市政道路路面结构设计及病害防治措施姚荣

市政道路路面结构设计及病害防治措施姚荣

姚荣

株洲市规划设计院湖南株洲412000

摘要：城市路网中复杂的受力环境和纵横交错的构造物使市政道路在设计和应用中面临较多的挑战，本文针对市政道路的应用现状，阐述了目前进行市政道路路面结构设计的主要内容，并分析了应用中常见的病害类型和产生原因，提出了相应的防治措施，期望为市政道路的设计和管理人员提供借鉴。

关键词：市政道路；路面结构设计；病害类型；防治措施

引言

市政道路承担起城市交通功能，不仅关系城市的发展和交通保障，更关系城市居民的日常生活。良好的路面使用状况有利于提升道路通行效率，减少事故发生率；合理的路面结构设计能提高路面使用寿命，减少病害的发生，从而减少经常养护维修对居民的影响。因此，文本对市政道路的路面结构设计和常见病害形式进行研究，分析病害产生的原因，提出市政道路常见病害的防治措施，以达到提高城市道路服务质量的目的。

1市政道路路面结构设计

1.1道路材料设计

市政道路的路面材料大多为沥青混凝土，少部分特殊路面为水泥混凝土，如加油站、部分公交停靠站等。采用沥青混凝土养护维修较为方便，夜间施工不影响次日通车，而且柔性路面结构能营造舒适的行车环境，但是较水泥路面产生病害较多，强度不足。根据市政道路提供的功能不同，部分道路需要进行专门的材料设计，例如彩色的非机动车道、人行道等，可以加入染色剂；公交专用道需要采用高强度集料和沥青；在公交停靠站等特殊部位为防止车辆停启频繁产生的横向剪切力需要加入添加剂等[1]。另外，在地势较低的区域为防止城市内涝和路面积水，或者是基于海绵城市中的附属建造物，需要对级配进行设计，采用多空隙沥青混凝土达到排水要求，为增加车辆的抗滑能力选用的大粒径沥青混合料等。

1.2路面结构层组合设计

在设计中需要充分考虑面层结构的适用性，沥青混凝土路面最为柔性材料如果结构形式选择不当，将会导致后期病害频发。由于城市道路荷载的特殊性，路面结构大多采用的是多层组合设计，包括上面层、中面层和下面层。上面层主要为功能层，具有抗滑、耐磨等作用，一般采用细粒式结构，中下面层是承重层，采用中粒式及粗粒式结构，在承载的同时还具有抗裂的作用。基层一般采用半刚性基层，在进行路面结构层设计时，需要根据荷载和设计交通量进行模量计算，以保证结构的强度要求[2]。

1.3路面结构层厚度设计

路面结构层设计较厚时会导致工程造价升高，而且柔性面层过厚时容易导致车辙病害的发生，厚度设计小时，会导致结构应力分散不均，诱发路面的多种病害。作为路面结构有限元计算中的重要内容之一，路面结构层的厚度验算有利于保证路面受力状态符合要求，一般可通过绘制的诺谟图得到。结构层厚度设计取决于荷载应力，在计算时需要注意剪应力的影响。

1.4路面结构功能层设计

在某些路面结构设计中还存在功能层，例如剪应力大的区域需要设置粘层，以增加层间粘结力；地下水位高的区域设置防水层，防止基层毛细水上升；反射裂缝多的区域设置应力吸收层，以减少基层裂缝对面层的危害。功能层大多是撒布几厘米厚的特殊沥青实现，在实践应用中具有良好的效果[3]。

2当前市政道路路面存在的病害

2.1路面基层发生破坏

基层结构作为路面结构的主要承重层，对于市政道路的使用寿命具有决定性作用，而且刚性、半刚性基层破坏之后维修困难，路面结构的大中修将付出很高的代价。路基结构破坏的发生既有施工方面的因素，也与当地的地质水文环境有关。某道路新建路基发生弹簧现象，混合料随着轮迹发生隆起，脚踩上去如橡皮泥，此外路基材料松散，不结硬，弯沉不达标等都容易造成后来的路面病害。

2.2沥青路面裂缝、沉陷

沥青路面的裂缝主要有纵向、横向、井周环装、网状裂缝及反射裂缝等类型，而且路面裂缝往往会带来路面发生沉陷现象。各种裂缝产生的原因不同，网状裂缝一般由于沥青混合料的质量问题，抗裂性和强度不足引起路面开裂；反射裂缝是由于基层收缩开裂引起或者旧路面进行“白加黑”改造引起的；纵横向裂缝多数是由于施工原因导致，接缝未处理好或者不同结构物之间引起不均匀沉降引起的。

2.3沥青路面容散、脱皮

当市政道路出现裂缝不及时进行处理时，容易引发面层的松散脱落，主要是由于沥青材料在长期使用之后粘结力不足，集料从表面脱落，施工时沥青混合料的碾压温度不足也会导致这种现象产生，当各结构层之间粘结不良时，就会出现块状脱落现象。

2.4沥青路面车辙

市政道路中车辙的出现一般产生于新建道路，近几年来城市的热岛效应显著，能够满足“道路煎鸡蛋”的城市越来越多，在高温环境下柔性路面的抗剪能力严重下降，在车轮荷载的作用下，混合料向轮迹两侧拥挤形成车辙，如图5所示，且一般为永久性的结构性车辙。车辙的形成严重影响到了驾驶安全，一方面由于某些施工单位选用的沥青粘度不符合要求，导致在高温环境下粘度下降明显，粘结力不足；另一方面重载超载现象也是导致路面产生车辙的重要因素[4]。

3市政道路路面病害的防治措施

3.1基层病害的防治措施

为防止基层病害产生，需要保证混合料在接近最佳含水量状态下碾压，当基层厚度较高时采用分层压实，并严格对压实度进行检测；采用分段施工时，需要保证在接茬处碾压重叠3～5m；严格控制配比和细料含量，注重养生工作，防止水分散失过快；当面层结构出现严重破坏，需要处理时，开挖要彻底，水稳基层要保证足够的养生时间，做好强度和弯沉检测，必要时进行换填。

3.2沥青路面基层裂缝处治

市政道路路面裂缝一般采用以下方法进行处治：（1）确保路面结构下方的管涵等压实质量符合要求，特别是井周和构筑物边缘等；（2）加强施工作业管理，尽量进行一次性作业，充分压实施工缝，可采用骑缝搭接碾压等措施；（3）面层施工时需要彻底清理基层，并喷洒透层油；（4）进行工程罩面养护时，做好“防反”措施，当病害严重时视情况处理基层，必要时采取注浆和换基等措施。

3.3沥青路面松散处治

针对沥青路面出现松散现象，需要加强施工监管，保证混合料的碾压温度和压实度符合规范要求；在铺筑上面层结构时及时清理下层表面的泥土、杂物，必要时喷洒粘层油；处理小块的脱落时，尽量连同周边一起处理，建议采用高粘沥青，并处理好基层。

3.4沥青路面车辙处治

选用高粘沥青进行车辙病害的处治，采用密实性沥青混凝土以增强混合料的抗剪强度，同时在高温季节加强交通管制，防止重载和超载现象产生。

3.5沥青路面水损害处治

路面结构作为城市排水的通道之一，首先在路面结构上可以设置排水式路面结构层，充分利用道路横坡、纵坡进行表面排水。选用高粘沥青和干净的集料能增加沥青和集料的粘附性，增强抗水损害能力。地下水位较高时，为防止地下水的侵蚀，需要设置隔水层和防水层，及时进行排水井的清淤工作，确保排水系统畅通。此外，需要完善城市的综合排水系统，防止路面积水无处可排。

结束语

合理地进行市政道路的路面结构设计，可以有效防止路面病害的产生，在路面结构设计中需要积极的引进新材料、新方法，以提高路面建设质量和服务水平。同时，与普通公路类似，市政道路需要加强平时的养护管理，及时采用预防性养护措施，放病害于未然，出现病害的区域维修要及时彻底，做好与相交工程的综合处理。

参考文献：

[1]吴昊.市政道路路面结构设计及病害防治措施[J].低碳世界，2017（32）：238-239.

[2]丁劲松.市政道路路面的结构设计及病害防治措施探讨[J].低碳世界，2015（24）：227-228.

[3]佚名.市政道路路面的结构设计及病害防治措施分析[J].价值工程，2018，37（28）：218-219.

[4]李彩凤.市政道路路面的结构设计和病害防治探讨[J].科技创新与应用，2015，5（6）：216-216.