對城市道路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)與施工的探討

王少森

（沈陽市城鄉(xiāng)建設(shè)事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110013）

城市化的發(fā)展，道路路面設(shè)計(jì)決定著城市交通的質(zhì)量與發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，是提升城市功能品質(zhì)的關(guān)鍵。對此，需要嚴(yán)格進(jìn)行城市瀝青混凝土道路路面設(shè)計(jì)，確保路面符合設(shè)計(jì)要求、符合使用壽命年限，有效提升人民交通安全與品質(zhì)，是推動城市發(fā)展與建設(shè)的重要一環(huán)。所以，強(qiáng)化城市瀝青混凝土道路路面設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，需要進(jìn)一步分析設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，保障城市道路交通建設(shè)順利展開。

1 目前在城市瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 沒有具體按照實(shí)際環(huán)境要求展開路面設(shè)計(jì)

在城市道路路面設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到道路環(huán)境的各種因素與條件。在實(shí)際道路投入運(yùn)行中，其環(huán)境內(nèi)的氣候自然環(huán)境情況（溫度、濕度、陽光、物理撞擊壓力），給路面帶來嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞，同時影響其使用壽命。因此，在具體的瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮各種因素。然而，在實(shí)際路面設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)單位并沒有具體按照建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在路面方案制定過程中，存在完全照搬某一道路項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，沒有因地制宜制定路面設(shè)計(jì)方案，這導(dǎo)致我國一些地區(qū)道路的設(shè)計(jì)存在大同小異的現(xiàn)狀，無法較好的適應(yīng)周圍環(huán)境、使用條件，勢必會影響道路的使用壽命，甚至在較短時間內(nèi)存在比較嚴(yán)重的質(zhì)量問題，影響人們的正常交通出行。

1.2 實(shí)際研究結(jié)果無法與現(xiàn)狀有效對接

總體而言，城市道路路面設(shè)計(jì)需要考慮到的內(nèi)容較多。除各種外界的對道路質(zhì)量、壽命的影響之外，還需要考慮道路建設(shè)的類型與通行標(biāo)準(zhǔn)要求。我國在道路設(shè)計(jì)與施工中有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，并且嘗試著引進(jìn)國外先進(jìn)的工藝技術(shù)與施工標(biāo)準(zhǔn)，在道路路面設(shè)計(jì)中有著具體的體現(xiàn)，但存在一些項(xiàng)目，在道路路面設(shè)計(jì)中一味要求與國際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接軌，未充分將道路勘察數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合性分析，最終導(dǎo)致實(shí)際項(xiàng)目施工無法滿足城市規(guī)劃建設(shè)要求，甚至很難匹配城市道路規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。而對于道路路面設(shè)計(jì)工作人員而言，除了需要具備專業(yè)性的道路路面設(shè)計(jì)知識與能力，更需要具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，然而不少工程設(shè)計(jì)人員過分憑借標(biāo)準(zhǔn)、國際制定要求以及個人簡單經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致路面設(shè)計(jì)方案落地后無法滿足城市交通道路發(fā)展，路面極易出現(xiàn)病害問題，給市民出行帶來不便。

2 關(guān)于城市道路瀝青混凝土路面詳細(xì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

2.1 具體的路面設(shè)計(jì)總分析

對于城市瀝青路面設(shè)計(jì)，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)交通道路設(shè)計(jì)要求與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合城市發(fā)展建設(shè)要求，同時嚴(yán)格執(zhí)行國家頒布的相關(guān)道路建設(shè)法律法規(guī)。在設(shè)計(jì)中涉及的內(nèi)容包括針對施工材料的選擇與質(zhì)量參數(shù)確定、科學(xué)化的混凝土工藝配比、道路基層材料的配合、路面相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)測定與選定、合理路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。城市瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)不僅需要滿足人們?nèi)粘３鲂幸?，同時也應(yīng)匹配適應(yīng)城市交通設(shè)施規(guī)劃，還需要參考道路類型與功能。如對于快速路，除了針對道路路面進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)該充分考慮到對行車道路面路緣帶、上下匝道、變速速車道、中央分隔帶及輔道等內(nèi)容的設(shè)計(jì)，合理布置道路橫斷面，使道路按照設(shè)計(jì)方案順利通行。

2.2 具體設(shè)計(jì)情況

2.2.1 科學(xué)合理進(jìn)行交通量計(jì)算

在城市瀝青道路混凝土路面設(shè)計(jì)中，需要科學(xué)化的對交通量進(jìn)行計(jì)算，把握交通量是確定路面設(shè)計(jì)合理的重要因素。其中就需要項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位搜集相關(guān)交通量資料，對道路交通量進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)估和計(jì)算，并且到實(shí)際現(xiàn)場獲取具體的車輛數(shù)據(jù)，最終經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算、推理、分析，獲得設(shè)計(jì)交通量。同時按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將這一數(shù)據(jù)換算成車輛標(biāo)準(zhǔn)軸載，將設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量作為確定道路交通等級、瀝青路面的厚度、設(shè)計(jì)彎沉量等參數(shù)的重要依據(jù)。

2.2.2 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

在實(shí)際道路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，需要充分考慮的是道路的使用壽命與道路的載荷能力，因此，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮對相關(guān)面層、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查與研究。包括需要專業(yè)性的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對道路施工場地進(jìn)行嚴(yán)格的材料數(shù)據(jù)調(diào)查，同時對項(xiàng)目周邊自然環(huán)境、工程地質(zhì)、水文情況、氣候、溫度以周圍建筑材料分布情況進(jìn)行調(diào)研，個別地區(qū)還結(jié)合周圍的地塊開發(fā)情況進(jìn)行合理規(guī)劃，這些數(shù)據(jù)將成為道路路面結(jié)構(gòu)的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮到這些因素，合理進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)的組合與設(shè)計(jì)，按照路面設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，不斷提升路面的整體性能、壽命、穩(wěn)定性。此外，在進(jìn)行道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，還需要專業(yè)設(shè)計(jì)工作者參考周邊環(huán)境已經(jīng)建成的道路項(xiàng)目，對已有的道路項(xiàng)目進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析，并在相關(guān)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的不足。通過借鑒對設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷調(diào)整，更好的滿足交通、環(huán)境要求，同時做因地適宜的調(diào)整，從而更好的保障道路路面的質(zhì)量。

2.2.3 材料內(nèi)容的設(shè)計(jì)考慮

路面材料是保障道路路面項(xiàng)目施工質(zhì)量的關(guān)鍵，在道路路面設(shè)計(jì)中需要充分考慮材料參數(shù)，如瀝青材料、集料、半剛性基層類型等。具體考慮的內(nèi)容包括了環(huán)境的溫度、材料的自身性能、承載能力、材料的使用壽命、施工要求等。在實(shí)際材料設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與要求，材料必須符合相關(guān)道路規(guī)范的要求與使用性能，同時在施工中做好各項(xiàng)材料性能的測試。把握住混凝土的配比、道路施工中材料的具體使用流程與要求、材料級配范圍、可加工操作方法等，都應(yīng)該充分考慮，以滿足道路施工要求。

2.2.4 瀝青混凝土道路路面結(jié)構(gòu)厚度確定

在路面設(shè)計(jì)之初，就需要確定交通量。設(shè)計(jì)工作者要參考交通量、道路結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、環(huán)境各項(xiàng)因素，確定設(shè)計(jì)指標(biāo)和可靠度系數(shù)，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時在季節(jié)冰凍地區(qū)驗(yàn)算防凍厚度，基于全壽命周期的先進(jìn)理念進(jìn)行分析，確定最終結(jié)構(gòu)需要的厚度。其道路結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)直接決定著后面道路路面的穩(wěn)定性與載荷能力，因此在設(shè)計(jì)時，充分考慮交通量、道路等級、使用要求、材料供應(yīng)等多方因素，為保障道路具備良好的使用條件與壽命科學(xué)確定路面結(jié)構(gòu)厚度。

2.2.5 合理的進(jìn)行排水功能布置

在道路路面設(shè)計(jì)中，自然界的雨水對道路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有著具大的影響，如雨水天氣若不及時排水，會導(dǎo)致路面積水、行人無法有效通行，容易出現(xiàn)安全交通事故；同時，雨水若無法及時排除，道路長期受水的侵蝕會腐蝕路面，導(dǎo)致道路路面病害產(chǎn)生，常見病害有：路面沉陷、路面開裂、路面邊角被雨水沖刷破壞等。這些都會嚴(yán)重?fù)p壞路面的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，長久以往不僅影響交通的正常通行，同時容易引發(fā)交通安全事故，道路的整體質(zhì)量與壽命都會大打折扣。所以，在實(shí)際項(xiàng)目中需要從這幾點(diǎn)進(jìn)行道路排水功能的布置，首先是從材料考慮，瀝青混凝土材料并不能有效防水，長期處于水的腐蝕環(huán)境材料整體性能會下降，因此在材料配比中，控制好瀝青路面空隙率，提高材料的密實(shí)性；同時強(qiáng)化路面排水設(shè)計(jì)，排水設(shè)計(jì)是所有工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問題，要充分考慮道路的施工環(huán)境，使用條件要求，在道路中布置相應(yīng)排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能，主要包括了中央分隔帶、交叉路口、路面結(jié)構(gòu)等環(huán)境的結(jié)構(gòu)排水設(shè)施。另外要充分考慮路面容易積水的問題，需要合理布置雨水口，科學(xué)設(shè)置排水管道等避免路面積水，保障水能夠及時排除路面。

2.3 具體設(shè)計(jì)方法的探索

2.3.1 道路路面設(shè)計(jì)中的力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法

在實(shí)際道路路面設(shè)計(jì)中，相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)步驟，并完成有效的設(shè)計(jì)工作，具體內(nèi)容就包括了：1）有效的研究路面結(jié)構(gòu)在荷載與周邊環(huán)境作用下各種力學(xué)應(yīng)力、應(yīng)變響應(yīng)；2）根據(jù)具體的響應(yīng)數(shù)量關(guān)系與路面使用性能來構(gòu)建相關(guān)模型；三是在確定模型關(guān)系后，按照結(jié)構(gòu)路面使用要求確定設(shè)計(jì)過程。在具體的力學(xué)計(jì)算方面，可以通過兩種方法進(jìn)行有效計(jì)算，其中一種是數(shù)值法：這種計(jì)算方法主要是借助有限元法、非線彈性層狀體系等的應(yīng)用，對其中的力學(xué)結(jié)構(gòu)將會被離散化，從而有效進(jìn)行結(jié)合實(shí)數(shù)與力學(xué)結(jié)論展開數(shù)據(jù)分析。另外一種解析法：這種方法這主要是借助數(shù)學(xué)及力學(xué)理論因素，通過比較復(fù)雜的推理計(jì)算，獲得相關(guān)的結(jié)構(gòu)力學(xué)反應(yīng)關(guān)系，并在這基礎(chǔ)上獲得相關(guān)計(jì)算結(jié)果。

2.3.2 道路路面設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)法

城市瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)中，經(jīng)驗(yàn)法主要是借助對試驗(yàn)路或正在使用的道路進(jìn)行試驗(yàn)觀測，并在其中結(jié)合觀測結(jié)果構(gòu)建良好的車輛載荷、路面結(jié)構(gòu)、性能這三個要素的關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對道路路面的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中可以顯著提高設(shè)計(jì)的工作效率。與此同時，這種設(shè)計(jì)方法更多需要憑借設(shè)計(jì)工作者的經(jīng)驗(yàn)而定，在一些比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)缺乏科學(xué)性依據(jù)，準(zhǔn)確性相對較低，因此實(shí)際道路路面設(shè)計(jì)中并不會反復(fù)采用這種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常會結(jié)合力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，保證整體設(shè)計(jì)的科學(xué)性效果，并提升工程設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

2.4 對于道路路面交通等級討論

對于城市瀝青混凝土道路路面設(shè)計(jì)，結(jié)合上位規(guī)劃和道路功能定位，嚴(yán)格分析道路的等級，進(jìn)行有效的道路路面設(shè)計(jì)。 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG 050—2017）與《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （CJJ 169—2012）中關(guān)于交通量的車輛軸載換算有著不同的計(jì)算方法，在瀝青路面交通等級的劃分方面，一種則可以直接采用以設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道通過的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次進(jìn)行劃分，一種方法也可以根據(jù)營運(yùn)車輛中車型大小進(jìn)行劃分，包括了大型貨車、中型貨車、大客車等在一個車道上的日平均車輛數(shù)進(jìn)行劃分。兩種方法在劃分中結(jié)果不一致，則可以按照較高的等級作為等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際路面設(shè)計(jì)中，確定交通道路的等級將會對設(shè)計(jì)有著重要的影響，如在實(shí)際設(shè)計(jì)中材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、最終實(shí)施的工藝都需要重新考慮，保障整個工程項(xiàng)目符合規(guī)定要求與性能。

2.4.1 對路面年限的設(shè)計(jì)討論

對于道路路面的設(shè)計(jì)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中年限需要充分考慮到道路使用功能、道路等級要求、以及當(dāng)?shù)貧夂颉⒌乩?、?jīng)濟(jì)等各方面因素，綜合這些因素，結(jié)合《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》確定道路路面設(shè)計(jì)年限要求，同時需要保障最終的設(shè)計(jì)年限與周邊道路設(shè)計(jì)年限相近。

3 瀝青路面施工相關(guān)技術(shù)討論

3.1 瀝青混凝土的混合攪拌

根據(jù)城市道路工程的施工要求，在進(jìn)行瀝青路面施工時，需要合理的選擇瀝青混凝土，而材料的選擇一般根據(jù)道路設(shè)計(jì)要求而定，主要由專業(yè)設(shè)計(jì)人員做現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研，最終確定符合道路要求的瀝青原材料。其中常見的瀝青標(biāo)號是AH-90和AH-70，要合理選擇瀝青種類。瀝青混合攪拌過程將成為項(xiàng)目施工的關(guān)鍵，其中在進(jìn)行材料的混合攪拌中，需要把握幾點(diǎn)要求：首先需要控制材料攪拌的時間；其次是要把握好加熱溫度與操作溫度；做好要控制好攪拌的速度與攪拌的的方法。攪拌過程要求溫度符合施工規(guī)范要求，同時攪拌的速度均勻，這樣才能保障瀝青材料符合要求。等到材料混合結(jié)束以后，就需要進(jìn)行下一步的樣品抽驗(yàn)，測定瀝青混合料的參數(shù)，只有滿足規(guī)定的要求，才可以進(jìn)入工程鋪設(shè)。由于瀝青材料混合后需要專門的容器來存儲，保障材料不會發(fā)生異變，影響性能與使用，因此需要特殊的容器進(jìn)行存放，這種容器具有保溫與防水的作用。而保溫效果能夠有效提高瀝青材料的壽命與效果。而對于瀝青材料特定的加熱，則有助于瀝青脫水，避免瀝青在運(yùn)輸、存儲過程發(fā)生膨脹問題，產(chǎn)生爆炸或者火災(zāi)問題。在公路工程中，瀝青維持最佳溫度在135～175℃之間最高，此刻的黏著度最高。

3.2 瀝青材料的鋪設(shè)

選擇符合瀝青鋪設(shè)的材料，要按照設(shè)計(jì)要求與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不得使用三無產(chǎn)品，質(zhì)量不佳材料。而瀝青混凝土混合攪拌以后，在檢測各方面性能都符合建設(shè)施工要求后，就可以展開瀝青材料的鋪設(shè)過程。而瀝青混凝土的鋪設(shè)成為公路工程質(zhì)量的關(guān)鍵，因此要按照鋪設(shè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與工序執(zhí)行。同時，在路面鋪設(shè)中，相關(guān)技術(shù)人員需要做好現(xiàn)場的管理，如技術(shù)管理人員應(yīng)該對瀝青混凝土各種類型分類，并做特定性存放，同時也需要定期檢測質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，時間長了瀝青混凝土?xí)l(fā)生變化，因此值得技術(shù)人員關(guān)注。具體瀝青材料鋪設(shè)過程如下。

首先，在瀝青混凝土鋪設(shè)上應(yīng)該把握好瀝青材料的鋪設(shè)厚度，一般在鋪設(shè)過程中進(jìn)行試驗(yàn)段鋪設(shè)，同時也需要做好一些數(shù)據(jù)的記錄。在整個環(huán)節(jié)都需要做好優(yōu)化，尤其是需要嚴(yán)格把控鋪設(shè)時每個單位面積材料的用量，以及材料的溫度以及鋪設(shè)的相關(guān)參數(shù)，這些都需要相關(guān)人員關(guān)注。而在瀝青混凝土鋪設(shè)中，還需要把握鋪設(shè)的一些細(xì)節(jié)，如各種施工機(jī)械的類型、數(shù)量及組合方式等，把握好這些技巧才能確保工程的質(zhì)量，如鋪設(shè)環(huán)節(jié)要把握好攤鋪機(jī)的速度，必須緩慢、連續(xù)不間斷、均勻的攤鋪，不能在中間隨意停頓，并隨時監(jiān)控瀝青混凝土的溫度，把握好施工效果。在路面狹窄部分或小規(guī)模工程不能采用攤鋪機(jī)時，可選用人工進(jìn)行攤鋪瀝青混合料。

在多雨季節(jié)進(jìn)行瀝青路面鋪設(shè)時，要注意多觀察天氣，在經(jīng)攤鋪機(jī)布料后的瀝青層，因遇雨未壓實(shí)部分應(yīng)該進(jìn)行鏟除，重新鋪筑。

3.3 瀝青混合料的碾壓與成型

對于瀝青材料的碾壓是把握工程質(zhì)量的核心。在碾壓作業(yè)過程，需要適當(dāng)控制好瀝青混凝土的壓實(shí)厚度，這樣可以好的達(dá)到壓實(shí)效果。在施工時，應(yīng)準(zhǔn)備好一定數(shù)量和種類的壓路機(jī)，進(jìn)行瀝青混合料的初壓、復(fù)壓和終壓工序。在碾壓過程中，應(yīng)該以均勻的速度進(jìn)行碾壓，碾壓速度要按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求的碾壓速度執(zhí)行。其碾壓的方向要控制好，不得隨意改變造成混合料推移。碾壓段的長度初壓一般為25m左右、復(fù)壓及終壓在65m為宜。對于未冷卻的瀝青面層上，不得停放重型機(jī)械及相關(guān)車輛，防止發(fā)生混合料變形。在初壓、復(fù)壓及終壓路段，加強(qiáng)管理，設(shè)置明顯標(biāo)志，防止混合料超壓或欠壓。在不具備大型壓路機(jī)壓實(shí)的條件下，應(yīng)采用小型壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)或人工夯實(shí)，使混合料滿足壓實(shí)要求。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代化的發(fā)展，城市交通不僅影響著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更決定人們的出行需求，是推進(jìn)社會發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此，在進(jìn)行城市瀝青混凝土道路路面設(shè)計(jì)時，應(yīng)該做好充分的設(shè)計(jì)重難點(diǎn)問題分析，考慮到設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求、方法，并展開具體的探究，作為下一步深化路面設(shè)計(jì)的方向，從而不斷完善設(shè)計(jì)工作內(nèi)容。在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工中，確保方案的可行性，滿足路面設(shè)計(jì)使用年限壽命，需要相關(guān)工作單位全面參考項(xiàng)目環(huán)境、成本、管理、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等各方面因素，完善設(shè)計(jì)和施工內(nèi)容，服務(wù)城市道路交通建設(shè)。