道路路面工程的設(shè)計要點及路用材料的選擇

1、道路路面工程的設(shè)計要點及路用材料的選擇摘要：在我國快速發(fā)展的過程中，城市快速發(fā)展離不開良好優(yōu)越的交通環(huán)境， 當前，隨著技術(shù)的進步與創(chuàng)新，市政道路設(shè)計也有了更大的改觀，可以說，在道 路交通建設(shè)中，市政道路設(shè)計是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，只有科學(xué)合理的設(shè)計，才能發(fā)揮道 路交通出行功能，市政道路需要考慮到人與環(huán)境的因素。文章主要通過對市政道 路設(shè)計要點的分析，全面提出市政道路設(shè)計中遇到的問題，并重點探討了無障礙 設(shè)計技術(shù)，以供同行參考。關(guān)鍵詞：路面工程；結(jié)構(gòu)性能；瀝青；使用壽命引言路面工程是道路結(jié)構(gòu)直接承載車輛作用、提供交通運輸平臺的結(jié)構(gòu)層，路面 工程對平整度具有較高的要求，以保障車輛能夠平穩(wěn)安全地行駛。在我國經(jīng)

2、濟快 速發(fā)展及交通運輸爆發(fā)式增長的情況下，其運營的車輛荷載等級在不斷提高；另 一方面路面乂直接暴露在環(huán)境中，受到空氣、雨水等綜合侵蝕作用，因此，道路 路面工程的運營環(huán)境復(fù)雜而惡劣。為了延長道路的使用壽命，每年都需要花費較 多的人力和物力進行路面層的修復(fù)、替換和養(yǎng)護。因此，總結(jié)道路路面工程的設(shè) 計要點，根據(jù)目前道路工程的運營現(xiàn)狀，選擇適宜的路用材料，非常必要。本文 分別從路面結(jié)構(gòu)承載特征、道路路面結(jié)構(gòu)類型和路面設(shè)計要求等方面探討道路路 面工程的設(shè)計要點；并分析路用材料的選擇，水泥與瀝青路面的差異與選用原則, 剖析目前不同種類瀝青路面的結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用環(huán)境，從而為路用材料的選用提供 參考。1道路路面

3、工程的設(shè)計要點1.1路面結(jié)構(gòu)的承載特征道路路面層構(gòu)造及車輛荷載作用下的受力情況如圖1所示。路面層的主要功 能是提供車輛行駛，因此車輛荷載作用是設(shè)計的主要考慮因素，此外車輛荷載作 用下的路面層開裂也是引起路面系列病害的直接因素。根據(jù)車輛荷載作用下路面 層的受力特點，可以將路面分成面層、中間層、基層和路基。在車輛荷載作用下, 車輪與路面接觸面以下100150mm以內(nèi)是高應(yīng)力區(qū)域，這些區(qū)域直接受到輪壓 作用，因此受力非常顯著，也是病害發(fā)生的主要地方，一般需要在這部分區(qū)域設(shè) 計采用高強度的材料作為面層，抵抗結(jié)構(gòu)受力。面層以下是中間層，主要是保證 與上部面層的有效連接，同時將車輛荷載更加均勻地擴散傳遞，

4、避免車轍病害發(fā) 生。基層是路面承受車輛荷載總體壓彎作用的開裂區(qū)域，該區(qū)域拉應(yīng)力水平最高, 因此要求具有較好的抗裂性能，一般需要一定的厚度保障。面層、中間層和基層 構(gòu)成了路面結(jié)構(gòu)，而路面結(jié)構(gòu)支撐在路基結(jié)構(gòu)上，路基是保證路面承載均勻、變 形統(tǒng)一、受力穩(wěn)定的關(guān)鍵。圖1路面層構(gòu)造及車輛荷載作用下的受力圖示1.2不同路面結(jié)構(gòu)的類型及特性目前道路路面工程的結(jié)構(gòu)類型主要有柔性路面、剛性路面和半剛性路面，不 同路面的結(jié)構(gòu)特性存在較大的差別，其應(yīng)用范圍也不同。（1）柔性路面是結(jié)構(gòu) 剛度較小的路面層構(gòu)造，在車輪荷載作用下會產(chǎn)生較大的彎沉效應(yīng)，其設(shè)計的核 心是將路面荷載傳遞到道路路基上，使得路基作為主要承載體。柔性

5、路面通過抗 壓和抗剪進行荷載傳遞，各種瀝青混凝土面層和瀝青碎石面層屬于柔性路面。（2）剛性路面則是整體剛度較大的路面結(jié)構(gòu)，其抗彎和抗拉的強度較大，常用 的水泥路面就是剛性路面的代表。（3）半剛性路面則是柔性路面（瀝青路面層） 中有超過150mm的半剛性基層，從而能夠發(fā)揮半剛性基層的抗彎承載效果。目 前半剛性路面在我國應(yīng)用越來越多，通過頂部柔性面層提供較強的抗壓和抗剪作 用，減少上部結(jié)構(gòu)的局部破壞；通過底部半剛性基層提高其抗彎和抗拉性能，減 少基層開裂風(fēng)險，從而能夠提高路面層的整體受力性能和使用壽命。1.3道路路面的設(shè)計要求和要點根據(jù)道路路面的承載特性、不同路面結(jié)構(gòu)型式及特點開展道路路面的設(shè)計，

6、 主要設(shè)計要點及要求如下。首先，應(yīng)該確保路面具有足夠的剛度和強度，對路面 層厚度進行設(shè)計驗算。路面在車輛荷載下既受到垂直力乂受到水平力的作用，此 外還承受車輛荷載的振動和沖擊效應(yīng)。當路面設(shè)計有足夠的強度，就可以抵抗開 裂、車轍等風(fēng)險；當路面具有足夠的剛度，則可以減少結(jié)構(gòu)的變形，減少微裂紋 的萌生與擴展，從而提高路面的使用壽命。其次，需要較好的耐久性。路面層一 方面受到車輛荷載的常年反復(fù)作用，另一方面直接暴露于環(huán)境中受到空氣與雨水 的侵蝕，在這種耦合作用機制下路面層材料很容易劣化，結(jié)構(gòu)病害也很容易發(fā)生。 因此，需要對各種路用材料的使用壽命和特性進行調(diào)研總結(jié)，選擇耐久性好、抗 老化、抗疲勞的施工材

7、料。最后，研究長壽命路面的設(shè)計理念，并進行工程實踐。 長壽命路面的設(shè)計理念在歐美國家盛行，通過加大早期對路面的建設(shè)投入，提高 路面的使用壽命。長壽命路面的設(shè)計理念是增加結(jié)構(gòu)層厚度，使得路面在各類荷 載作用下的極限拉應(yīng)變在材料抗拉強度范圍內(nèi)，這樣結(jié)構(gòu)層就不會出現(xiàn)抗裂失效, 從而延長路面的使用壽命。2路面材料的選擇分析2.1路面材料的選擇目前我國常見的路面類型是瀝青路面和水泥路面。水泥路面具有強度高、耐 久性好、剛度大、抗拉強度高等優(yōu)勢，但也存在不容易修復(fù)、行車噪聲大等問題; 瀝青路面具有行車舒適性好、噪聲低、抗高溫、抗老化等優(yōu)勢，但存在車轍病害 嚴重、容易磨蝕破壞等問題。可以根據(jù)交通通行的需求選

8、擇對應(yīng)的路面材料類型, 例如對于超載、重載嚴重的普通路段，可以采用諸如水泥路面的剛性路面結(jié)構(gòu)， 抵抗超載車輛的彎沉作用，避免車轍病害和彎拉破壞；對于輕型車輛的路段，可 以選用如瀝青路面的柔性路面結(jié)構(gòu)，提高行車的舒適性和平穩(wěn)性。對于高速公路 和一級公路等，則往往采用半剛性的瀝青混凝土路面，既能夠保證行車效率和舒 適性，還能減少不必要的結(jié)構(gòu)性病害。2.2瀝青材料的選擇對于半剛性路面，瀝青材料的選擇非常關(guān)鍵。常用的瀝青材料有石油瀝青、 乳化瀝青和改性瀝青。石油瀝青屬于基質(zhì)瀝青，由原油開采加工獲??；乳化瀝青 含有乳化劑和穩(wěn)定劑，具有很好的高溫穩(wěn)定性，對環(huán)境友好，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)； 改性瀝青是在基質(zhì)瀝青

9、中摻入高分子樹脂聚合物、橡膠粉等改性劑，具有高溫穩(wěn) 定性和低溫抗裂性，能夠提高路面的使用壽命。但同時，不同瀝青材料的價格也 有差異，因此需要根據(jù)建設(shè)特點選擇瀝青材料類型，目前改性瀝青因為使用壽命 長、裂縫少、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢應(yīng)用越來越多。2.3瀝青集料的選擇集料是瀝青混合料的骨架，對于瀝青面層的受力性能、結(jié)構(gòu)強度具有直接的 影響，因此需要對集料的選擇進行特別規(guī)定。粗骨料應(yīng)該保證具有一定的硬度和 強度，同時保持潔凈、干燥、無風(fēng)化及無有害雜質(zhì)，一般選用碎石和碎礫石，且 粗骨料需要有較好的顆粒形狀和良好的級配。細骨料宜選擇天然砂和人工砂，保 持潔凈、干燥、無風(fēng)化及無有害雜質(zhì)。根據(jù)瀝青混合料所需達到的力學(xué)性能和路 用性能，需要進行級配設(shè)計，使得瀝青混合料的壓實密度、孔隙率、飽和度、車 轍穩(wěn)定度等指標滿足要求。結(jié)語市政道路工程設(shè)計是一門綜合性強的工作，設(shè)計者要把握要點，眼界開闊、 經(jīng)驗豐富，需要不斷的學(xué)習(xí)提高，才能設(shè)計出人情味、人性化的道路，避免問題 道路出現(xiàn)，確保出行交通安全。參考文獻殷文琴.道路路基路面工程設(shè)計要點J.交通世界，201