新型路面结构以及高性能路面材料实施刍议

新型路面结构以及高性能路面材料实施刍议

王波

中都工程设计有限公司 成都 221000

摘要：市政道路工程是交通事业发展的重要基础，在市政道路工程建设中，需要对新型路面结构进行全面掌握，基于不同路面结构来完成具体的市政道路工程施工，降低市政道路路面在使用中的破坏程度，延长市政道路使用寿命。

关键词：路面结构；高性能；改性材料；路面承载性

新型路面结构主要是沥青混凝土路面以及水泥混凝土路面，在研究高性能路面材料应用方面，可以通过对传统路面材料的改性优化，基于沥青改性路面材料、混凝土改性路面材料的优势和作用，对市政道路路面性能的完善和改进做出积极贡献，使国内市政道路建设质量与国际接轨。

一、新型路面结构

（一）沥青混凝土路面

1.贫混凝土路面

新型路面结构类型较多，其中被广泛使用的是沥青混凝土结构路面。沥青混凝土结构路面，是基于沥青和混凝土材料为基础，通过路面结构设计，保证市政道路工程稳固耐用，并且提高交通出行舒适度的一种方法。沥青混凝土结构路面，按照路面性能和特点，又可以进一步细分。贫混凝土路面结构，在市政道路工程中使用较为普遍，尤其是在很多高速市政道路建设施工中，可以展现较大的优点[1]。贫混凝土路面结构，采用了较粗等级的骨料，并且按照科学的配比，与水泥以及其他辅助材料混合而成，这种混凝土路面的整体强度较高，尤其适合高速市政道路这样存在较大交通摩擦的情况。贫混凝土作为路面基础层，可以起到较好的稳固性作用，在路面受到较大挤压和承重，以及雨水等冲刷时，贫混凝土路面不易出现松散和坍塌。

2.永久性路面

永久性路面则是基于沥青混凝土结构设计，通过加厚等方式来提高路面强度，能够承载长期和较大的交通压力。永久性路面的优势非常显著，这种路面不易破损，并且能够提高车辙抵抗力。通过研究发现，造成路面破坏的原因，很大一部分是由于车辙造成。市政道路交通规则造成车辆沿着同样的线路行驶，车辙印记不断重合的状态下，路面就会留下车辙印，使得该局部路面出现较大磨损。永久性路面可以应对这种情况，因此在较高承重等级的市政道路建设中，经常采用这种永久性路面结构[2]。永久性路面结构，采用多层骨料结构，在路面表层采用高密度等级的骨料，这种骨料配比中增加了外加剂，如凝胶剂和加密骨料等，使得混凝土材料凝结性显著提高，骨料不易出现松散，可以承受更强的摩擦和重力。这种骨料在施工中通过碾压等压实操作，骨料之间的空隙被最大程度压缩，因此密实度明显提高，有利于市政道路路面抗疲劳和抗磨损性能增强。

3.多孔排水路面

多孔排水路面是近年来经常使用的市政道路路面结构，这种路面具有较好的排水性能，能够避免路面积水问题的出现。多孔排水路面结构，主要是基于高透水性材料原理，利用路面结构来将积水渗透到路面下层并有效排出，这对于减少路面在暴雨期间的水膜厚度有显著效果。对于市政道路路面而言，在暴雨过后由于排水不畅，水膜厚度会明显增加，水膜厚度越大，对于市政道路交通的影响越大，如增加路面车辆打滑，造成更多交通事故等[3]。多孔排水路面结构，采用了孔隙率较高的材料，如粗骨料以及纤维等，通过合理配比达到路面强度等性能指标的同时，可以提高路面透水性，当暴雨期间路面短时间积水时，雨水不会在路面表面流经，而是可以快速渗透到路面之下，并经由这些孔隙向周围排出。由于多孔排水路面可以有效缓解雨水积聚，可以显著控制市政道路交通中车辆溅水、打滑等问题，是市政道路路面结构优化的重要方向。

（二）水泥混凝土路面

1.传力杆路面

水泥混凝土路面具有较强的性能，是目前市政道路路面结构的重要形式。水泥混凝土路面结构形式较多，传力杆路面是其中较为常见的类型。原有的市政道路路面结构设计中，无法很好地解决路面错台问题，也就是在行车过程中，经常出现路面对车辆的阻碍，发出“咯噔”声音，并且加剧行车颠簸感[4]。在水泥混凝土路面结构设计上，可以在水泥混凝土衔接缝隙处，增加传力杆结构，该结构可以消除路面衔接缝的外力影响，减少路面错台效应。

2.钢筋混凝土路面

钢筋混凝土路面，是近年来市政道路施工中较为常见的方式。这种路面结构将钢筋作为市政道路结构的框架，在钢筋基础上进行水泥混凝土浇筑，可以强化路面强度，尤其是在一些市政道路施工区域存在软土层地质条件的情况下，钢筋结构路面能够有效抵御软土层流动性强，稳固性差的缺陷，保持路面结构坚固耐用[5]。由于钢筋路面的这种性能优势，在存在地下采空区等情况下，也经常采用这种路面结构。

3.钢纤维混凝土路面

钢纤维结构路面是基于钢纤维材料与水泥、混凝土材料进行配比结合，通过纤维结构来强化水泥水泥混凝土结构。钢纤维具有较好的结构拉力效果，可以保持路面结构不变形。钢纤维结构路面设计上，根据路面施工情况，除了在混凝土搅拌过程中加入纤维辅料外，还可以通过整个钢纤维层作为路面基础层。

4.小块水泥混凝土路面

小块水泥混凝土路面，是通过对水泥路面进行分割，形成多个没有钢筋框架的结构，这种路面结构通过科学设计进行切缝，可以防止由于路面表面区域过大造成的路径承载力降低问题

[6]。通过力学原理可知，路面表面范围越大，单位面积承载力越低，从而容易造成路面长期使用状态下的损坏。小块水泥通过切缝，可以改变路面应力情况，每个独立的小区域路面都能够形成较强的路面压力支持，可以降低路面坍塌、沉降等发生。

二、高性能路面材料实施路径

（一）沥青改性路面材料

1.物理改性路面材料

市政道路路面设计中，要积极研究高性能材料的运用，提高市政道路路面结构性能水平。对于沥青路面而言，改性材料包括了物理和化学两个方面。物理改性材料，是基于物理原理改变沥青混凝土结构路面性能，提高路面强度和稳定性。物理改性材料进一步细分为玻纤格栅和纤维沥青。玻纤格栅改性材料，是基于沥青混凝土路面结构基础，增加玻纤格栅结构[7]。玻纤格栅是将玻璃纤维制作成格栅形态，格栅可以由横向和纵向两个方向的应力作用，可以牢固将 沥青混凝土材料凝聚起来，避免其在长期承受较大的交通压力下，出现路面裂缝和疲劳。玻纤格栅改性材料的关键，是玻纤格栅制作工艺技术。玻纤格栅的格栅网状结构，直接影响到格栅拉力，因此要根据路面设计来编织和铺设。

2.化学改性路面材料

化学改性材料是依据化学原理，通过化学手段得到高分子材料。化学工艺技术可以实现改性路面材料的高度聚合，并实现更好地性能改良目的。如目前市政道路新型材料中的热塑材料、橡胶材料、树脂材料等，都具有较好的抗压性和弹性。用于市政道路路面结构，可以改变交通压力抵抗性能，如热塑改性材料弹性较强，当路面承载压力时，路面会基于弹性作用，减少路面和路基受力，降低路面损坏的发生。

（二）混凝土改性路面材料

1.玻璃纤维混凝土材料

玻璃纤维混凝土材料，是在路面材料中加入玻璃纤维，通过玻璃纤维性能，改变传统路面材料性能。玻璃纤维改性材料，具有较好的复合型特征，可以发挥各种材料的优势，并且在路面使用中，可以有效抵抗由于交通压力造成的路面变形问题。

2.再生玻璃混凝土材料

再生玻璃是将回收的玻璃原料进行充分碾碎，掺入到水泥混凝土材料中，经过有效的搅拌形成再生玻璃混凝土路面改性材料。这种材料不仅具有较好的性能，同时符合绿色节能发展目标，是高性能路面材料探索的重要方向。再生玻璃可以改善传统路面材料的渗透性，并可以显著提高路面抗摩擦能力。在同等的路面试验中，发现再生玻璃混凝土路面可以降低车辙影响，并延缓路面使用过程中出现的沥青水泥渗漏问题。这种材料经济性、环保性以及实用性都非常强，在市政道路路面施工中使用率不断提高。

结束语：

新型路面结构设计，对于提高路面性能和使用寿命具有重要作用。在路面结构优化和完善中，要积极采用高性能路面材料，提高市政道路建设整体水平，为道路交通事业发展保驾护航。

参考文献：

[1] 苏光辉. 水泥混凝土路面裂缝成因及综合防治措施--以印尼CISUMDAWU公路项目为例[J]. 工程技术研究, 2021, 6(15):2.

[2] 范益翔. 高性能薄层铺装技术在路面预防性养护中的应用研究[J]. 交通科技与管理, 2021(31):2.

[3] 牛敏强, 王安怀, 邓明超,等. 典型倒装式基层沥青路面结构力学响应对比研究[J]. 交通科技, 2021(4):5.

[4] 薛爱新, 王洁光, 王海军,等. 高速公路沥青路面裂缝发展对路面结构性能的影响研究[J]. 中外公路, 2019, 39(3):5.

[5] 黄智华, 陶敬林, 刘妍. 高速公路改扩建工程路面加铺结构层力学响应分析[J]. 湖南交通科技, 2019, 45(4):5.

[6] 张宜洛, 邓展伟, 郭创. 基于动载作用的组合式柔性基层路面典型结构优化设计研究[J]. 中外公路, 2021, 41(3):8.

[7] 李琦玮, 刘偶俞. 砂岩混凝土复合路面力学分析及结构优化设计研究[J]. 工业安全与环保, 2019, 45(12):6.