城市道路沥青路面典型结构优化设计研究

黄绪岭

摘 要：21世纪以来，随着我国社会经济的发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国城市化建设日趋繁荣，城市的快速发展推动城市道路的建设。城市快速路主路采用沥青路面结构设计，是解决城市拥堵、改善交通出行的重要措施。文中通过案例分析的方式，对城市中机动车道与人行道现状进行分析，并提出路面结构优化设计方法，使城市得到美化，为居民出行提供更多便利。

关键词：城市道路;沥青路面;结构设计

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 概述

1.1 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，亟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。

1.2 沥青材料基本性质

一是温度敏感性，在外界温度出现变化时，沥青性质会发生变化，这主要是沥青组分比例存在差异导致的。在炎热的夏季，沥青容易出现软化现象，降低粘附性能，冬季则会变得硬脆，为此要控制好沥青性能平衡。二是粘附性，主要是指沥青与集料之间的吸附能力，直接影响到沥青的耐久性。作为憎水性材料，沥青在湿润的情况下不容易粘附石料，长此以往必然会影响其耐久性。同时，沥青不能依靠化学吸附作用，只能依靠物理吸附，为此需要添加一定量的消石灰，可以让沥青拥有更强的粘附性。三是耐久性，沥青材料暴露在大气环境下对各种腐蚀的抵抗能力即为耐久性。为减缓沥青的老化现象，可以添加适量的防老化添加剂。

2 城市道路沥青路面结构的使用现状

2.1 路面结构适用范围划分方式不够合理

现状路面结构适用范围划分完全依据道路规划等级确定，而根据相关规范，沥青路面厚度的计算依据为设计年限内一个车道累计标准轴载次数，次数按交通等级确定。无具体交通量规划数据的地区，可根据该地区已建道路统计资料，参照道路功能定位、规划等级等多个因素综合确定适用范围。按照规范对现状典型路面结构进行反算发现，现状路面结构只能适应3种交通等级水平，不能覆盖大多数道路的交通等级水平，直接应用会导致路面过厚或过薄，无法满足设计选用需求。

2.2 沥青混凝土的面层偏薄

一般情况，无论哪个等级的道路面层，都要设置两层混凝土结构，但是这种设置方式无法保证面层厚度，总体来看偏薄一些。例如，在建设次干路面时，面层也是铺设两层沥青混凝土，采用细粒式沥青混凝土，上面层为3 cm，下面层为4 cm，面层的总厚度仅有7 cm，无法保证面层总厚度，整体偏薄一些。虽然面层厚度对于路面强度的影响不大，但如果面层偏薄就会不利于预防常见路面病害，容易出现路面收缩开裂、反射裂缝等缺陷问题，使得在路面投入运行早期就出现大量的病害问题。全国大部分地区的公路路面面层都要达到一定的厚度，一般在9 cm～15 cm之间，这样才能更好地预防各类病害，避免出现早期病害。

2.3 对路基强度要求较低

道路变形是常见质量缺陷，大部分路面变形都是由于路基变形引起的，为避免出现变形问题，就要加强对路基强度的重视，确保路基保持稳定密实，才能拥有较强的性能，具备足够的强度及耐久性。在测试路基强度时，一般选择顶面回弹模量为主要指标。路基顶面回弹模量是影响结构厚度的重要因素，一般选择30 MPa作为回弹模量标准。在路基建设过程中，30 MPa的回弹模量标准偏低，在处理各个路段时，只要简单压实处理即可达到该要求。针对土质较差或者含水量过高的地区，不能直接压实处理，可以掺灰处理，或者采取换土处理的方法，简单压实处理后就能达到要求，这也表明路基强度要求较低，应该合理提升。此外，所有地区都采用统一的路基强度标准，这种做法没有考虑到交通等级差异，在路基存在不足的时候，只能依靠不断填补路面，不断加厚路面结构，增加不必要的成本。

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。因本项目周围为商铺，整条线路应避免过大填挖，保证重修后的道路高程低于现有地块与商铺;并且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。对于机动车道來说，纵坡最大值为4.88%，最小值为0.3%;坡长最小值为60 m，竖曲线半径最小值为：凹凸曲线均为1 500 m。

3.2 横断面设计

因受到道路红线限制，在横断面设置上与道路红线应保持相同。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 m～3 m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3 m宽的人行道、13 m宽的机动车道、1 m～3 m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 m～4 m宽的人行道，12.5 m宽的机动车道，3 m～4 m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 m～4 m宽的人行道，11 m宽的机动车道，3 m～4 m宽的人行道。

3.3 路面结构设计

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、半刚性等类型，该项目采用刚性基层，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：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4 cm的沥青面层后，加铺厚度为4 cm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。

4 结束语

综上所述，在城市建设与发展中，道路工程十分重要，与人们出行和城市形象塑造息息相关。对此，城建部门应重视道路结构的设计与优化，根据当地实际情况，对现状道路与周边设施进行调查，采取科学有效的措施进行机动车道、人行道的修建与优化，引入新材料、新工艺，使沥青路面得到普及，提高交通通畅水平。

参考文献：

[1]周大伟.城市道路沥青路面典型结构的优化设计[J].市政技术，2020（4）：24-27.

[2]贾想.城市道路沥青路面典型结构的优化设计[J].建筑工程技术与设计，2019（6）：1278.