城市道路路面结构设计原则及要点分析

王 继

（菏泽市公路规划设计院，山东 菏泽 274000）

0 引言

在城市规模不断扩大以及城市人口数量不断增加的情况下，对于城市交通容量的要求提出了更为严峻的挑战。城市道路作为城市交通出行的重要保障，直接关系到了市民出行和物资运输的安全性与顺畅性。路面结构设计作为城市道路工程建设的重要环节，其设计方案的合理性直接关系到路面结构施工的质量、安全、成本和效益。由于城市道路的规模大、复杂程度高、重要性强，在路面结构的设计环节必须要考虑到后期施工及使用过程中的问题，进一步优化路面结构设计方案，提高设计水平，积累设计经验，减少城市道路路面结构设计缺陷，确保城市道路工程路面施工的有序开展和道路工程建设效果。本文就城市道路路面结构设计的原则及要点进行分析，以供相关设计和施工技术人员参考。

1 城市道路路面结构设计原则

在城市道路路面结构设计中，不但要基于城市道路的实际情况，做好全面细致的勘察调研工作，还需要加强对新技术、新材料及新工艺的广泛研究，学习业内的先进经验，促进城市道路路面结构设计的创新，通过提高设计方案的科学性和合理性为后续的路面结构施工做好充分准备，进而提高城市道路工程建设的整体水平。具体而言，城市道路路面结构设计应当遵循“总体设计，节能减排，多方配合，灵活选材”。

1.1 结合施工要求，重视总体设计

路面结构设计作为城市道路建设的重要环节，其设计工作必须要综合考虑城市道路的整体实施思路，从全局角度考虑设计方案、施工技术的可行性，做好全面细致的勘察调研工作，获取详实准确的数据信息，从经济适用的角度进行路面结构设计，尽可能减少路面结构设计方案中的问题和缺陷，为后续的施工打好基础。设计之初不仅要考虑城市文化因素，还要考虑后期施工的难度、施工质量及施工成本控制等，综合分析城市道路工程所在区域的地理位置、周边环境、气候条件及交通流量，合理选择施工材料及技术，与施工单位进行充分的技术交流，共同探讨设计方案的合理性与可行性，对设计方案进行不断的优化调整，从总体上满足城市道路建设的实际要求。

1.2 加强理论分析，注重节能减排

城市道路路面结构设计的专业性强，为了提高设计方案的合理性，确保路面结构施工的质量和安全，还需要从力学原理的角度出发，对路面结构的稳定性和承载力进行精准的测算，避免资源浪费，确保城市道路工程路面结构施工的安全性，减少质量和安全隐患，为行车安全提供强有力的支撑[1]。设计中要遵循国家节能减排的要求，选择安全可靠、绿色环保的优质材料，通过优化路面结构设计减少建筑材料的浪费，降低路面结构施工对周边环境造成的污染和破坏，对潜在的质量和安全隐患制定相应的防范措施，优化资源配置，提高资源利用率，本着节能环保的设计原则减少浪费、控制成本，提高城市道路工程的经济效益、社会效益及环保效益。

1.3 科学编制方案，强化多方配合

在路面结构设计环节还需要考虑城市道路工程整体的造价，合理的把控设计施工成本，科学地编制工程预算，与施工单位做好配合，避免因设计方案不合理造成后期施工中的成本超支现象。城市道路路面结构设计需要多方的参与，在路面结构设计环节需要组织工程建设单位、施工单位、监理单位及有关部门就设计方案进行深入的技术讨论，提出设计方案中的不合理之处，加强技术交底，优化资源配置，合理进行分工，为后期路面结构施工建设做好充分准备。

1.4 考虑施工条件，灵活选用材料

在路面结构设计当中，路面结构层的材料对于路面结构的性能影响重大，尤其是对于一些地理位置比较偏远、地质结构比较复杂、气候多变的地区，在路面结构的选材环节必须要考虑后期路面投入使用的安全性及使用寿命。在目前的城市道路工程中比较常用的材料包括了沥青混凝土和沥青碎石两类，但是在道路施工技术不断发展的背景下，大量先进的新材料被广泛应用到了路面结构施工当中，也使得很多地区的路面结构施工应用了沥青混合材料，例如多孔隙沥青混凝土与传统的沥青混凝土相比强度更高、承载力更强，可以显著提高路面结构的性能。在路面结构设计当中需要综合考虑不同材料的优缺点，并结合城市道路工程的造价进行灵活的选材，在成本可控的范围内提高设计方案的合理性，为路面结构施工奠定良好基础。

2 城市道路路面结构设计要点

由于路面结构设计方案的重要性，在设计环节必须要加强重视，做好充分的准备工作，对施工及后期使用中可能遇到的问题进行提前的防范和处理，提高设计水平，做好施工保障。

2.1 路面纵向设计要点

在对城市道路工程路面结构进行纵向设计时，需要合理地设计道路纵向交接区域的路面结构，保障土方挖掘和回填施工的质量，采取分层压实的处理技术保障路基路面良好的透水性能，避免路面积水下渗引起路面及路基结构不稳；沿纵向交接区的路面结构应当采用格栅设计方式，提高回填土壤的粘合度，减少路面纵向滑坡和路面沉降的发生几率，保障城市道路路面结构的稳定性。

2.2 路面结构层设计要点

城市道路工程的路面结构分为三层，其中与车辆直接接触的上层结构在车辆反复的碾压以及外界环境的侵蚀下容易发生路面裂缝及沉降等病害，因此对于抗压性和耐磨性的要求较高，而中下层由于深埋于地下，与地基结构相连，受地下水文及土壤土质等的影响，对于抗裂性的要求较高。在道路路面结构设计当中需要考虑到不同结构层的性能要求，采取相应的设计方案；同时，在路面结构设计当中，主干道和次要道路所承受的荷载不同，对于性能的要求也有所差异，设计当中也需要考虑到后期使用过程中车辆的碾压对于路面结构所造成的影响，主干道的路面结构设计必须要具备良好的强度和承载力，选择强度高、抗压性强、耐磨性强的承压材料，而车流量较少的次要道路，则可以综合考虑设计施工和维护成本，在最上层采用强度高的承压材料，中下层按照国家要求进行一般设计即可满足使用需求。此外，在路面结构设计当中还需要考虑到不同地区的环境和气候对于路面结构的影响，在潮湿多雨的南方地区重点关注路面排水设计，而在气候较为寒冷的北方地区则需要注意路面结构的防冻处理，以免对因环境及气候原因造成路面结构的病害。

城市道路路面结构的设计环节，必须要考虑后期使用过程中路面结构常见的病害问题，通过合理的防范措施优化设计方案，降低各类病害的发生几率。具体而言，在路面结构设计中需要做好以下四个方面的处理：

（1）对道路路面结构的车流量及荷载情况进行准确的测算，在设计方案中确保路面的承重能力及摩阻损失能够满足后期路面行车的荷载要求；

（2）针对道路的车流量以及荷载情况选择适合的路面结构材料，尤其是需要考虑路面底层材料的耐久性及抗压性，尽可能延长路面结构的使用寿命；

（3）在路面结构设计中还需要根据施工所在区域的环境合理进行选材，通过积极应用新型节能环保材料优化路面结构的性能，把控施工成本，提高施工质量；

（4）在路面结构设计工作中需要从实用性的角度出发考虑到后期使用的问题，合理选择柔性或刚性的设计方案。这是由于不同性质的道路工程对于路面结构层的设计要求也存在着一定的差异，例如沥青混凝土路面属于柔性路面，如果路面结构的材料选择不合理在长期使用过程中受荷载因素及环境因素影响容易引起路面沉降、变形、裂缝等病害，针对这一问题可以通过半刚性底基层的设计方案提高路面结构的承载力，可以对路面结构的病害进行有效的防范[2]。

2.3 路面排水系统设计要点

路面排水设计是城市道路路面结构设计中的重要环节，对于路面结构的安全稳定性起到了至关重要的作用。路面积水是引起路面结构病害的常见原因，路面积水如果不能及时排出，积水下渗会引起路基结构的稳定性降低，道路的承载力下降，从而造成路面沉降、变形等问题，给车辆通行埋下一定的安全隐患。在传统的路面结构设计施工中，一般是使用不透水的水泥混凝土或沥青混凝土作为路面排水的材料，在建筑部门颁布的《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》中明确规定了城市道路路面结构的透水及抗滑要求[3]。在路面结构设计当中必须要加强对路面排水设计的重视，严格按照规定进行排水系统的设计；同时，在路面排水设计中还需要全面细致的考察道路所在区域的地下水文及排水管网的分布情况，在设计和施工过程中注意保护地下设施，避免破坏地下水系统；此外，在路面排水设计中还需要合理地设计排水槽及雨污水收集设施，以便于在多雨季节及时排出路面积水，确保行车安全。

2.4 主线行车道设计要点

主线行车道是目前城市道路建设的核心环节，对于整个城市道路建设的质量影响重大。在进行主线行车道的设计过程中需要综合考虑城市道路工程的实用需求，将混合性能材料广泛的应用到主线行车道的设计和施工当中。尤其是在我国交通事业快速发展的背景下，城市道路所承载的车流量和荷载不断增加，新型材料的使用可以最大限度地优化路面结构性能，降低车辆反复碾压对于路面结构造成的影响，延长主线行车道的使用寿命。在目前的路面结构施工中，水泥混凝土和沥青混凝土仍旧是比较常见的主线行车道的路面施工材料，在主线行车道的路面设计方案中，需要考虑后期施工的质量问题，并且在沥青混凝土结构层中应用应力吸收膜也可以降低路面病害的发生几率，提高路面结构的强度。

2.5 改建道路路面结构设计要点

（1）在改建道路路面结构设计时需要考虑到原有的路面结构以及道路改建的具体要求，将道路工程划分为基底和基层两大部分，根据实际的功能需求合理地设计基底和基层的厚度；

（2）改建道路必须要在原有道路的基础上提高路面结构的稳定性和承载力，延长道路的使用寿命，在路面结构设计时可以通过优化设计方案、改进施工材料、增加路面厚度等方式达到优化路面结构性能的目的；

（3）在很多需要改建的道路工程中，路面的排水问题都是引发路面结构病害的重要因素，因此改建设计必须注意优化排水功能：一方面要对改建道路所在区域的周边环境、气候、降水等情况进行全面的勘察，结合实地勘察测量的数据准确的计算路面边沟的尺寸和边沟的设计施工方案，通过对路面结构的透水性能、储水性能、蒸发能力和渗透能力进行合理的把握，填平原有路面的集水坑，优化路面排水系统；另一方面还可以在路面结构排水设计中砌筑边沟，通过边沟及时排出路面积水，减少雨水对路面的侵蚀，合理的设计泄水槽，避免积水下渗；

（4）对路床、台背及特殊地基进行优化处理：首先，填方工程可以选择土粉细砂混合细粒土进行路基的填补，提高路基填筑的质量，保障路基结构的稳固；其次，结合实际的土样测试数据优化回填设计方案，提升路面结构的荷载力和强度，并在科学测量路面强度后再进行后续施工[4]；再次，还可以利用土工格栅加石灰土的方式对路面进行加固，通过这样的方式可以大大提高路面结构的稳定性，提升路面强度，保障路面的荷载能力。

3 结束语

城市道路路面结构设计的水平直接关系到了后期路面施工及道路使用的安全性，在路面结构设计当中需要综合考虑道路的设计方案和施工要求，全面勘察现场环境，加强对新技术和新材料的应用，做好设计单位与施工单位的技术交流，严格遵循设计原则，把握设计要点，提高设计方案的科学合理性，为道路工程路面施工打好基础。