城市道路路面设计的优化与创新

规划与设计gui hua yu she ji
36城市道路路面设计的优化与创新
◎王国胜
摘要：文章主要通过某市公路工程为实例，对城市道路所使用的材料进行了设计：对设计的原材料进行了相应的检测；使得路面的设计方案得到了更加科学的完善；进一步对混合料进行了确定，其结构类型为骨架空隙结构；对高粘改性剂的掺配比例进一步的确定；通过确定油石比得到了混合料最终的配合比。

关键词：城市道路；路面设计；创新
一、城市道路路路面设计创新的必要性
当前城市的发展逐渐地开始强调环保和节能理念，但是对于城市路面的建设还是沿用了传统的施工理念，其设计理念主要是通过功能来作为主导的，使得路面设计与城市发展之间出现了不平衡的状态。

为了使路面设计与城市建设同步发展，相关的设计单位和设计者必须要重视创新路面设计，将先进的路面设计方法引入，这样就能够使路面的设计质量得到大幅的提升。

二、工程概况
本文所选的实例为某市公路改造工程，该工程主要采用的是具有排水性质的PAC-13沥青混合料将公路进行铺实，拥有16.7km总长度。

按照一定的比例设计配比方案，同时对PAC-13沥青混合料进行相应的规定，控制其使用量保持在6.0%进行铺筑。

通常进行铺筑的施工流程是要先对公路的局部区域进行铣刨，然后将路面清理干净，再将乳化沥青进行均匀的撒布，最后压平路面，等待一段时间使其自然降温后就可以将交通开放。

在中底层路段进行摊铺施工后，还需要在其上将4.0cm厚度的排水性PAC-13沥青混合料进行铺筑。

将其进行均匀的碾压，直到路面的施工质量达到相关的质量验收标准要求。

运行后再测定相关的抗滑值和渗透系数，要保证其抗滑值保持在68%～73%范围内，这样才能够达到路面设计和使用标准要求。

三、原材料选择
（1）沥青。

这篇文章所描述的排水PAC-13沥青混合料主要采用的种类为SBS改性沥青，这种沥青被广泛的应用于混合料中，使道路无论是在高温还是低温条件都能够发挥出其应有的功能。

这篇文章所涉及生产SBS 改性沥青的厂家与批次都是一一对应的，并且掺加改性剂量都超过了5%。

根据相关规程的要求对其进行相应的检测。

改性沥青经过检测所得到的各项指标结果全都达到了相关技术规范要求。

具体检测相关的指标数据如表1所示。

表1 沥青检测数据表
检测项目单位检测方法要求范围检测数据
密度（15℃）g/cm3T0603无 1.107溶解度%T0607≥99103.61
闪点℃T0611≥230259
针入度
（25℃，100g,5s）
0.1㎜T060460～8067.6
针入度指数PI无T0604≥-0.40.034软化点℃T0606≥5578贮存稳定性48h
软化点差
℃T0615≤2.5 2.2
运动粘度（135℃）Pa.s T0625≤3 1.74延度（5℃）cm T0605≥3041.8
（2）矿粉。

为了能够将混合料中多余的空隙进行充分填充，填充料最好选用矿粉。

此外，矿粉不仅能够将混合料的稳定性进行大幅的提升，而且还能够在一定程度上增加强度。

这篇文章所涉及的矿粉达到了0.93%的含水量、密度达到了2.828、没有出现团聚情况等，相关的指标均达到了相关标准的规范要求。

（3）细集料和粗集料。

粗集料在混合料中的作用是非常重要的，通过挤压粗骨料充分的发挥出其嵌接作用，从而能够更好地搭建起骨架体系，使路面更加的稳定。

细集料颗粒在混合料中的粒径要控制在4.75mm以内，质量占比保证在20%。

（4）纤维。

这篇文章所讲述的沥青混合料主要类型就是骨架空隙型，为了使填料和沥青间粘结力得到进一步的提升，从而更好地将其稳定性增强，可以将木质纤维素适量的加入到其中。

（5）高粘改性剂。

沥青混合料中采用了高粘添加剂。

这种材料的构成主要是高分子聚合物，能够大幅的提升沥青的黏度，从而将矿质集料和沥青之间的粘结力进行有效的提高。

四、混合料的级配组成设计方法
（1）优选设计方法。

运用间断型级配设计方案能够将嵌挤作用充分的应用在粗集料之间，从而提供给混合料相对稳定的骨架支撑，根据该方案所设计的排水性沥青混合料能够发挥出更好地抗车辙性能。

所以本文才选择该设计方案，主要用于研究如何更加科学的优化沥青混合料配合比。

（2）模型建立。

在构建级配的过程中，采用的是双级配曲线合成方案。

首先必须要精准的确定好每个关键筛孔的尺寸和通过率，将所选择的矿料公称最大粒径和通过率进行规定；然后对超过4.75mm的碎石含量进行规定；再对矿粉占比进行相应的规定，这样就能够获得两条集料的级配曲线，通过将其连接后就能够成为新的曲线。

本文在论述中将幂函数模型作为级配模型。

五、设计结果
为了使沥青混合料能够更好地达到路用相关性能的要求，使其饱和度得到根本的保证，降低深入水的量，避免在高温季节道路出现泛油情况。

在进行配置设计过程中参照了常规间断级配的设计方案。

初步拟定了3种方案，并将矿质集料分成了4组来进行设计，根据每组选用不同矿料进行搭配的比例，从而形成三种具体的设计方案。

通过系统的操作后将油石比初拟为5.0%，采用马歇尔击实方法对3种方案进行分别试验，参照体积相关的指标，得到最佳的级配方案就是方案3。

从方案中得到最佳沥青用量为6.0%。

在整个测定过程中方案3中的各项指标都达到了相关的标准规范要求。

表2 最佳级配选择参照数据表
油石比
毛体积相结
密度
理论相
对密度
VMA
（%）
VV
（%）
VCA max
(%)
VFA
(%)
流值
（mm）
稳定度
（kN）
4.0% 2.449 2.57017.6 4.837.874.2 3.311.09
5.0% 2.445 2.56917.9 4.337.975.7 3.411.29
6.0% 2.460 2.5591
7.7 4.137.87
8.8 3.511.66
六、结语
综上所述，这篇文章所阐述的排水性PAC-13沥青混合料类型选取的是骨架空隙型，并且将间断级配作为矿质集料级配类型。

通过相关的试验将掺入木质纤维素的量确定为0.35%混合料质量，将7%作为高粘改性剂掺配比例。

通过设计方案最终将矿粉、0-5ｍｍ、5～10ｍｍ、10～15ｍｍ的最佳比例设计为10∶12∶28∶50。

以最佳比例为基础最终推出油石最佳比例为6.0%。

（作者单位：上海千年城市规划工程设计股份有限公司安徽分公司）作者简介：王国胜（1986-），本科，工程师，研究方向为路桥工程。

参考文献
[1]黄园富.浅析市政道路沥青混凝土路面的长期性能设计[J].城市道桥与防洪,2017(3):204-206+20.
[2]王召弟.市政道路工程中沥青路面设计的相关问题[J].工程技术研究,2018(11):166-167.。