市政瀝青混凝土路面設計方法探究

馬永才

摘 要：市政瀝青混凝土路面工程直接接觸著外部環境，且每天承受著大量的行車荷載，這就對市政道路路面的質量提出了較高的要求。因此，在設計時，必須采取有效措施，規范運用設計技術，嚴格執行設計規程，加強質量的控制，以確保市政道路的耐久性與穩定性，滿足行車要求。

關鍵詞：市政瀝青;混凝土路;設計方法

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0124-02

0 序言

在我國市政道路的建設中，瀝青混凝土路面是一項常見的建設內容，其設計的技術方法關系到道路的建設質量，也影響著實際的使用效果，對于確保行車的安全有著關鍵性的作用。為了充分保證市政道路工程的質量，需要認真研究市政道路路面的設計問題，選擇合理的設計方法，以提高道路建設技術水平，推動我國市政道路的健康發展，保障群眾的出行安全。

1 市政瀝青混凝土路面及其發展歷程

1.1 市政路面工程

市政道路主要建造于城市范圍內，不僅連接著城市的各個區域、各個部分，使得城市形成了一個相互連接的整體，而且也起到了城市骨架的作用，確保了城市各個相對獨立的環境空間。通過路面、欄桿以及綠化等道路設施的建設，使得群眾的生活不會被企業生產等干擾，維護了人們正常的生活秩序。在市政道路中，路基、路面以及道路附屬設施共同組成了市政道路。其中，路面工程接觸著外部環境，且每天承受著大量的行車荷載，這就對市政道路路面的質量提出了較高的要求[1]。因此，在市政道路路面的建造中，必須采取有效措施，規范運用設計技術，嚴格執行設計規程，加強施工質量的控制，以確保市政道路能夠順利承受上部荷載，保持其耐久性與穩定性，滿足行車要求。

1.2 市政路面工程技術的發展歷程

我國市政道路的發展是隨著我國經濟的發展而共同進步的，其中市政路面技術是在我國公路建設技術的學習和提高基礎上不斷地發展的。早在建國的初期，由于經濟條件的限制和戰爭的破壞，我國市政道路的路面大都是采用砂石路面和黏土路面，“天晴一陣灰、下雨滿地泥”，這就是當時我國市政道路路面使用的真實狀況。在上世紀60年代，隨著我國發現并開采了一批大油田，一些市政道路的路面采用了渣油路面，但是其質量性能不高，易損害，使用效果較差;在改革開放以后，隨著經濟實力的逐步提升和技術的進步，市政瀝青碎石路面和混凝土路面被大量采用，極大地改善了行車條件，促進了我國高等級公路和市政道路的快速發展。如今，市政道路路面的新技術被不斷開發和使用，瀝青材料由重交通瀝青發展到了改性瀝青，使得市政路面質量越來越有了保障。

2 市政瀝青混凝土路面的設計方法研究—以中德生態園環5號路為例

2.1 市政道路項目簡介

中德生態園環5號路屬于青島市的市政道路，位于中德生態園的北部，道路總長度為2633米，道路設計等級為城市次干道，規劃紅線的寬度為24米;中德生態園環5號路與7號線、28號線、24和11號線相交，原地面最大高差為22m，道路的現狀是農田、民房和果園，其中部分路段通過水塘，道路內部為居民社區，外部為空地。

2.2 市政道路路面設計流程

按照一般的市政道路設計方法，研究中德生態園環5號路設計流程，主要有如下幾點：設計標準和規范的選用→比對初擬路面結構組合設計方案→交通量的預測→擬定路面彎沉值與計算層底拉應力→選用路面結構方案。下面逐一介紹各設計流程中應用的技術方法。

設計標準和規范的選用。中德生態園環5號路設計的依據除了地形圖、勘察報告、設計方案（主管單位已批準）、設計方案審查意見書、設計合同等之外，還包括了設計標準與規范[2]。根據國家和市政行業建設的有關規定，經分析，中德生態園環5號路設計依據應選用最新的標準、規范，如：《城市道路工程設計規范》（CJJ37-2012）、《城市道路路面設計規范》（CJJ169-2012）、《公路路面瀝青設計規范》（JTG D50-2017）、《透水瀝青路面技術規程》（CJJ/T190-2012）等。

（1）比對初擬路面結構組合設計方案。設計方案經過審批，確定了中德生態園環5號路設計的橫斷面，如圖1所示。在此基礎上，應認真研究，比對路面結構組合方式，這包括了三方面的內容，即路面等級與面層類型、路面基層類型以及路面結構層次初擬。首先是開展路面等級與面層類型的選擇，在選擇中要保證適應于公路等級和交通量，合理確定設計年限之內標準的累計當量軸次。經過查表，中德生態園環5號路設計年限為十五年，路面等級為高級路面，面層可選用瀝青混凝土，累計當量軸次不大于200×104次偏低，至少應為中交通;根據以往該等級道路的設計經驗和實踐分析，中德生態園環5號路路面面層應選用雙層結構，即下層為粗粒式瀝青混凝土，上層為開級配細粒式瀝青混凝土。為了防止滲水，可增加瀝青封層和防水粘結層;在選擇路面基層時，需在保證材料的強度、水穩定性和剛度的前提下，根據地方的材料來考慮合理選用。經過調研，本地碎石較多且質量能夠得到保證，因此，中德生態園環5號路路面基層選用了兩層的水泥穩定層。初擬路面結構層時，經過比對試驗和造價分析，選用密級配瀝青混合料，細粒式高黏度改性瀝青為HVA外加改性劑與基質瀝青合成，其中基質瀝青選用SBS改性瀝青，以保證使用效果。通過試驗分析，確定SBS改性瀝青和HVA改性劑的使用設計比例為92：8。

（2）交通量的預測。經過測算，預測各年的交通量如表1所示。分析表1可以發現，到預測的末年，中德生態園環5號路依舊可以滿足交通量的需求。

（3）擬定路面彎沉值與計算層底拉應力。計算設計彎沉ld可運用以下公式：

（公式3-1）

公式3-1中，Ne為設計年限之內標準的累計當量軸次，Ac、As、Ab分別為公路等級系數、面層類型系數和基礎類型系數，本項目為城市次干路二級公路，城市次干路等級系數取1.1;瀝青混凝土面層的面層類型系數選1.0;設計荷載：以軸載100KN雙輪組單軸為標準荷載。在計算出設計彎沉值后再依此開展路面厚度的計算，開展試驗確定抗拉強度，并計算層底拉應力σm，確保σm小于允許拉應力[3];考慮到青島市冬季特點，還需要驗算防凍厚度。經過計算，中德生態園環5號路半剛性基層的層底拉應力最大σm=-0.102，小于容許抗拉強度，符合設計規范要求。

（4）選用路面結構方案。中德生態園環5號路瀝青混凝土路面工程設計的最后一道步驟是選用路面結構方案，確定各層結構。本項目研究后設計確定的路面結構方案如圖2所示。其中粗粒式瀝青混凝土選用70號瀝青的A級道路石油瀝青，設計瀝青參考量為5%。設計HVA改性瀝青的主要技術指標包括了針入度、軟化點、延度、溶解度、彈性恢復等，其中本項目SBS改性瀝青的針入度（25℃，100g，5s）最小為40，需通過T0604試驗方法檢測，以確保符合設計標準。

3 結語

市政瀝青混凝土路面的設計流程主要有：設計標準和規范的選用→比對初擬路面結構組合設計方案→交通量的預測→擬定路面彎沉值與計算層底拉應力→選用路面結構方案。在設計市政瀝青混凝土路面時，應按照規范的流程，精心研究設計技術方法，加強設計驗算，以保證設計質量。

參考文獻

[1] 黃靜.關于公路瀝青混凝土路面設計現狀的相關思考[J].四川建材，2018（09）：133.

[2] 周俊.公路瀝青路面設計的若干要素分析[J].交通世界，2018（08）：26.

[3] 李振華.對城市瀝青混凝土道路路面設計的探討分析[J].智能城市，2018（07）：15.