市政道路路面的结构设计及病害防治措施.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 23 日 作者简介：金建宝（1992），男，汉族，河北唐山人，职称：工程师，大学本科学历，工作内容为城市道路与桥梁设计。-88-市政道路路面的结构设计及病害防治措施 金建宝 唐山市规划建筑设计研究院有限公司，河北 唐山 063000 摘要：摘要：随着城市化路网的发展，市政道路建设需求越来越大，市政道路建设工程也随之增多。传统水泥混凝土路面正在一步步地被沥青混凝土路面代替。究其原因在于沥青混凝土在行驶过程中降低噪音、减轻驾驶者眼睛疲劳度、增加路面抗滑力度、早期病害不明显干扰驾驶，路面在整体上也显得更加美观和整洁，在延长寿命的前提下，对于道路进行修复和养护大大缩短了工期，能够及时高效地进行交通恢复，因此沥青混凝土已经成为市政道路建设当中应用最广泛的一种。但仍有很多不足之处有待我们及时完善，主要表现在病害预防和结构优化方面。有鉴于此，文章就是针对市政道路路面结构设计与病害防治措施展开了研究与分析，仅供相关人士参考。关键词：关键词：市政道路路面；结构设计；病害防治 中图分类号：中图分类号：U418 0 引言 在时代不断发展的过程中，我们面对市政道路施工的规模也在逐步的巨大化和复杂化，要想实现一项大型的复杂工程就必须要对结构进行设计，而由于建设和维护一座城市道路作业内容分项太多，每项管理细则都难以明确，若按过去管理方案执行，工作量不仅大，也难以很好地监测城市道路质量。所以简化当前市政道路路面设计以及重点做好病害防治措施就成为了一件大事。1 市政道路路面的结构设计 1.1 道路结构层的组合设计 道路设计中主要突出了道路经过实际的使用之后其用途的实用性与适用性。道路路面设计中需要针对周边影响因素对路面工程进行设计，从市政道路独特性与需求性出发，要采取不同结构层相结合的设计方式。市政道路上使用沥青混凝土路面具有特殊柔软性且利弊共存，施工过程中应重点考虑结构层选取对路面承载力影响。若是针对市政道路结构层设计不合理时会对路面造成损坏，还可能诱发道路病害。在道路路面设计中还应考虑道路需要携带的交通体量并对其加以设计。在上述条件因素影响下进行设计时，应综合考虑针对道路分层厚度，道路类型等因素，并结合道路承载力对结构层所用材料进行筛选，确保在市政道路上行驶、获得平稳运行保证。1.2 道路结构层的材料设计 因为在城市道路的建设中，优性是要综合考虑的，因此，在设计时就必须提高对城市道路的需求，这就导致了在城市道路设计中，过多的需求而忽略了建筑质量的可行性，市政道路的质量设计是否合理，关系到整个道路工程的生命安全，不完全统计，40%的工程事故都是因为不合理的设计而引起的，整条路的使用性能都有着很大的关系，而且整条路的建设还受到很多因素的影响，比如：没有足够的时间、没有去现场调查、设计者的专业能力不够等。当前，国内的城市道路路面设计比较新颖，因此，在进行城市道路路面的设计时，应因地制宜，采用混凝土、沥青等材料作为其主要的结构材料。但是在实际运用中经常出现的问题是，在选材方面仍然比较传统，在公路建设过程中，还需要使用更多的安全保护材料以保证其安全。随着我国经济的持续发展，新材料层出不穷，但是，有些采购人员对新材料缺乏足够的认识，对新材料缺乏有效的控制，导致项目总体质量下降，使用劣质材料导致市政公路施工中存在着许多质量问题，甚至存在着更大的隐患。或者由于项目规模较大，为了利润的驱使，可能会随意地采用一些假冒伪劣的材料或者设备，使得材料与设计不匹配，进而影响到整个工程的总体质量，最终导致项目的失败。另外，由于路面要承担较大的荷载，所以必须采用一些材料以改善其承载力。1.3 道路结构层的厚度设计 设计市政道路路面结构层厚度时，为能够确保设中国科技期刊数据库 工业 A-89-计质量与结果，设计人员必须合理计算市政道路荷载应力。经实践可知，应力计算结果可与厚度设计直接相关，设计过程中，采用三维有限元分析法进行分析，保证有关人员对市政道路路面结构层厚度参数进行检查。同时，在获得厚度有关参数后，可根据实际情况进一步计算结构厚度，避免发生结构层厚度过厚或过薄等问题，从而提高市政道路路面结构设计整体效果与水平。1.4 路面结构的功能设计 道路结构中也有功能层的设计，承受剪应力大的结构层中需设计粘层以提高层次间粘力。对于地下水比较多的地域，道路路面设计时设置防水层，以确保基层毛细水不发生上升而对道路内部结构造成影响。反射裂缝较多地区另设应力吸收层以降低裂缝对道路路面造成的破坏。2 市政道路经常出现的病害 2.1 车辙 开车时，路面还会受到持续的冲击，积累起来便出现了永恒的凹槽现象车辙现象。而沥青等级、温度、混合比和道路荷载是车辙形成的主要原因，但在施工过程中压实操作无章可循，也是后期运用中易形成车辙的原因。由于沥青与混合材料间具有一定黏性和流动性，又因车轮持续旋转导致温度升高，所以容易形成横向剪切流继而出现车辙现象。另外，如果在浇筑过程中沥青浓度过高，粘性就会变弱，再加上细材和矿粉掺入量超标，就会在车辙中产生不一样深的痕迹。2.2 裂缝病害 城市公路路面出现裂缝后，不仅会引起路面的渗漏，还会对原有的路面表面和基层产生破坏。裂纹的方向和车辆的行驶方向是一致的。其原因是在施工过程中没有做好接缝的处理，进而影响了路面的施工质量。温度裂缝的产生主要是因为周围环境的温差太大，导致了沥青混凝土的收缩，从而降低了路面的抗压强度。在行车荷载作用下，路面会出现温度裂纹，对行车安全构成威胁。反射式裂缝的形成是由于后期维修所致，当基层发生开裂时，原路面结构将受到损害，从而影响公路的安全。2.3 水侵蚀病害 这种病害就是铺设路面出现了问题，对于市政道路运营产生了十分恶劣的影响。一旦路面总质量变差或者性能变差，沥青和骨料间附着力就会下降，造成骨料表面剥落、大量开裂，并对路面造成严重冲刷。3 市政道路路面病害防治对策 3.1 对基层平整性进行全面的掌握 市政道路工程当中，最主要的组成元素就是路基稳定性问题，路基路面设计时必须采取有效措施确保质量。对路面而言，它的平整与否直接关系着交通运行是否顺畅、是否舒适。特别对于某些水泥稳定碎石工程而言，相比其他类工程就显得太难，致使其平整度效果更加重要，如果没有合理地控制它，就会直接影响强度，如今水泥类稳定材料有很多类型，而不同材质的应用导致它们在平整性方面发挥着不同的作用。通常情况下以使用缓凝性物质为主，而摊铺大小须严格控制。摊铺过程中，要合理把握好速度，不然布料器速度很快，造成平整性大打折扣。为确保其稳定性和强度，则需要充分把握压实度相关因素，特别要做好部分路堤与构造体衔接部位的压实，以减少衔接部位不均匀沉降。经过科学合理碾压，积极做好密实性和相关检测，以确保其合格后开展路面构造施工。在对路面材料检测和施工检测时，必须对某些达不到要求的部分及时处理，以避免某些问题的发生。3.2 加大对材料的管理力度 对任何项目而言，施工材料都是十分重要的组成部分，施工材料的好坏能够直接决定整个项目的好坏，市政道路路面施工项目亦是如此。所以在选材过程中必须严格把好质量关，对达不到国家标准的物资，千万不要入场，这样才能够给后续施工工作带来保障，促进市政道路路面病害防治效果的提高。同时也要全面考虑自然环境，气候和车辆运行对路面的影响，确保所选材料满足施工要求，尤其是沥青材料抗拉能力和抗剪切能力，保障市政道路路面结构稳定，增强路面承载能力，降低病害发生率。另外，在社会快速发展经济水平提高的背景下，使建筑材料价格存在不一致现象，对此有关人员在购买材料时，要结合市场环境、货比三家、在确保材料质量的同时，挑选价格最适合得材料，以保证能够提高市政道路路面的整体品质。中国科技期刊数据库 工业 A-90-3.3 对原材料以及配合比进行不断优化 为了能够对市政道路路面病害问题进行有效预防，并延长其使用寿命，市政道路路面施工前阶段要对原材料进行准备，严格按规范与规定配合使用，保证沥青混凝土质量能够得到切实提高。一方面在具体配合比选材前，要娴熟地把握和理解项目具体情况，另一方面要明确项目施工设计要求，再按工程中承载力要求，选用原材料配比。组成沥青混凝土的原材料主要包括沥青、骨料、填料。选原材料要满足技术指标要求，经济性好、结合环保就地取材等原则。沥青的配比应黏度适宜，能够和骨料与填料充分的混合，流动性要好提高沥青混凝土的工作性能，稳定性要强，减少沥青混凝土的老化和破坏。骨料配比应粒径分部合理保证沥青混凝土有足够的密实性和稳定性，强度要适中保证沥青混凝土的耐久性。填料配比应形状颗粒良好提高密实性，与沥青的相容性要好，使沥青混凝土具有较好的抗水性和耐久性。实际工程中，沥青混凝土配合比一般要采用经验配比的方法，根据经验和现场情况进行调整，已达到配合比的不断优化，有效地减少市政道路路面病害出现的机会。3.4 对温度进行严格的控制 在实际工程中，不合理的温度控制是造成路面病害的重要原因，因此从沥青混凝土的制作、摊铺、碾压，每一个步骤都要严格的控制温度，来确保路面的质量和耐久性。在沥青混凝土的制作工程中，加热温度应该控制在 150至 180之间。过高或过低的温度都会对沥青混凝土的质量产生负面影响。过高可能导致沥青材料老化，而过低则可能导致沥青混合不均匀，影响路面的强度和耐久性。摊铺过程中一般摊铺温度不应低于 130。过低的摊铺温度可能导致路面不平整，产生裂缝或隆起。碾压过程中，根据具体的施工条件和沥青混凝土类型来确定，一般沥青混凝土的压实温度应控制在 120至 150之间。压实温度过低可能导致路面强度不足，过高则可能损坏沥青材料。严格的控制沥青混凝土的温度，配合适当的施工方法，降低市政道路路面病害的发生率。3.5 防治车辙 在处理车辙时，一是对沥青混料质量控制，高质量沥青具有蜡浓度低，高低温特性，黏度大，耐老化等特点；二是可以根据设计要求及技术条件选择使用若干种不同的改良剂来提高路面各项性能指标。沥青混凝土材料经过改造后，路面耐久性能得到改善，不仅能防水而且还具有一定热稳定性，使其使用寿命得到极大地延长，能够降低路面病害发生率，进而降低后期养护成本；最后应重点关注混合料防剥离性能及降低骨材料含水量等问题，从而非常有效提高低温下耐裂能力及高温性能。3.6 防治裂缝 路面裂缝是由车辆在行驶过程中引起的结构损伤、荷载类型裂缝和温度变化引起的低温、疲劳裂缝等，这些裂缝往往会在沥青路面上形成反射裂缝，严重影响公路工程建设。对路面裂缝的防治，应采取以下措施：（1）表面修复法。在现场施工时，必须先将裂缝清理干净，然后涂上特制的粘合剂。(2)注浆修补法。施工人员在裂缝中注入水泥砂浆或环氧树脂，利用两者间的粘着力填充裂缝，达到较好的加固效果；（3）充填修复法。本发明适用于大裂缝病害的防治，利用水泥浆、环氧树脂砂浆等对其进行补强，达到防止裂缝的目的。3.7 防治泛油 路面因雨水冲刷可使原有沥青层中骨料脱离表面层，因此生成大量游离沥青层，受雨水作用开始向地面上层迁移而发生泛油现象。泛油现象一旦没有得到及时的处理，路面的质量将逐渐下降，坑洞的状况也将随之加重。在使用过程中要对微泛油现象进行及时的处理，而施工过程中应注意材料的选择，控制温度，混合料均匀铺设确保路面光滑、平整、无泄漏等，预防泛油措施的制定和实施，严把各工序关，避免路面泛油。3.8 防治拥包 一是实际工作中路面沥青使用量较大或者细骨料过于集中都容易出现拥包现象，因为路基拥包容积加大，所以施工时要对路面基层稳定性进行检测，但若对于稳定性没有显着影响，可以选择人工或者机器将拥包进行有效地剥离，然后使用热沥青来完成路面表面重构。二是若土壤基底含水量较大，发生与土壤表层结合不佳，或者荷载条件改变后土壤拥包现象不一。在预防和处理这类状况时，需挖去各拥包相连部位的表面，使水分能被完全晒干处理后才可重做路面表面，或者借助于水稳定极强材料，替换已变形基层。三是中国科技期刊数据库 工业 A-91-施工中若误把沥青漏撒到路面，造成拥包，清除干净即可不需要过多的作业。若发生地下水位过高时，可采用技术手段对地下水进行排泄，然后进行拥包预防。4 结语 进行市政道路建设时，必须重视路面结构设计，保证路面结构层所用材料及结构层厚度能够达到设计标准与规范要求，促进市政道路路面建设质量与效果的提高。同时在实际施工过程中，为能够最大程度地提高市政道路的使用寿命，还要做好病害防治，并结合实际情况进行处理，采取合理的防治对策来降低病害的发生率，确保市政道路作用能够得到充分发挥，继而推动城市更好地发展与进步。参考文献 1陈亮.市政道路沥青路面改造工程病害处治及加铺结构设计J.交通世界,2018(27):62-63,73.2陈华.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):210-211.3王明强,牟林杰.市政道路路面的结构设计及病害防治J.科技经济导刊,2018,26(10):45-46.4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):238-239.5朱琼毅.城市道路沥青路面病害的成因及防治措施分析J.居业,2018(11):121-122.