淺談道路路面及其路基設計

李秀紅

【摘要】路基及其路面一直是道路設計的重點，本文通過結合筆者從事市政道路設計實踐總結，歸納了路面及其路基設計原則及標準，從多方案對比論證來探討路面及其路基設計可優選的方案，從而保證路基設計的安全合理。

【關鍵詞】市政道路設計；路面設計；路基排水；路面結構

1、引言

對于道路的路面及其路基設計應當根據道路使用要求及沿線氣候、水文、地質等自然條件、施工條件、材料來源，密切結合當地實踐經驗進行路面技術經濟綜合設計。本著技術先進、合理選材、方便施工、利于養護、安全適用、經濟合理的原則進行路面設計。

2、路面結構設計

2.1設計標準

根據《公路自然區劃標準》（JTJ003-86），設計市政道路位于Ⅳ7（華南沿海臺風區）。路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論，以設計彎沉值和瀝青層底拉應力為設計指標，計算路面結構厚度。路面設計采用以雙輪組單軸軸載100kN為標準軸載。瀝青混凝土路面設計使用年限15年，水泥混凝土路面設計使用年限30年。

2.2路面類型比選論證

市政道路常用的路面結構類型有兩種，即水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面。選擇何種路面類型，應從使用要求、交通量大小及組成、當地的氣候和自然環境、路基條件、材料供應、施工及維修養護水平、資金籌措、節約能源、環境保護等方面進行綜合分析比較后作出抉擇。

（1）從路面的技術適應性（結構功能）進行比較。瀝青混凝土路面顯著特點是抗變形能力強，荷載應力大部分由基層承擔，路面結構對土基性狀（土基模量）的改變極其敏感，對集料的要求很嚴格。水泥混凝土路面最顯著的特點是剛性大，有良好的抗疲勞性、較高的抗壓強度、抗彎拉強度及抗磨耗能力，其承載力大，穩定性好；但板體對于超載所引起的反映特別敏感，一旦載重超過極限，則路面板發生斷裂，同時在板角會產生應力集中，極容易產生斷板現象；水泥混凝土路面在使用中后期，路面防滲水能力差，降水通過板縫下滲到基層、土基，使基層發生唧泥，使土基軟化失去承載力，最終導致結構層提前破壞。

本路段沿線土（巖）性主要為白云巖、砂巖、灰巖，這種巖石風化后多為砂性土（或土質砂），其滲透性強，壓實性好，不存在大范圍的不良土質，這對兩種路面結構均有利。由于氣候條件的原因，瀝青混凝土路面可能出現高溫車轍、低溫縮裂、坑槽水損害等病害，而水泥混凝土路面則容易出現板底脫空、唧泥、沖刷基層、面板彎曲等病害；同時本路段交通量中、大貨及大客車型所占比例較大，在這類重軸載車長期作用下而水泥混凝土路面則容易出現裂縫、斷板等病害。

（2）從路面使用性能（表面功能）進行比較。路面平整度對路面的使用性能影響最大，它直接影響車輛運行的平穩性和駕駛人員的舒適性；路面平整度不良還會增加車輛的運行費用，加速路面損壞。瀝青路面剛度低，有較好的減振和吸收能量效果，因此瀝青路面具有很好的平整度（即使路面破壞后平整度易于修復），行車平穩、舒適，噪音小，但路面泛油和石料磨光后易造成抗滑性能下降。水泥混凝土路面夜間行車誘導視線良好，但剛性大，減振性能差，行車舒適性差，噪音污染大，路面磨損后抗滑性能大大降低而影響行車安全，恢復路面的抗滑性能困難。且水泥混凝土路面修復較瀝青路面困難。

（3）從施工技術與質量控制水平對路面結構的影響進行比較。瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求建設單位配置先進的施工設備，達到較高的施工技術水平和質量控制水平，兩類路面的優點都必須在高質量控制的基礎上才能發揮。

（4）從生態平衡與環保效應進行比較。在相同的技術標準條件下，汽車行駛在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面上的排氣污染情況無大的差別，但是水泥混凝土路面的噪聲污染明顯高于瀝青混凝土路面。

（5）從經濟效益進行比較。根據市政道路建設經驗和資料研究表明，單純從建設和使用養護來比較，水泥混凝土路面總費用現值略優于瀝青混凝土路面總費用現值。但考慮到整個社會效益，瀝青混凝土路面的社會效應要優于水泥混凝土路面的社會效應。

綜合以上的比較分析，并結合當地實踐經驗等方面綜合分析，全線除收費站采用水泥混凝土路面外，其它采用瀝青混凝土路面結構。

2.3路面結構層方案比選論證

（1）采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）和細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）上面層的比較論證。SMA路面較改性瀝青混凝土路面在抗壓強度、耐高溫穩定性、水穩性、抗滑能力、平整度和抵抗收縮變形的能力等路用性能上要好，但SMA路面對原材料質量技術要求高，對施工工藝要求也高，價格相對要高，對應本路段交通量不大的情況下性價比不高。通過多條市政道路的經驗總結，新的瀝青路面設計規范對細粒式改性瀝青混凝土的級配作了改進，對防止瀝青混凝土早期破損起到了很好的作用。如果對瀝青進行改性，改性瀝青混凝土路面的路用性能會有較大的提高，造價也要稍高。綜上所述，推薦4cm細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）作為上面層。

（2）6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C）中面層。中面層應具有高溫抗車轍、抗剪切、密實、基本不透水的性能。總結廣東地區多條市政道路建設經驗，使用中粒式瀝青混凝土（AC-20C）完全能滿足中面層的功能要求。

（3）8cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）下面層。下面層應具有高溫抗車轍、抗剪切、密實、基本不透水、耐疲勞開裂的性能。總結廣東地區多條市政道路建設經驗，使用粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）完全能滿足下面層的功能要求。

3、市政工程中路基與路面中排水系統的設計與防護措施

市政道路路基與路面中的排水系統，在設計時要考慮到工程的實用性和經濟性，除了一些必要路段以外，其它路段的排水系統基本都采用自然的漫流，在設計的時候，要讓排水系統不僅可以滿足工程本身對排水的要求，同時，還要考慮到能否與整個市政工程的排水系統組成一個完整的體系。在對道路的路基排水系統進行規劃時，要縱觀全局考慮工程的施工特點，對排水系統進行一個合理的整體布局，盡量少占用農田，不占用經濟用田。另外，還要結合道路建設當地的氣象條件，地質、地貌以及水文特點等，使排灌系統與道路建設的周圍環境相適宜，重視對自然環境和生態環境的保護，防止因為工程施工而引起的水源污染和水土流失等現象的發生。對于本工程來說，由于道路的路線處于平原地區，在地形方面，它的自然坡度比較平緩，結合道路沿線的一些河流、溝渠可以將一些水盡量就近排到溝渠中，針對一些排水不暢的地段，設置一些蒸發池來幫助排水工作有效的實施。市政道路建設中的路面排水工程，應該結合當地的氣候特點，降水量以及地形地貌的特殊性，來對路面的排水設施進行合理、科學的布置，進而確保路基、路面的穩定，使車輛可以在路面上安全的行駛，同時，也最大限度上保障排水的暢通。

綜上所述，要想提升市政道路基及其路面建設的整體質量，就需要建設單位的建設工作要做到深入、有效，工程設計的時效性要得以保證、施工企業的管理工作要到位。除此之外，還需要相關的政府部門要確立路基及其路面設計的合理化和工程施工的標準化，只有各方共同努力，才能使市政道路的建設取得良好的效果。

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