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    市政道路路面结构设计及病害防治措施

    时间：2023-06-30 09:30:05来源：百花范文网本文已影响人

    程斌

    （梧州市城乡建设规划设计院，广西 梧州 543000）

    城市的美观度和吸引度，多多少少都受城市道路通畅度和美观度的影响，每个美丽城市的建设上必不可少的就是注重城市道路的设计、安全和建设。在城市化路网的不断推进之下，传统的市政道路逐渐被优化，市政道路的建设项目也不断增加。本文从市政道路的路面结构的结构层组合、材料、厚度、功能设计和道路施工材料等方面入手。在道路病害方面，提出几种策略去延长道路的使用周期，减少因为维修对日常生活造成影响[1]。

    1.1 道路结构层的组合设计

    在道路规划中，重点在于在实际投入后，公路的利用状况是否具有可操作性。在道路设计中，必须考虑到周边环境的影响，并结合城市道路的特点和需求，采取不同的结构层间组合设计。在城市道路上，沥青混合料是一种特殊的柔软材料，既有优点，也有缺点，在施工的时候，要注意的是结构的选择。城市道路结构层的设计若不合理，会造成路面损坏，从而诱发公路病害。在设计路面时，应充分考虑到路面所需要的交通量。在设计的时候，要根据路面的厚度、种类等情况以及路面的承载力，选用不同的材料，保证路面的正常行驶[2]。

    1.2 道路结构层的材料设计

    在对市政道路的路面设计要有全局性的观念。根据其实际情况，设计出最优方案。在大多数道路设计情况之下，都要在市政道路工程的项目之中实现经济效益最大化的结果。在道路结构层的材料设计方面选用价格适中的材料，但是没有考虑实际的路基路面施工会受其材料的限制，因为适中材料的功能有效，会大大限制道路建设的质量的提升。因此，在道路材料设计的过程之中，要根据道路的质量情况和使用年限来进行经济效益最大化设计更为科学的方案，在此方案之中能够明确道路的最高要求，并全面优化道路材料的使用方案。

    在选用市政道路面层或结构层中所需要材料时，市政人员要根据现场的实际状况进行选择。因此，可选用普通沥青混凝土、沥青瓦砾，或选用较新型的多孔沥青混凝土材料对部分城市道路面进行浇筑，或选择不同的沥青混凝土材料进行城市道路路面设计。在实际建设中，市政单位要着重考虑道路要求，正确测算道路压力，并选用具备较好耐压性能的建筑材料。对受压性能不好的混凝土表面层，可采用添加防锈剂来强化道路，以达到承受荷载的需要。

    1.3 道路结构层的厚度设计

    道路设计不仅要考虑以上两个设计方案，也要考虑道路的厚度设计，厚度的不合理设计极有可能造成工程项目的总价上升。在道路设计之中要进行有限元计算的考量，根据道路路面的受力情况提供良好的数据基础设计道路结构层厚度问题。在道路结构层的厚度设计之中对其厚度的结构分析，保障其内部荷载力能够符合使用的需求。以免因为厚度的选择问题导致柔性面层增加车辙病害的出现风险，厚度过小的同时也会导致路面结构的受力分布不均匀，从而使路面的病害问题加重[3]。

    1.4 路面结构的功能设计

    在道路结构方面还存在功能层设计，在剪应力打的区域需要设计粘层来增加层次之间的黏力。在地下水较高的地域在道路路面的设计中设置防水层来保障基层毛细水不会出现上升影响道路的内部结构。在反射裂缝多的区域另外设置应力吸收层，减少裂缝对于道路路面的损害。

    1.5 结构层组合设计

    路基构造一般按照工程特点分成地面、路基等几个阶段。技术人员可以按照各种工程建设要求进行组合设计。车轮对道路产生不同范围的冲击且为矩形，压力大载荷小，因而工程技术人员可以根据道路设计中的交通量和过载量，同时对过载的轴载量加以控制，使之在30MPa～40MPa。另外，又因与道路设计中的强度关系直接，因此市政府有关主管部门应当重视设计参数，并确定其价值的合理性，以防止因其价值过高而削弱整体结构的安全性。

    在市政道路建设的过程中，往往雨季建设施工道路，对施工要求更高，施工困难更大，在施工的过程中，更容易出现偏差。在正常的施工条件下，市政道路建设施工后，也会出现由于雨季导致的路面积水、路面塌陷、路面裂痕等状况。在市政道路建设的过程中，一些施工单位没有考虑到上述问题。只考虑到施工项目的美观性和实用性，却对道路建设施工使用运行后，所出现的一些问题没有进行预判性。导致路面，会出现一些潜在的问题及病害。因此，在今后的市政道路建设中，为了确保道路质量，高效的道路运行。必须累积日常建设施工中，存在的问题，有针对性地进行分析，确保合理的、有效的、有质的，建设施工方案落地[4]。

    2.1 路面一般性的损坏

    一直以来路面中，常常因为路面积水、裂痕、塌陷一系列的问题，影响行人行走、车辆行驶乃至路面清洁等，更严重的会导致安全事故的发生。那么就要对不同的路面建设中材料的分析。路面大面积积水，在经过重型汽车的碾压，会导致防水层渗水。防水层渗水后，会导致路面坑坑洼洼，局部有裂痕，基础面层结构遭到严重破坏，松垮甚至成粉末状。

    2.1.1 车辙

    在行车过程中，道路也会不断遭受影响，在不断累积中就会产生永远凹槽现象，即为车辙。而沥青等级、温度、混合比，以及道路荷载等都是产生车辙的重要因素，但同时由于施工中压实操作不规律，在后期使用时也容易出现车辙。因为沥青及混合材料之间存在着一定的黏性、流动性，且由于车轮不断转动而使温度增加，故易于形成横向剪切流，进而产生车辙。此外，若浇注时沥青的浓度过高，则粘性减弱，加之细材及矿粉混入含量超标时，更会形成不同深度的车辙。

    2.1.2 裂缝

    纵向裂缝一般指由于在混凝土表面层扩散对焊缝的处理不当，产生带有纵向特点的裂缝。另外，一旦道路压实不平衡，也容易产生下陷和开裂，通常发生在道路一半开挖一半填充的地方。裂缝按照其产生因素分两类：①无压力裂缝，如未及时处理，雨水浇筑时会对路面产生严重破坏；
    ②压力裂缝，大多因浇筑不规则、施工错误及超载造成，使得地基的拉应力超过了疲劳限度而造成裂缝产生[5]。

    2.1.3 翻浆

    当气温逐渐下降时，土壤中的薄膜水也会结冰。而当冻结线维持到一定深度后，土壤下层的薄膜水凝聚形成结冰线，从而产生多冻层，里面包含了相当数量的特定物体。此时，因冻结线的不断减少，产生了更多冰沉积物，造成路基土冻胀，路面升温，并产生冻胀裂纹。再由于季节的不同，随着气温增高，按照特定形状从高处开始逐渐消融，道路中间的消融速率逐渐超过道路两端，积聚了水分，对路面的承载力也开始逐渐减少，当路面被碾压后，在裂隙中抽出泥土构成了翻浆的状态。

    2.2 路面排水系统不畅

    一条质量好的道路，必须基于良好的路面排水系统的基础上得以实施。一些路面的排水系统不好，直接影响雨季及恶劣天气排水不畅引发的一系列的问题发生。最直接的问题，导致路面的积水。积水量的多少及排水的速度，直接影响道路的有效使用且形成了病害，严重损坏道路。

    在道路建设施工前的各个环节中都要严格按照施工标准落实。一定要把在道路施工的过程中所涉及的季节、天气以及地质因素充分的考虑到施工道路设计中，以便后续道路建设实施的过程中有据可依。

    3.1 施工准备

    在城市道路、路面建设前，要做好相关的准备工作，事先与设计单位沟通协调，并请专业的施工单位进行实地考察，并在一个地方进行检测，以保证资料的一致性和精确度。通过横向、纵向各5m 处的实测资料，进行对比分析，得出合理的沥青路面厚度，为以后的施工做好准备。对建筑材料的选择和采购进行严格的控制。首先要确定沥青混合料的质量与性能是影响沥青混合料性能的重要因素，从而为沥青混合料的后期病害问题的发生奠定基础。所以，在确定后，要根据不同的材质厂商在专家的指导下进行选择，一方面要确保所用的材料具有相应的质量证书，严格地控制原料的比例和温度；
    另一方面，通过货比三家，在市场上挑选出具有较高性价比的厂商，并对其进行严格的抗压强度检测。对运送材料的车辆也要进行严格的处理，如防粘、隔热处理等，并对速度进行严格的控制，以确保安全。在前期的层层检查中，保证了后期的公路品质。

    3.2 做好道路路面厚度设计工作

    在市政道路路面厚度设计中会有很多的问题出现，在厚度中做文章，做好病害防治工作是至关重要的。往往道路路面厚度太薄就会产生塌陷问题，因此在相关设计时应做好测量工作，待一切准备工作就绪都符合施工要求时才可以根据路面选择凝固性较好的材料，在一定温度下进行铺设工作。

    3.2.1 防治车辙

    在市政部门的车辙治理中，首先，要进行沥青混料的质量控制，优质沥青的蜡浓度少、高低温特性强、黏度高、耐老化能力好；
    其次，按照设计要求和技术条件，可选择采用几种不同形式的改良剂以增加路面的性能指标。通过对混凝土材料的改造，可以提高路面的耐久性，既可防水，又具备一定的热稳定性，从而大大延长了使用寿命，可以减少路面病害的出现，从而减少了后期的养护成本；
    最后，还应注重于混合料的防剥离性能，并减少骨材料的含水量，这样就可以很有效地增加了混凝土的低温度耐裂能力和高温性能。

    3.2.2 防治裂缝

    当路面缝隙长度低于5mm，施工人员首先应彻底清除缝隙中的灰尘及碎屑物，在缝隙中预热低黏性沥青或乳化沥青，并限制缝隙深度，同时铺设粗砂，然后通过清理，夯实等作业进行修补。当缝隙长度超过5mm时，就必须首先清除缝隙，而后将细粒的混凝土材料注入缝隙，并选择用沥青砂填固。若土壤基层裂缝比较严重，施工人员可使用钢筋设计方法进行表面的重建，以合理地预防和限制裂缝产生。一旦裂缝体积过大时，则根据土壤基层强度选用乳化沥青或稀释水泥封闭层，也可铺设沥青混料于裂缝处进行封闭层处理。

    3.2.3 防治泛油

    路面由于雨水的冲刷会导致原沥青层的骨料从表面层剥落，进而产生大量游离沥青层，在雨水的影响下开始转移到地面上层，从而出现泛油的问题。一旦不及时处理，路面质量会逐步下降，坑洞情况加重。在治理过程中，要及时处理微泛油问题，同时在工程实践中，施工者要重视原料的选用及后期使用的过程，制定并落实防范油政策，严格控制各项过程，以避免道路泛油现象的发生。

    3.2.4 防治拥包

    首先，在施工过程中，路面沥青用量较大或细集料过多，容易出现拥包，因路基拥包体积增大，施工人员应检查道路基层稳定性，但如果对稳定性影响不大，则可选用人工或机器有效剥离拥包，再利用热沥青完成对路面表面的重建。其次，当地基含水率较高时，会发生与土体表面的粘附性差，或在荷载作用下发生不同程度的拥包问题。为了防止这种情况，首先要把所有的土堆都挖出来，让水分充分晾晒，然后才能进行铺装，或者用防水性能很好的材料来代替变形的基层。最后，若在施工过程中，因疏忽而向道路上撒下沥青，造成拥包，则由施工人员清除，无须多加处理。

    3.3 完善排水系统设计

    在市政道路建设施工的前期的设计环节中，排水系统的设计需要有大数据的支持、合理的设计及辩证，根据不同的环境区域，地势、地质和城市的季节性。还要考虑到建设排水系统管网的材料、年限及质量。全方位的考量，模拟制定出，各种导致排水不畅的案例，找到解决办法，完善排水系统的设计，以便于日后市政建设道路的使用运行中，避免或减少一些问题的出现。

    对于城市发展，城市道路的通畅性以及路面的美观性是影响城市影响力的重要因素。随着现代化进程的加速，市政道路建设发展迅速，路面结构设计与病害防治工作需要引起重视，关乎市政道路整体建设效果。要注重对道路的材质的选择，做好结构层的设计，加强对地形和环境的考虑，全方位地做好道路的预防和养护工作，从根源上为城市的发展打下坚实的基础。

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