论城市道路路面结构设计的分析与研究论文_王武

深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司 广东深圳 518172

摘要:本文论述了城市道路路面设计的结构设计的分析与研究,对柔性路面(沥青砼路面)与刚性路面(水泥砼路面)进行了深入的分析与研究,对透水路面与不透水路面进行了分析与比较。希望本文通过对城市道路的分析与研究给对各个城市市政道路设计人员提供一些参考。

关键词:城市道路;路面设计;沥青路面;水泥路面

城市道路路面按结构强度分为高级路面与次高级路面,按力学特性分为柔性路面(沥青砼路面)与刚性路面(水泥砼路面),按透水情况分为透水路面与不透水路面。道路路面可分为沥青路面、水泥混凝土路面和砌快路面三大类。

1 城市道路路面结构设计的原则

(1)要满足项目片区本身自然条件与规划定位相结合的原则

根据项目道路的地理地质条件、路基土特性、路基水文及气候环境状况、综合考虑强度、刚度、稳定性和耐久性因素,进行路基路面整体结构综合设计。并结合项目片区低影响开发、生态环保、绿色低碳的开发建设原则,为了提供和保证良好的行驶条件,保证路面的强度及稳定性和耐久性,减少交通噪声对环境的影响程度,综合分析项目片区的定位发展。

(2)应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则

根据片区规划发展、交通需求及交通组成,结合沿线气候、水文、地质等自然条件及本地区筑路材料分布情况,应便于施工,利于养护并减少对周边环境及生态的影响,因地制宜、合理选材、降低能耗、充分利用再生材料。交叉口进口道和公交车是停靠站路段应进行特殊设计,应具有行车安全、舒适和与环境、生态及社会协调的综合效益。

(3)应兼顾近期项目片区开发建设需求、实现近远期结合的原则

根据项目道路建设的进度,市政道路的开发建设时期较长,一般三年到五年才建成,所以设计人员在城市道路路面结构设计中应兼顾近期片区开发建设需求、实现近远期结合的原则。要充分考虑到近期片区开发建设期间,较多重型、超重型施工车辆进出,对新建路面破坏程度较大,建议近期车行道上面层暂不实施,待远期片区基本开发建设完成后,再铺筑透水沥青上面层。

2 城市道路路面结构设计的案例分析与研究

国内近几年的工程实践证明,沥青混凝土路面的破坏主要是上面层的破坏,沥青路面具有抗老化、防裂性能好、表面粗糙、耐磨、抗滑、无水滑现象、行车噪音低、路面平整度高等优点。下面结合深圳高桥片区富高路市政工程实例,详细介绍城市市政道路路面结构设计中的具体应用。

深圳国际低碳城-富高路位于坪地街道高桥片区,富高路全长约1.1公里,道路采用主干路标准,双向6车道,设计行车速度40km/h。道路沿线同时敷设了相关给水、雨水、电力、电信、燃气、照明等市政管线。规划将国际低碳城战略定位为成为可持续的全面发展的典型区,成为中国低碳发展国际交通合作的载体和未来新城。

(1)水泥混凝土路面与沥青混凝土路面结构型式比选

水泥混凝土路面与沥青混凝土路面相比具有使用寿命长、整体强度高、耐磨性能好、且建设时特别是在南方多雨地区雨季对路面施工影响较小等优点,但具有行车震动大、抗噪音水平低、不易维修等缺点。而沥青混凝土路面具有路面行车平稳、舒适、抗震动噪音水平高、适应路基变形能力较强、养护维修方便等优点,但其使用寿命较短、易受雨水侵蚀、养护费用较高。

深圳国际低碳城-富高路所在地区为华南沿海台风区(IV7),深圳地区属亚热带季风性气候,气候温和,雨量充足且多为台风暴雨,夏季高温多雨,冬季低温干旱,对路面的结构、功能提出了较高的要求。就路面使用性能(如路面平整度、抗滑、耐磨性等)及观感方面来讲,沥青混凝土路面更优,而且近年来改性沥青、SMA混合料、加纤沥青混凝土等新技术的运用使沥青路面的抗车辙能力、抗水损、低温抗裂性、抗疲劳等关键性能有明显改善,据有关统计资料,目前华南地区新建城市道路路面采用沥青混凝土的比例占80%以上。

考虑到深圳国际低碳城-富高路位于国际低碳城区域,按照规划要求,结合本地区气候、地质条件、水文条件、筑路材料等建设条件,以及环境、景观等要求,并考虑道路运营期间车辆行驶噪音对周边建成区的影响,结合深圳地区的路面使用经验,综合水泥路面与沥青路面优缺点,富高路采用沥青混凝土路面。

(2)不透水沥青路面与透水沥青路面结构型式比选

随着沥青路面技术的发展,近年来深圳地区道路建设基本都采用柔性路面结构,本文选择在广东地区以及国内有成功应用的沥青路面面层材料进行比较分析,主要选择的路面层材料如下。

SBS改性沥青:改性沥青是指“掺加橡胶,树脂,高分子聚合物,磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),使其性能加以改善而制成的沥青”,改性剂是指沥青中加入的天然的或人工的有机或无机物材料”,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青性能的材料。常用的改性剂有三类:⑴热塑性橡胶类;⑵橡胶类;⑶树脂类。改性剂能够使沥青混合料在常温下的黏度增大,从而使高温稳定性增加。不同改性剂定的功效见下表:

OGFC-13+高粘改性沥青:即开级配抗滑磨耗层,其中粒径较大的集料是由改性聚合物和增强的纤维作为高性能的沥青混合料胶结在一起的,它具有15%以上孔隙的开式结构。由于该面层具有较大的空隙率,降雨期间雨水通过面层结构的孔隙排出结构体外,可以保持道路表面相对干燥,提高雨天行车安全性。排水沥青路面具有抗滑性能高、噪声低、抑制水雾、防止水漂、减轻眩光、降低城市热岛效应等方面都有突出优点,目前在国内许多道路工程中都得到应用,使用效果良好。

根据深圳地区沿线附近路面用原材料调研情况,抗滑表层采用辉绿岩集料,下面层根据实际情况,经试验确定后并进行经济比较选用。集料的质量必须符合规范要求,细集料宜选用优质的机制砂,尽量不用天然砂,当缺砂时,也可使用石屑,但石屑用量不宜超过天然砂及机制砂的用量。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并由适当的颗粒组成。粗细集料应与沥青有良好的粘结能力,当达不到规范规定的粘附性要求时,在面层沥青中加入0.3~0.4%(以沥青质量计)抗剥落剂,以提高面层的抗水损害能力。

经过综合比选,结合项目所在的国际低碳城的规划要求,本次沥青混凝土路面上面层采用OGFC-13开级配沥青磨耗层、中面层采用中粒式改性沥青砼AC-20C以及下面层采用粗粒式改性沥青砼AC-25C。实践证明,经过几年的运行,富高路目前路面保持良好,并成为深圳国际低碳城项目建设中的一张名片。

3 结束语

路面结构组合设计既要因地置宜,防止千篇一律,又要相对统一,以方便后期的是个与养护维修。城市市政道路设计人员在路面结构设计中要综合考虑沥青路面与水泥混凝土路面的综合比较,透水路面与不透水路面进行深入的分析与比较,以达到最佳的设计效果。

参考文献:

[1] 单寻,李俊根.城市道路路面结构设计特点分析[J].科技致富向导,2011,05

[2] 国标--城镇道路路面设计规范[CJJ].169-2012

[3] 姜禹 关于市政道路路面结构及路基设计的探究[U].,建材发展导向2014.06

论文作者:王武

论文发表刊物:《基层建设》2017年2期

论文发表时间:2017/4/19

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