市政道路路面结构设计及病害防治措施分析

1、    市政道路路面结构设计及病害防治措施分析    张肇哲摘 要：做好市政道路路面的结构设计非常的重要。对于市政道路路面的设计，需要保证在安全稳定的前提下，为行人和车辆提供优质的行驶条件和优质的服务水平。不仅如此，在市政道路路面结构的设计上，还应该做好病害防治的工作，延长道路的使用寿命。这也就需要在市政道路路面上进行合理的结构设计。下面就对具体的市政道路路面结构设计和病害防治进行探讨。关键词：市政道路 路面结构 设计 病害防治1 市政道路路面结构设计要点分析沥青路面面层由于在使用过程中会直接承受行车和各种自然因素的反复循环作用，必须要求其具有非常良好的

2、高强度、耐磨耗、耐久性、抗滑性、热稳性、以及不透水性，因此，实际道路改造设计过程中，通常选用粘结力较强的结合料和强度较高的集料作为路面的面层材料。沥青路面表面层应具有非常良好的平整密实度、抗滑耐磨性、以及抗裂耐久性；中面层和下面层应具有非常良好的高温抗车辙性、抗剪切性、密实度、以及不透水性，同时下面层还应具有非常良好的耐疲劳开裂性能。沥青路面表面层的类型结构及性能水平应与道路的等级、使用性能要求、以及交通等级等技术指标相匹配。1.1 严谨进行沥青面层结构组合和优化设计从大量道路改造过程实际设计方案、应用效果可知，结合道路实际交通量而言，如城市支路如果技术能够满足，从经济性方面来看，可以采用单层

3、设计结构；对于城市次干路及以上等级的道路通常应采取双层设计结构，对于交通量特别大、性能等级要求较高的主干路和快速路则应采取三层设计结构。对于城市主干路而言，在交通量、性能技术要求非常相近的情况下，有的设计人员采用两层式结构，有的则采用三层式结构，两者间的厚度相差在3cm 以上，使得工程施工建设完成后要么偏薄，路面容易发生早期损坏等不利现象；要么偏厚，从而大大降低工程总体投资经济效益水平。因此，在路面结构形式设计过程中，要充分结合工程实际及邻近地区相应工程的成功经验，严谨进行沥青面层结构组合和优化设计，杜绝随意性设计等造成工程投资的大量浪费和为后期运营埋下巨大安全隐患。1.2 要重视最小压实厚度

4、在路面沥青层厚度的拟定过程中，要重视最小压实厚度对路面性能的影响，从而确保设计方案中各层沥青混合料在实际施工中，能够形成均匀而压实稳定的结构层次。从道路改造相关技术规范和标准要求可知，沥青路面各层设计厚度不宜小于3 倍混合料的公称最大粒径要求。但在实际设计过程中，很多没有达到上述技术指标要求，如当沥青层设计为12cm 时，上面层通常设计成5cm 中粒式ac-16，而下面层则设计成7cm 粗粒式ac-25，这样的设计方案就不能满足“3 倍”技术指标要求。因此，在实际结构层厚度设计过程中，要严格按照相关技术规范要求设计各层厚度。1.3 设计科学合理的路面基层结构在路面基层厚度设计时，不仅要满足沥青

5、路面结构整体强度要求，还应考虑施工过程中分层压实的效果。如设计中经常出现25cm厚的一层基层，这样厚的一层基层在实际施工过程中难度较大，难以压实。若分为12cm +13cm 两层结构则单层会太薄，导致基层在施工过程中产生过大的拉应力而出现开裂等不利情况，因此，在实际设计过程中，应设计科学合理的路面基层结构。2 市政道路路面的病害分析2.1 路面纵横向裂缝橫向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载。致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而开裂。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式。它分沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝两

6、种情况。道路出现横向裂缝要及时治理，否则灌进雨雪水，冬天冻融后，对道路的破坏将非常严重。纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实度不均匀导致的路面不均匀沉陷所引起的纵向裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬处理不当处，在行车荷载作用下，易形成纵向裂缝。纵向裂缝多发生在半填半挖路基处，主要由路基的不均匀沉降造成。2.2 车辙车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生累计永久性的带状凹槽。车辙形成的因素很多，主要有沥青混合料配比、沥青等级、级配和交通荷载，环境温度、施工中的压实等因素。车辙变形主要来源于沥青混合料的黏滞流动和一定程度的压实作用。沥青混合料层在高温下由于车轮反复碾压，产生横向

7、剪切流动，容易造成车辙。另外施工中沥青含置偏多，沥青稠度偏低，矿料级配中细料过多。矿粉掺量过大也会产生车辙。2.3 翻浆翻浆现象主要是土基水源的补给和气温的变化所造成的。当冬天气温降低，土体内的毛细水和薄膜水都开始冻结。如果冻结线暂时停留在某一深度处，下层未冻区内的毛细水和薄膜水会源源不断地向冻结线处聚集，并随即冻结形成一个含有大量冰晶体的聚冰层。随着冻结线的逐渐向下推移和停留，在更深处还可能形成新的聚冰层。与此同时，路基士体发生不均匀冻胀，路面被抬高，甚至出现冻胀裂缝。春天气温回升，路基的冰晶开始从冻层上部融化。或从上下两面融化。因而路基中部化冻比两侧快，并形成一个凹槽，路基凹槽中大量水分不

8、能排出，甚至变成稀泥，就使道路失去承载能力。道路在行车作用下路面被迸一步压坏。泥浆从路面裂缝里挤出来，产生翻浆的现象。3 预防措施3.1 预防裂缝与车辙的措施控制沥青混合料的质量，选用高低温性能好、抗老化性能好、含蜡量低、黏度高的优质沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高其性能指标。采用改性沥青可解决路面抗滑及耐久性问题，使沥青路面的热稳定性、冷稳定性和使用寿命都得到较大的提高，道路病害的出现频率显着下降，使日常养护工程量及工程成本大大降低。骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青黏附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确

9、保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。此外，还应注意混合料级配的确定以及沥青混合料的高温稳定性、抗疲劳性及低温抗裂性。3.2 预防翻浆的措施（1）根据道路等级和交通量要求，选择合适的面层类型和适当厚度。沥青混凝土面层已采用二层式或三层式，其中一层须采用密级配。当各层均为沥青碎石时，基层表面必须做下封层。（2）设计时对空隙率较大，易渗水的路面，需考虑设置排除结构层内积水的结构措施。（3）用石灰土、石灰矿渣土、石灰碎石士等作为路面基层，这些材料水稳性好，整体强度高并有板体作用的结构特点，作为路面基层可防翻浆。可对路面或将路面下一定深度以内易致翻浆的土换填好土。（4）用沥青、沥青土、沥青毡纸、塑料布等做成封闭式隔离层隔断土壤水分的渗入和聚流，也可用有反滤层的砾石及其他粒料做成透水性隔离层，以排除渗入土基水和防止地下水上升。（5）用炉渣、碎砖、压缩的泥炭、松柏树皮、气泡互不连通的泡沫聚苯乙烯塑料等作隔温层，阻止路基冻结线向深处推移，减薄冻层。用颗粒均匀的砾石、碎石等作透风的导温层，使土体迅速向深处冻结在离路面较近处不致形成有害的聚冰层。4 结语市政道路路面设计人员必须了解结构设计及病害类型的条件，在实践中明确发展措施和应用标准，按照固定的应用形式对其进行合理、有效的分析。只有保证市政道路施工形式的有序性，才能延长