市政道路设计问题与施工中裂缝成因分析

刘芳

（安庆市建筑工程施工图审查有限责任公司，安徽安庆 246000）

1 城市道路桥梁设计问题

1.1 道路桥梁设计缺乏实用性、合理性

对于城市道路桥梁设计、相关设计人员必须要结合当地城市规划、本次工程项目需求、道路桥梁施工的周边环境、地质条件等进行综合考量，要充分考虑道路桥梁设计是否与周边环境相协调、施工区域内地质条件是否满足设计需求、设计参数体系信息是否准确完整，是否符合设计规范、方案设计与结构设计是否紧密衔接。要求参与当次项目工程的设计师必须要结合项目要求对道路桥梁工程设计方案的可行性、操作性进行验证分析。但是，当前部分道路桥梁设计单位，未能将设计理论与场地实际相结合，在一定程度上忽视当地城市文化、场地环境，导致道路桥梁设计方案在科学性、合理性方面存在不足与缺陷，甚至部分道路桥梁设计方案想当然、与施工现场条件严重不符、存在许多安全质量隐患，致使道桥路面后期运营过程中出现裂缝，严重影响道桥的使用寿命。

1.2 道路桥梁的设计缺乏科学性、创新性

近年来，随着现代城市基础设施建设逐步增加，在城市建设中，城市环境、城市面貌得到显著的改善与提升。城市道路桥梁功能不局限于城市基础设施的重要组成部分，而是逐渐成为城市一道独特、靓丽的风景线。但是在当前，我们也更多地看到，部分城市在城市道路桥梁建设设计过程中，过于理想化：①设计单位不顾城市文化、项目实际，周边环境、场地特征，盲目生搬硬套、复制那些别的城市已建成的道桥方案；②一味迁就、满足业主要求、要美观又要压缩成本，丢掉设计的本质、缺乏科学合理性，顾头不顾尾。这样直接导致设计方案存在诸多弊端，为日后工程完工交付使用及后期运营埋下质量隐患。

1.3 城市道路桥梁耐久性较差

在道路桥梁工程项目建设中，建设单位往往关注的是道路桥梁的美观、成本方面。而道路桥梁的实用性、耐久性则会被忽视。持这种理念的建设单位在设计过程中在一定成度上也影响到设计单位。①设计单位在方案设计汇报会时，会在弄几个道桥方案比选、设计重点在外型美不美观，设计成本超不超概上。在结构选型、材料的应用往往很少关注；②受建设单位影响、设计单位对工程材料选用也就被忽视，对材料及新技术发展不做充分研究，所选材料过时、材料的力学性能、抗疲劳、耐久性方面无法最大限度满足现代道路桥梁设计实际需求，使用寿命就会大打折扣，特别是一些细节方面，譬如防裂贴、土工格栅、抗车辙剂的应用与否，使用与不使用均会产生不同的效果。尤其是一些车流量大的路桥面、桥台搭板与道路搭接的地方、桥梁石雕栏板与桥身等均是裂缝的重灾区，工程投入使用后，路桥面则需经常性修复，这不仅会影响道路桥梁的稳定性，也会对交通运输通行造成较大影响，致使道路桥梁维护成本增加。

2 关于道路桥梁设计问题的具体解决措施

2.1 切实提升道路桥梁设计的科学性

要想保证道路桥梁设计的科学性，设计单位就必须恪守设计的本质，关设计人员首先应充分了解项目特征，对项目的周边环境进行现场踏勘、同时对车流量进行测试分析、在路桥设计的等级、功能、路桥断面等方案的关键性方面进行确定，接下来做好现场地形地貌测量、水文地质详细勘察、研究分析、进行结构建模，同时注意借鉴大量的实际道路桥梁工程设计成果、综合运用，做好项目设计的基础性工作，为后期道路桥梁施工图设计，乃至工程施工打下基础。与此同时要求道路桥梁设计人员积极提升自身理论水平，在设计实践中不断积累经验，加强道路桥梁设计的科学性，减少道路桥梁质量安全缺陷。

2.2 加强道路桥梁设计方案的合理性

道路桥梁工程设计人员在选择道路桥梁设计方案过程中必须坚持“安全、美观、经济、实用”的基本原则，将所有可能影响道路桥梁工程设计及施工等因素进行归纳、进行严格分析，同时工程项目设计要符合项目所在城市的相关规划，与项目的周边环境相结合、选择最优、最合理的道路桥梁工程设计方案。

2.3 加强道路桥梁结构及耐久度设计

在道路桥梁工程设计过程中，设计人员应不仅仅要关注道桥的建设成本、外型的美观，对于道桥的结构选型、材料的应用更应高度重视，要把安全放在第一位。

要充分认识道桥结构的安全稳定性是重中之重，在道路桥梁交付运营后，路面的车辆荷载，季节的高温、严寒、雨雪的侵蚀等都会导致道路桥梁出现老化、裂缝问题，对道路桥梁耐久性产生较大影响、实际上这也是道路桥梁投入运营使用后最常见的病害。因此需要在设计源头把好关：①加强道桥结构安全稳定性验算与审核，确保设计使用寿命周期内的安全；②选材、应与当前日益发展材料与先进的施工技术相结合。同时要在施工前做好道桥施工技术交底，要使该项目施工人员全面掌握工程的重要部位的质量控制要点，并做好材料的检测，不合格的材料严格禁止使用，确保道路桥梁工程施工质量。

3 道路桥梁使用运营过程中出现裂缝成因分析

沥青路桥面层开裂类型可以划分为荷载型裂缝何非荷载型裂缝，非荷载型裂缝也被称作是温度裂缝。笔者参加过对许多市政道路桥梁设计、施工的现场勘察及专家论证会，结合查阅相关文献资料进行分析，认为导致道路桥梁设计施工中裂缝的具体原因有如下几点。

3.1 车辆类型及交通流量

对于交通流量大的城市路桥面层，由于长时间的不同类型重载车的轴载作用，基层产生拉应力而出现疲劳累积致使面层出现裂缝，对于路桥的搭板处，则由于材料不同更易出现收缩裂缝。

3.2 路桥基层材料的选用

通常城市道路基层材料选用较多的是水泥稳定土基层、级配碎石基层、石灰稳定土基层；市政桥梁材料则主要选择混凝土基层。基层材料选择种类差异也会导致沥青面层裂缝类型不同，所产生的影响也不同。根据实践经验来看，路桥基层材料的收缩性越小，则在沥青路面的面层裂缝也就越少。这也是目前水泥稳定碎石（半刚性材料）广泛应用于基层的原因，需要注意的是在基层上必须添加沥青透层以加强与面层的粘结；对于混凝土基层、除了添加沥青透层外，还须则在缩缝、涨缝处粘贴防裂贴对抗面层开裂也是有好处的。

3.3 沥青混合料的施工配合比

沥青混合料的施工配合比是影响沥青路面开裂的重要原因，而施工配合比应采用马歇尔试验来确定的。对于其孔隙率、流值、稳定度、沥青饱和度等指标均需达设计要求。

3.4 气候条件

在道路桥梁工程施工中使用沥青混合料施工对于天气是有严格的要求，低温及雨雪天气严禁施工。①为了使得拌和的混合料施工快卸快铺快平，能够被及时碾压成型。通常将碾压温度控制在120~150℃范围内，碾压终了温度控制在65～80℃范围内。如果是寒冷天气，施工温度难以保障；②混合料在受到雨水侵蚀后，混合料表面黏附力下降，致使沥青路面层经过一段时间后会发生沥青料粒松散，出现裂缝坑洼现象，这是道路桥梁面层发生裂缝的主要原因之一。

3.5 施工及材料因素

路床填料以及基层材料的碾压含水量及材料强度，路床填筑分层碾压的厚度、压实度及养护等因素也是产生裂缝的原因之一。

4 防止沥青路桥面层裂缝的措施

4.1 设计方面

（1）在进行城市道路基层设计时，在选择基层材料的时候要优先选择抗水性能、抗拉强度、干缩系数和温度系数良好的半刚性材料做基层，如水泥稳定土；桥梁基层是混凝土。

（2）上面层选用改性细料式密实型沥青混凝土沥青面层，加适量抗车辙剂、除与普通热沥青施工相同外，还应注意到改性沥青混合料施工温度高10~20℃。

（3）为进一步提高表面层抗裂缝性能，在基层与面层之间加沥青透层并加铺土工网；对于混凝土基层除了添加沥青透层外、还须则在缩缝、涨缝处粘贴防裂贴对抗面层开裂也是有好处的。

4.2 施工方面

（1）严禁在雨雪天气及低温条件下施工。

（2）控制路床填料及基层施工碾压时的含水量。

（3）控制路床填料及基层施工碾压时的厚度、做到分层碾压，压实度达设计要求。

（4）对于市政综合管网管顶以上填料要用专项机械机压实。压实度达设计要求，对于横向过街埋深不大的管道必要时可加筋，加铺混凝土以保护。

（5）基层碾压完成后，需及时采取有效的养生措施。在养生作业技术后，可及时应用乳化沥青来做封层或者透层。

（6）透层或粘层完成后，需及时将沥青路面铺筑完成。

5 结语

综上所述，现代城市道路桥梁设计问题与路桥面的裂缝有直接的因果关系，这就要求与设计人员的理念、设计理论应与项目特征结合，与工程技术的发展、材料应用相结合，改进设计中存在的问题、防止裂缝发生。