市政道路工程瀝青路面結構設計分析

錢征宇 楊瓊

摘要：市政道路工程對緩解城市交通壓力具有非常重要的作用，更為城市經濟穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了先決的條件，是城市的動脈，基于此，市政道路在滿足通行需求下，更需展現(xiàn)城市面貌，提升其美觀性、行駛舒適性及維護便捷性。隨著時代的發(fā)展，瀝青路面在市政道路工程中應用越來越成熟，成為了市政道路路面建設中的首選，但影響瀝青路面質量的因素有很多，路基的穩(wěn)定性、基層材料的選擇、瀝青面層的骨料配比，以及施工過程中施工環(huán)境、施工工藝都會對柔性的瀝青路面質量產生較大影響。因此，需對瀝青路面整體結構進行合理的設計，從而為人們的日常出行提供強有力的安全保障。

關鍵詞：市政道路工程? 瀝青路面? 結構設計? 混合料配比

Structural Design and Analysis of Asphalt Pavement in Municipal Road Engineering

QIAN Zhengyu? YANG Qiong

（Hangzhou Municipal Engineering Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China）

Abstract： Municipal road projects play a very important role in relieving urban traffic pressure， and create a prerequisite for the stable development of urban economy. They are the arteries of the city. Based on this， municipal roads need to show the appearance of the city and improve its Aesthetics， driving comfort and easy maintenance. With the development of the times， the application of asphalt pavement in municipal road engineering has become more and more mature， and it has become the first choice in municipal road pavement construction. However， there are many factors affecting the quality of asphalt pavement， such as the stability of roadbed， the choice of base material， The aggregate ratio of the surface layer， as well as the construction environment and construction process during the construction process will have a great impact on the quality of the flexible asphalt pavement. Therefore， the overall structure of the asphalt pavement needs to be reasonably designed to provide a strong safety guarantee for people's daily travel.

Key Words： Municipal road engineering; Asphalt pavement; Structure design;Mixture ratio

對市政道路瀝青路面工程結構設計要點展開研究，可以切實提升市政道路瀝青路面工程的品質，提高路面結構穩(wěn)定性。

1 強化市政道路工程瀝青路面結構設計的意義

隨著路面車輛的數(shù)量持續(xù)增加，市政道路所面臨的負載挑戰(zhàn)持續(xù)提高，由于長期遭到道路行駛汽車的碾壓，輔以環(huán)境條件的持續(xù)改變，市政道路中瀝青路面遭到了明顯的破壞，市政道路的各方面性能持續(xù)降低。經強化市政道路瀝青路的設計后，不但可以全方位地提高市政道路瀝青路面的品質，同時可以保障市政道路的各方面性能[1]。

2 市政道路工程瀝青路面的施工特點

一般在市政道路工程建設過程中往往會對城市交通產生一定的影響，甚至還會影響到市民的正常出行。受到工期時間緊的壓力，施工過程中往往在基層的強度和養(yǎng)護時間不夠的情況下攤鋪瀝青，出現(xiàn)瀝青表面彎沉無法達到設計要求及瀝青表面溫度沒有降到設計要求時便通車的情況，如此瀝青路面使用年限大大降低。

3 市政道路工程瀝青路面施工中常見的質量問題

3.1 路面出現(xiàn)裂紋

在瀝青路面的市政道路工程中，路面出現(xiàn)裂縫是常見的質量問題。裂縫通常發(fā)生在道路投入使用一段時間后，其類型主要分為兩種，分別是反射裂縫和疲勞裂縫。造成反射裂縫的原因，通常是強度較高的半剛性基層導致較大的干縮、溫度裂縫反射所致。而疲勞裂縫產生的原因大多與車輛荷載及外界環(huán)境有關，高溫及長時間承受過大的車輛荷載，大大增加了瀝青路面出現(xiàn)裂縫的幾率[2]。

3.2 路面出現(xiàn)沉降

因路面發(fā)生豎向變形而引發(fā)的一種現(xiàn)象，我們將這種現(xiàn)象稱之為路面沉降。根據路面沉降的情況，將其分為3種類型：（1）均勻性沉降。這種現(xiàn)象不會對路面造成損害，產生的原因涉及兩個方面，一方面為路基受自重及車輛荷載影響，另一方面為路面自身材料受自重及車輛荷載影響。（2）不均勻性沉降。出現(xiàn)這種現(xiàn)象則意味著出現(xiàn)了嚴重的質量問題，產生的原因有3個方面：第一，在施工過程中局部未能做好路面路基的壓實作業(yè);第二，局部軟弱路基未進行加強處理;第三，路基與剛性構筑物間路基沒有過渡加強處理，因此路面投入使用之后，因行駛車輛來回碾壓，再加上雨水的滲入，從而造成瀝青路面出現(xiàn)不同程度的沉降。

3.3 水損壞

隔水性能良好是瀝青路面的優(yōu)點，然而隔水性能僅是對其的整體評價，評價標準是以實際指標要求為基準，從而得出瀝青路面滲水量小的評定。事實上，瀝青路面的隔水性能具有一定的相對性，也就是說瀝青路面并不能實現(xiàn)完全隔水。同時，施工質量不合格的瀝青路面，其隔水性能會大打折扣，不但會影響瀝青路面的使用性能，而且存在質量問題的瀝青路面的使用期限被大大縮短[3]。

4 市政道路工程瀝青路面結構設計要點

4.1 道路工程中瀝青路面材料設計

4.1.1 瀝青基層材料的選擇

對于市政道路瀝青基層材料的選擇直接關系到整個瀝青路面的強度和質量，就當前我國常用的路面基層材料類型來看，主要有混凝土材料、無機結合穩(wěn)定材料、石灰材料和瀝青混合料等，其中，瀝青混合料是較為突出的一種柔性材料，剛度較小，對于瀝青混合料這一柔性材料來說其使用的壽命不長，容易遭到損壞，所以一般在基層材料選擇中不會選擇這種柔性材料，而混凝土材料剛度較大，容易產生應力并反射至面層造成破壞，因此在柔性路面設計中，會選擇一些具備一定的剛度，但又不是特別強，可以稱之為半剛性材料，比如說水泥穩(wěn)定碎石等，是當前市政道路路面基層施工中最常用的一種施工材料;除此之外，還應該關注材料在不同溫度下的抗壓模量，材料的抗壓模量是路面結構計算中重要技術指標。

4.1.2 瀝青路面面層材料設計

對于市政道路瀝青路面的面層材料設計來說，必須滿足以下幾點要求：（1）所用骨料必須具備一定的紋理深度并滿足級配要求;（2）材料還必須能夠在較大程度上抵抗高溫或者是低溫，盡可能避免在溫度變化較大時出現(xiàn)變形現(xiàn)象;（3）骨料的強度及結構形式也是影響瀝青面層性能的重要指標。當前常用的主要是SBS改性瀝青和SMA瀝青混合料。

4.2 瀝青混凝土路面結構設計

4.2.1 根據各結構層本身的結構特性進行結構組合

在路面設計時，充分考慮瀝青混凝土路面的自身物理特性，實現(xiàn)路面各個結構層的有效銜接，路面的材料選用和結構層的應用還要注意上下層鄰層次的關系，半剛性基層每層厚度控制在15～20cm，瀝青面層與半剛性材料間設置乳化瀝青透層，以填塞基層表面的孔隙，減少水分的透入，增加路基的強度，增加基層與瀝青面層之間的粘結力，將基層表面的集料結合在一起，以防瀝青混凝土面層出現(xiàn)推擠、裂縫等病害，可有效地減輕車輛對瀝青膜的剝離現(xiàn)象。每層瀝青面層之間設置乳化瀝青粘層，使各面層之間、面層與構造物粘結成一個整體，增強結構穩(wěn)定性，以滿足不同材料間的粘合性形成相互制約、相互影響的格局。

4.2.2 根據路基濕度及冰凍情況考慮結構組合

瀝青混凝土路面需要穩(wěn)定的路基，對于潮濕、地下水位較高的區(qū)域，設計時應考慮設置起到蓄水、排水、隔熱、防凍的墊層，此外墊層還能擴散由基層傳下來的應力，以減小土基的應力和變形，而且它也能阻止路基土擠入基層中，從而保證基層的結構性能。墊層根據選用的材料不同，可分為兩大類：透水性墊層和穩(wěn)定性墊層。透水性墊層材料如砂、礫石、碎石、爐渣、片石等構成，穩(wěn)定性墊層材料如石灰土或石灰煤渣土等構成。因此在潮濕、地下水位較高的區(qū)域路面結構設計時應集合地質情況充分考慮墊層的選擇與路基的處理。

4.2.3 路面厚度設計

要想合理設計路面厚度，需要結合當量軸承次數(shù)并計算路面結構厚度。在對道路展開實際設計的過程中，在滿足交通量等級要求下，結合路面結構材料抗壓模量參數(shù)，明確瀝青路面的整體厚度，并提出相應壓實度與設計彎沉。

4.2.4 路面防裂設計

在瀝青道路的設計過程中，需要關注道路的防裂設計，設計的優(yōu)化會決定路面的品質及應用年限。路面的防裂設計需要關注如下應對措施：對于“白加黑”改建路面應對原混凝土路面進行處治，較少應力反射，適量加設應力吸收層。對于新建路面，針對建設原料，選用半剛性基層材料，在瀝青中加入改性劑或對瀝青骨料構造進行優(yōu)化，增強瀝青性能，如SBS改性瀝青、SMA改性瀝青等。

5 市政道路工程瀝青路面施工技術分析

5.1 混合料配比技術

施工過程中保障路面施工質量，這就要求在混合料配比技術應用方面加強重視，保障各項施工活動順利開展。混合料配比須保障配比的質量，對原材料質量控制，整體混合料配比要能達到合格，做好全面性檢查工作，依照科學頻率及評定標準要求，只有在數(shù)據方面全面抽檢，保障混合料的配比科學合理，才能對瀝青路面施工質量控制起到積極作用。

5.2 混合料運輸儲存技術

瀝青路面施工過程中為能有效保障施工活動順利開展，這就需要從工作創(chuàng)新方面加強重視，混合料運輸儲存技術是比較關鍵的，只有保障瀝青運輸及儲存的質量，才能為實現(xiàn)高質量施工目標打下堅實基礎。使用進口基質瀝青的時候承包人就要對材料到岸日期、存儲和運輸方案進行上報監(jiān)理工程師批準同意，瀝青在到岸的時候監(jiān)理工程師要派駐監(jiān)理人員及委托技術合作單位，全過程監(jiān)控[4]。對于儲存罐要能先預先清理，不同品牌及標號基質瀝青不能混合放置。混合料在運輸?shù)臅r候要采用專用車運輸達到現(xiàn)場，對混合料加以檢查，保障工程質量，從這一基礎工作方面進行優(yōu)化，才能保障各項施工活動順利開展。

5.3 攤鋪應用技術

一方面，控制攤鋪機平板角度，避免速度過快或過慢而影響施工質量，強化攤鋪時效性，通過調節(jié)攤鋪機速度與振幅，為后續(xù)工作開展提供基礎保障;另一方面，集中管控路面溫度，杜絕在施工材料方面引發(fā)問題，保證瀝青路面攤鋪效果。同時，攤鋪技術在應用階段對施工人員技術水平提出較高要求，依據攤鋪技術施工流程嚴格管控，可保證項目綜合質量。首先，是對公路工程瀝青路面施工要求全面掌握，對施工方案與現(xiàn)場實際情況綜合分析，準確掌握施工范疇與標準要求;其次，注重施工技術合理性，實操規(guī)范性，始終都能以施工要求為約束條件，避免人為因素影響技術實施效果;最后，做好施工設備管理，落實施工質量與效率。

5.4 碾壓施工技術

瀝青路面施工過程中，為能有效保障碾壓施工操作，這就需要在實際施工過程中采用各項碾壓操作技術，有效提升碾壓施工質量。碾壓施工技術應用中，通過彩色標線對碾壓區(qū)段劃分，碾壓的時候是分階段進行的，有初壓、復壓、終壓環(huán)節(jié)，為避免發(fā)生碾壓重復及發(fā)生遺漏質量問題，碾壓設備要做好流水作業(yè)，各環(huán)節(jié)能夠緊密聯(lián)系起來，現(xiàn)場工程技術人員要處理好車道變化問題，相應碾壓設備轉向的時候要注重緩慢運行，避免碾壓后的瀝青路面出現(xiàn)破壞的問題[5-6]。同時，依據具體施工方案，做好統(tǒng)籌碾壓規(guī)劃，在現(xiàn)場實施碾壓技術應用時遇到的常規(guī)問題，有具體應對措施，保證后續(xù)工作開展不受阻礙或影響，突出碾壓技術實施作用。提高碾壓的質量注重依照國家規(guī)范標準實施，能夠和混合料配比設計要求相適應，將路面壓實技術規(guī)范到位，路面壓實技術質量不過關對路面的承載力會產生直接性影響，會降低路面使用功能，只有增加集料間密實性，提高混凝土路面耐久性，才能保障工程施工的質量。

5.5 接縫應用技術

瀝青路面施工當中做好接縫的質量問題是比較重要的，為能保障各項接縫工作順利實施，工作人員要樹立質量意識。接縫施工的時候，結合不同的施工縫加強質量控制，縱向施工縫而言，一般處理方法是采用兩臺攤鋪機接縫處理，采用梯隊聯(lián)合形式縱向接縫操作。橫向施工采用平接縫的方式處理，在3m直尺縱向延伸位置，端部直尺呈現(xiàn)出懸臂狀，通過鋸縫機應用對攤鋪層切割鏟除，從這一接縫處理方面加強質量控制，才能保障處理工作順利開展。

6 結語

隨著我國城市車輛不斷增多，城市道路由于過往車輛長期反復碾壓，在不可控因素影響下，對道路瀝青路面造成一定破壞，道路使用性能也隨之降低。市政道路工程對緩解城市交通壓力具有非常重要的作用，更為城市經濟穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了先決的條件，基于此，市政道路路面結構設計顯得極為重要。瀝青路面在市政道路工程中有著廣泛應用，通過采用合理的道路工程瀝青路面結構設計，加強每一施工階段的質量管控，以此保障整體施工質量符合實際規(guī)定標準，從而為人們的日常出行提供強有力的安全保障。因此，要重視市政道路工程瀝青路面結構設計，在提升道路行駛舒適性的情況下，同時確保路面結構質量。

參考文獻

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[3] 溫福貴.淺析市政道路瀝青混凝土路面施工工藝及質量控制技術[J].商品與質量，2020（4）：239.

[4] 湯玉成.市政道路瀝青混凝土路面施工與質量控制措施分析[J].建材與裝飾，2021，17（15）：257-258.

[5] 劉解放.瀝青混凝土路面機械化施工管理研究[D].西安：長安大學，2019.

[6] 趙瑜隆.基于BIM技術的瀝青面層施工過程控制研究[D].南京：東南大學，2018.

作者簡介：錢征宇（1993—），男，本科，助理工程師，研究方向為土木工程。楊瓊（1990—），男，碩士，中級工程師，研究方向為交通。