董 昆
(安徽省城建设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230000)
虽然现代城市交通需求大幅度增长,导致大部分道路需要进行扩宽、改建,但是介于城市交通需求主要集中在主干道上,使得小部分道路的实际交通需求并不高,那么如果依照统一标准来进行建设,容易造成较大得资源侵占,使得主干道扩宽改建工程受到阻碍,因此两类道路的路面设计工程需要得到区分,应当根据实际交通需求来进行设计,同时对路面质量等进行控制。
对比于城市主干道交通量,低交通量道路可以分为交通量交通量小、交通量极小两类,两者的区别在于:交通量小的道路可以依照理论计算方法得到路面结构设计需求,交通量极小的道路则依照理论计算方法无法得到路面结构设计需求,此时为了保障路面设计质量,针对不同种类的低交通量路面需要采用不同的计算方法[1]。
针对交通量小的道路进行路面设计,设计方法首先进行实地勘查工作,得到实际的交通数据以及周边环境条件,其次根据勘查结果进行框架模型设计,同时对框架模型的可行性与经济性进行审核,如果不满足则需要调整,调整的同时要注意是否存在新的问题,最终依照高等级道路路面设计理论,通过计算方法得出路面结构的厚度等设计需求[2]。此外,出于质量考虑在勘查当中,要注意交通数据指标,例如车型、最大车流量等,因只有在指标完整得前提下,才能进行正确计算。
针对交通量极小的道路进行路面设计,设计方法当中因为根据理论无法对其设计需求进行计算,所以可以排除理论计算方法,直接采用筑路材料进行路面结构基层、垫层设计,由此形成路面结构层,同时在结构层当中要重视两个重点,即结构层厚度、结构层材料选择与应用。在结构厚度方面必须满足最小施工厚度,如有必要可以进行细微的调整。在结构层材料选择与应用方面,根据不同的材料应当采用不同方法,例如在混凝土材料方面,应当选择厚度18cm,弯拉强度标准达4.0MPa 的混凝土板作为面层材料进行铺筑,同时如果环境中水体影响较为严重,则还需要设置≥0.5cm 的下封层;在沥青材料方面,主要采用2.5cm~3.0cm 的沥青表处、3.0cm~5.0cm 的沥青贯入式作为面层材料进行铺筑,如果环境中水体影响较为严重,需设计混凝土下封层;在石料材料方面,可以选择10cm~15cm 天然级配石料或砂料作为基层材料进行铺筑。此外,在一些石料或砂料缺乏的区域,有必要次用路基排水措施来保障工程质量。
无论实际交通量小还是极小,任何低交通量道路路面设计都必须重视临界荷载问题,即因为车辆对于路面载荷的影响是无法确认的,即不同车辆类型、载重、数量所造成的载荷是不同的,为了确保设计质量,有必要进行临界载荷确认,即确认设计的承载能力是否满足交通量最大载荷需求。
(1) 水泥路面临界载荷确认方法
假设水泥路面应力水平为50%,那么就需要以此为基础,对低交通量路面整体结构进行刚度分析,再选择其中刚度最小的结构为依据,依照公式进行计算:混凝土面板厚度、强度+天然砂砾厚度、强度+地基强度,该公式计算结果机位水泥路面临界载荷,将其对比于水泥路面应力水平,如果不匹配则说明路面结构设计质量不佳。
(2) 沥青路面设计
因为沥青材料特性,其路面不会产生拉应力,而其拉应力存在于半刚性基层,所以要确认沥青路面临界载荷,需要以半刚性基层的拉应力水平为基础来进行确认。具体方法上,同样设定应力水平为50%,之后针对不同轴载条件下的应力水平进行计算,计算方法为:沥青面层厚度、强度+石灰土强度+地基强度。
关于轴载换算方法,为了确保换算结果准确,应当依照相关规定中标准轴载单轴双轮组轴载100kN 为标准来进行计算,计算方法方面,针对不同的材料需要采用不同的方法,具体见表1。
表1 不同路面材料轴载换算方法
低交通量道路路面设计,在不同交通量条件下需要采用不同的方法,对此应当先对低交通量道路进行分类,确认设计目标属于交通量小、交通量极小中的哪一种,之后依照相应方法来进行设计;为了确保设计质量,在设计工作当中,应当注意相应要点,即临界荷载确认、轴载换算,同时在此两项工作当中,根据不同材料需要采用不同得方法。