以交通量为基础的公路路面设计方案及其技术探讨

瞿翔

摘 要：文章从公路交通量的预测方法分析入手，提出以交通量为基础的路面设计方案，依托工程实例，论述了路面结构设计关键技术，期望本文能够对公路路面设计水平的提升有所帮助。

关键词：交通量;公路;路面设计

在各类交通基础设施中，公路的重要性不言而喻。在公路路面进行设计时，应当将路段的交通量作为首要考虑因素，依据交通量预测结果，结合实际情况，对路面结构进行合理设计，在延长公路使用寿命的基础上，确保行车舒适性和安全性，减少并避免交通事故的发生。

1 公路交通量的预测方法

在基于交通量的路面设计中，需要以公路交通量的预测结果，作为路面结构设计方案的选择依据。公路交通量的预测方法较多，其中阶段法的预测准确性较高，主要包括以下几个阶段：交通发生预测、交通量分布预测以及交通量分配预测。

1.1 交通发生预测

公路交通发生情况进行预测中，可以借助回归方程，并采用适宜的弹性系数，对客、货运的未来交通量增长率进行确定，按照下式对区域集中交通量进行计算：

上式当中表示j区域内的交通量情况;表示j区域内的交通量增长率;表示j区域基准年的集中交通量。

1.2 交通分布预测

交通分布情况进行预测时，可以采用弗雷特法，通过该方法能够准确预测出交通分布的客、货流量。实际预测中，可通过以下公式对客货流进行计算：

上式当中，表示某个交通区域i到另一个交通区域j的客货运交通出行量（OD）。

1.3 交通量分配

交通量分配预测时，可以采用容量限制法，具体的分配预测过程如下：以未来的OD作为主要依据，对交通量分配比例进行确定，据此确定出OD对客货流的影响，借助车速流量模型，找到最短的客货流运输路径，最终输出分配结果，该结果便是公路交通量的分配预测情况。按照预测出来的交通量分配结果，可以选择与之相匹配的路面上设计方案。

2 以交通量为基础的路面设计方案

2.1 路面设计思路

在以交通量为基础的公路路面设计中，应当将公路的主线、匝道、连接线等主体结构的预设作为综合考虑的因素，并将路面结构设计作为重点，在合理确定路面使用寿命的前提下，依据交通量的预测结果，对路面材料进行选择。结合公路项目所在区域的实际状况，依托相关的指标和调查资料，掌握具体的路面结构方案，根据控制形式，对路面设计方案进行全面系统地分析，选取出性能最优、使用年限最长、运营维护费用最低的路面结构。

2.2 吸收层的选取

在综合考虑公路项目区域情况的前提下，并以交通量预测结果作为依据，拟采用沥青混凝土路面结构。对路面进行预设时，应当了解相关的注意事项，防止各种病害问题的发生。除了对路面结构层的具体类型加以掌握之外，还应对可能产生的损坏情况进行明确，并通过性能分析，对吸收层进行合理选择。经过实践表明，一般选用橡胶沥青应力吸收层，它的特点体现在如下方面：能够抗反射裂缝、抗水损坏，橡胶沥青本身的粘性较强，可以更加牢固地吸附在水稳基层之上。

2.3 方案选择依据

以交通量为基础的路面设计方案选择，需要考虑的因素相对较多，公路工程项目所在地的气候条件是必须予以考虑的重要因素，这是因为当地的温差过大，会对路面结构层的使用造成不利影响，所以在选择设计方案时，要结合气候条件，并全面分析路面结构层的性能，依据性能指标，增强路面结构的环境适应性，从而最大限度延长其使用寿命。

3 路面结构设计关键技术

为便于研究，以某公路工程项目实例为依托，对路面结构设计中的关键技术进行分析。该公路项目所在区域的地形较为平坦，起伏变化小，路线起止点附近均有农田、民房，途径区域两侧以草场为主，工程地质条件良好。根据各种车型的出行占比，依托上文中的方法，对交通量进行预测，结果为逐年连续增长的态势，即2025年交通量将會达到16 193，2030年达到21 046，2034年达到24 496。

3.1 公路主线的路面结构

按照交通量预测结果，通过相关的公式，可计算出公路主线累计当量的轴次，根据该轴次，并结合路基的回弹模量，可对路面结构体系进行确定，从下到上分别为：厚度21 cm的坦然砂砾底基层、级配5%厚度32 cm的水稳砂砾基层、厚度6.0 cm的中粒式沥青砼下面层、厚度为4.0 cm的细粒式橡胶沥青砼上面层。之所以选择该路面结构体系，是因为它的造价相对低，SBR改性沥青具有良好的低温稳定性，可以使路面裂缝的产生几率大幅度降低。不仅如此，水稳基层、砂砾底基层的刚性和强度比较高，能够延长公路的使用年限。在本工程中，路线终点平面交叉位置处的路面加宽部分与主线采用相同的结构层，由此能够给施工提供便利，有助于确保路面结构的整体质量。

3.2 互通立交的路面结构

公路工程中互通立交是不可或缺的重要组成部分之一，其路面结构是否合理，与立交的使用寿命、行车安全性和舒适性密切相关。为此，必须对互通立交路面结构设计予以重视。本项目中，依据交通量预测结果，确定出立交匝道累计当量轴次，经过研究后，决定选用与主线相同的路面结构层。依据现行JTG F40-2017《公路沥青路面施工技术规范》的规定，结合工程路基土体的类型，对路基的回弹模量进行确定，即60 MPa。据此对立交路面结构层中各层的材料设计参数进行合理取值，其中厚度为4.0 cm的细粒式橡胶沥青砼20℃时的抗压模量为1 400 MPa，15℃时劈裂强度为1.4 MPa;中粒式沥青砼20℃时的抗压模量和15℃的劈裂强度分别为1 200 MPa和1.0 MPa;水稳基层20℃时的抗压模量和15℃的劈裂强度分别为1 300 MPa和0.5 MPa。

3.3 沥青砼面层

本工程的路面面层采用橡胶沥青混合料，其中沥青的型号为A-90，要确保其各项性能指标与规范要求相符。在橡胶沥青生产过程中，应当对加工温度进行严格控制，如果橡胶粉的掺入量较大时，则应适当提升加工温度，但要控制在210℃以内，不得超出。生产前，应当对配比进行合理设计，对橡胶粉的掺量、外加剂的用量进行确定。加工橡胶沥青时使用的计量装置均进行标注，确认合格后，方可使用，以免对橡胶沥青的质量造成影响。其中固定式的加工设备，可以按照计量有效期进行标注，而移动式的加工设备，则应在工程项目正式开工前进行标注。需要进行标注的计量装置有称重设备、流量计、温度传感器以及搅拌器等。经过加工的橡胶沥青的性能指标应当与现行规范标准的规定要求相符，这是保证路面质量的重要前提。

4 结论

综上所述，公路路面设计是一项比较复杂的工作，由于影响因素较多，从而增大了设计难度。为确保设计出来的路面结构能够满足公路运营需要，应当以交通量预测结果作为主要依据，在充分考虑工程实际情况，对路面结构层进行合理选择，在延长公路使用寿命的基础上，保证行车安全。

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