隙率较大，很容易出现渗水问题，此时要将内积水防控考虑在内，采用不易积水结构；第三，借助于石灰土、石灰碎石等进行基层填充，能够提升路面渗水性能，同时也可以防止路面出现翻浆现象；第四，可以借助于沥青、沥青毡纸、沥青土、塑料布等进行隔离层设置，防止水分渗透到路面中，或者选择反滤层砾石进行隔离层的设计也可以实现防水，这种结构对于防控地下水上升有着重要作用；第五，借助于碎砖、炉渣、泥炭等作隔温层也能提升路面性能，这样能够解决路基冻结线下移导致深层路基出现冻层的问题。此外，借助于颗粒均匀砾石进行导温层处理，能够防止土体迅速冻结，降低聚冰层带来的影响。