謝磊

（上海投資咨詢集團(tuán)有限公司，上海 200003）

1 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，越來越多的市政道路接近設(shè)計使用年限，出現(xiàn)了不同程度、不同類型的道路病害，嚴(yán)重影響了行車安全性和舒適性。道路大中修工程相比于新建道路，具有施工周期短、工程造價低等優(yōu)勢，但涉及因素較多，合理進(jìn)行道路大中修方案設(shè)計，對有效提高道路使用性能、延長路面使用壽命和節(jié)約工程投資尤為重要。

2 市政道路常見病害分析

2.1 瀝青路面病害

瀝青路面經(jīng)過長時間車輛持續(xù)碾壓沖擊作用、溫差作用、地下水作用等影響，自身材料性能會逐漸老化，經(jīng)常出現(xiàn)路面裂縫、磨耗層損壞、車轍、沉陷、擁包、松散、坑槽、麻面、泛油等病害，對路面整體性、平整性和抗滑性帶來不利影響。其中，路面裂縫和車轍最為常見，路面裂縫往往由于路面強(qiáng)度不足、基層收縮變形或溫度應(yīng)力過大引起，車轍則是由路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、路面壓實度不足或路面面層抗剪強(qiáng)度小于車輛荷載作用形成的剪切應(yīng)力導(dǎo)致。

2.2 水泥混凝土路面病害

水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但在車輛超載、路基排水不暢等情況下極易出現(xiàn)板塊斷裂、接縫料損壞、錯臺、拱脹、邊角剝落等不同程度的病害，嚴(yán)重影響道路行車安全。其中最為常見的病害是板塊斷裂，主要由車輛超載和超限、路基不穩(wěn)定、不良地基、溫差過大、板體脫空等引起，且局部病害修復(fù)難度較大。

2.3 市政橋梁病害

市政橋梁大多處于城市交通繁忙路段，車輛超載、原材料質(zhì)量與性能不佳等因素綜合作用下易出現(xiàn)如下病害：橋面鋪裝、伸縮縫、欄桿等橋面系破壞，橋梁支座老化、變形甚至脫空，橋面板、梁裂縫，以及混凝土碳化、鋼筋銹蝕和外露等。市政橋梁以中小跨徑為主，中小跨徑橋梁又以梁式橋最為常見，典型病害為裂縫、缺損和鋼筋銹蝕。裂縫出現(xiàn)的原因可以分為主拉應(yīng)力裂縫、局部應(yīng)力裂縫、溫度應(yīng)力和收縮產(chǎn)生的裂縫、徐變裂縫以及其他次應(yīng)力裂縫[1]。缺損是混凝土碳化、物理撞擊等因素引起的結(jié)構(gòu)外觀損傷，缺損又會進(jìn)一步導(dǎo)致鋼筋暴露或保護(hù)層厚度減小，鋼筋發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

2.4 附屬設(shè)施病害

排水設(shè)施、側(cè)平石等附屬設(shè)施作為市政道路的重要組成部分，往往會隨著道路運(yùn)營時間的增長，出現(xiàn)雨水管道堵塞、檢查井結(jié)構(gòu)損壞和周邊道路沉降不均勻、雨水口結(jié)構(gòu)破壞、側(cè)平石老化露骨、減速帶破損等病害。許多市政道路由于建成時間較早，尚未完善相關(guān)無障礙設(shè)施，無法切實保障殘疾人、老年人、孕婦等社會成員的通行安全?，F(xiàn)狀附屬設(shè)施的設(shè)計也未考慮海綿城市相關(guān)建設(shè)要求，未有效實現(xiàn)市政道路的滯水、蓄水、凈水和排水功能。

3 市政道路大中修工程設(shè)計重難點(diǎn)

3.1 交通流量調(diào)查分析

交通流量調(diào)查是指對市政道路所承擔(dān)的交通量、速度、交通流運(yùn)行狀況、交通事故、起訖點(diǎn)、交通土地利用等調(diào)查的統(tǒng)稱[2]。交通流量調(diào)查數(shù)據(jù)的全面性、準(zhǔn)確性和及時性對道路大中修工程方案設(shè)計至關(guān)重要。開展相關(guān)調(diào)查工作時，應(yīng)該側(cè)重車輛軸載類型、軸重、組成比例等參數(shù)的準(zhǔn)確獲取，條件允許時宜獲取近10年的交通流量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.2 道路病害調(diào)查與原因分析

市政道路現(xiàn)狀病害調(diào)查是大中修工程開展方案設(shè)計的重要前提，也是道路養(yǎng)護(hù)決策的重要依據(jù)。目前，國內(nèi)開展道路病害檢測以多功能路況快速檢測車等自動化設(shè)備和傳統(tǒng)的人工檢測為主[3]。瀝青路面檢測指標(biāo)包括路面狀況指數(shù)（PCI）、路面平整度（IRI）、構(gòu)造深度（TD）、車轍深度（RD）、路面行駛質(zhì)量系數(shù)（RQI）、抗滑系數(shù)（SFC）等，水泥路面檢測指標(biāo)包括斷板率、接縫傳荷能力、路面狀況指數(shù)（PCI）、路面行駛質(zhì)量系數(shù)（RQI）等[4]。

根據(jù)現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)使用性能、歷年交通運(yùn)行數(shù)據(jù)、路面結(jié)構(gòu)材料性能、路面養(yǎng)護(hù)歷史等內(nèi)容，對路面病害進(jìn)行分路段、分類統(tǒng)計分析，由此判斷現(xiàn)狀路面各結(jié)構(gòu)層技術(shù)狀況和病害成因分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行針對性的大中修工程方案設(shè)計。

3.3 地下管線情況復(fù)雜

城市中各類管線一般采用地下敷設(shè)方式，包括排水管道、燃?xì)夤艿?、給水管道、電力管線、通信管線、軍用光電纜等。開展方案設(shè)計前，應(yīng)對地下管線位置、類型等進(jìn)行充分勘探，并緊密對接相應(yīng)權(quán)屬單位或管理部門，制訂管線保護(hù)方案或合理避讓，避免后期施工損壞地下管線，給沿線居民生活帶來不便，甚至威脅周邊居民生命安全和國家安全。

3.4 避免施工對交通運(yùn)行產(chǎn)生較大影響

市政道路是居民日常交通出行的重要通道，在保證施工質(zhì)量、確保施工進(jìn)度的前提下，制訂合理的交通組織方案，對周邊交通進(jìn)行疏導(dǎo)，盡可能減小道路大中修施工對周邊道路交通的影響。對于城市快速路、主干路等道路等級較高的路段，應(yīng)提前對接交通管理部門，協(xié)調(diào)完善交通疏導(dǎo)方案，同時解決瀝青運(yùn)輸車等施工車輛的專線行駛問題。

4 市政道路大中修工程設(shè)計思路

4.1 有針對性地確定道路大中修方案

基于交通流量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、周邊地塊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃以及區(qū)域交通組織方案等，進(jìn)行交通流量預(yù)測和道路當(dāng)量軸載換算，用于瀝青層疲勞開裂損壞、路基頂面豎向壓應(yīng)變、路面低溫性能等驗算，合理指導(dǎo)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。路面結(jié)構(gòu)層材料的選用還應(yīng)充分考慮施工對周邊交通的影響，必要時可采用快速水泥混凝土、瀝青穩(wěn)定碎石等材料，以縮短施工周期。

水泥混凝土路面通常采用原路面加固處理后加罩瀝青面層、原路面破碎壓實后加罩瀝青面層和翻挖新建瀝青路面等改造方式。確定道路改造方案時應(yīng)結(jié)合道路病害調(diào)查及檢測報告，細(xì)化水泥混凝土板體脫空區(qū)域注漿、灌縫等設(shè)計方案，確保路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采用共振碎石化改造方案時要避免破碎工作對地下管線的不利影響。

橋面鋪裝的修復(fù)方案要根據(jù)病害類型、病害嚴(yán)重程度、道路交通量大小等進(jìn)行選取，病害較輕時宜采用微表處、稀漿封層等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案。此外，對工程范圍內(nèi)破損和堵塞的雨水連管、雨水口等設(shè)施進(jìn)行翻排和調(diào)換，確保道路排水安全。

4.2 細(xì)化地下管線保護(hù)或避讓方案

地下管線勘察時經(jīng)常存在敷設(shè)位置不清晰、權(quán)屬單位不明確等問題，給道路大中修工程設(shè)計帶來很大困擾。實地調(diào)查時，應(yīng)該邀請相關(guān)權(quán)屬單位或知情者協(xié)助，深入了解管線類型、權(quán)屬單位、管線埋深、管線走向、管線材質(zhì)等信息，后續(xù)建議申請調(diào)用局部路段綜合管線資料或相關(guān)管理部門的原始管線設(shè)計資料，對勘探成果進(jìn)行復(fù)核，確保地下管線信息準(zhǔn)確。

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，結(jié)合管線類型、埋深、管道直徑等因素，對可能受到道路施工影響的地下管線進(jìn)行保護(hù)或合理避讓，如管線埋深較大且距離基坑較近時可采用隔離保護(hù)法對施工過程中裸露在檢查井或基坑中的管線進(jìn)行懸吊保護(hù)等。

4.3 優(yōu)化完善無障礙設(shè)施、綠化景觀等附屬設(shè)施設(shè)計

在智慧城市建設(shè)的大背景下，人性化設(shè)計理念已逐步被融合到城市道路設(shè)計工作中?；谌诵曰O(shè)計理念進(jìn)行道路大中修設(shè)計，除了協(xié)調(diào)處理機(jī)動車、非機(jī)動車、行人的通行安全與舒適的關(guān)系外，還應(yīng)該同步完善無障礙設(shè)施、綠化景觀、合桿等附屬設(shè)施設(shè)計。

針對目前市政道路中存在的人行道局部變窄導(dǎo)致盲道中斷、進(jìn)口坡坡度過大、行人過街設(shè)施不足、盲道距離障礙物過近等問題，可以結(jié)合街道設(shè)計方法對道路空間進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，避免采用單一的設(shè)計通用圖，充分考慮設(shè)施帶寬度、殘疾人通行需求、視覺誘導(dǎo)等因素，保證市政道路無障礙設(shè)施的連續(xù)性和與周邊空間的合理銜接。

道路綠化是提升市政道路生態(tài)效益、改善城市環(huán)境的重要途徑。確定植被類型時，要同時注重實用功能、觀賞功能和文化功能，結(jié)合道路等級、周邊建筑類型、光照強(qiáng)度和植物季相，選取成活率高、空氣凈化功能較強(qiáng)、日常養(yǎng)護(hù)便捷和蓄水能力較強(qiáng)的植物，增加道路綠化景觀的豐富性、層次感和季節(jié)適應(yīng)性，為行人和駕駛員交通出行帶來良好的視覺觀感和視覺誘導(dǎo)效果。

為了滿足交通標(biāo)志、監(jiān)控、信號燈等系統(tǒng)設(shè)置要求、路政、公安、交警等各類權(quán)屬單位在道路上設(shè)置了數(shù)量繁多、種類繁雜的各類桿件和箱體，容易導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)和設(shè)置混亂的問題。道路大中修設(shè)計時要按照“應(yīng)合則合、能合則合”的原則，對各類桿件、箱體及相關(guān)設(shè)施進(jìn)行集約化和規(guī)范化布置，在保證各項功能的前提下，盡可能減少桿件數(shù)量，充分釋放道路通行空間。

4.4 優(yōu)化交通疏導(dǎo)方案，減少碳排放

2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布“中國二氧化碳排放力爭取在2030年前達(dá)到峰值，努力在2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)，交通行業(yè)作為人們生產(chǎn)活動的重要組成部分，碳排放問題一直備受關(guān)注。市政道路大中修過程中，交通量、施工周期、施工區(qū)長度、封閉車道數(shù)、封閉時間等因素對交通延誤有著直接聯(lián)系。一般來說，施工造成的交通延誤時間越短、機(jī)動車?yán)@行距離越短，由此造成的碳排放量也越少，合理制訂交通疏導(dǎo)方案可以顯著減小碳排放量[5]。

根據(jù)市政道路等級、所在區(qū)位以及承擔(dān)交通量的大小，靈活采用全路段全封閉施工、分時段半封閉施工、分時段全封閉施工、夜間施工等方式，并結(jié)合施工工序、施工特點(diǎn)和天氣狀況，動態(tài)調(diào)整交通疏導(dǎo)方案，將施工對周邊道路交通的影響和施工碳排放量降到最低。對于道路等級較高、交通流量較大的道路，施工前應(yīng)協(xié)調(diào)交通管理部門，通過廣播、網(wǎng)絡(luò)等渠道進(jìn)行宣傳，實時公布施工進(jìn)度，保障居民出行順暢，爭取社會支持與市民配合。

4.5 結(jié)合全壽命周期養(yǎng)護(hù)理念，合理確定養(yǎng)護(hù)計劃

全壽命經(jīng)濟(jì)分析的本質(zhì)內(nèi)涵是要求從工程項目全壽命周期出發(fā)去考慮造價和成本問題，關(guān)鍵是要實現(xiàn)工程項目整個壽命周期的總收益最大化或總成本的最小化[6]。引入全壽命周期養(yǎng)護(hù)理念，確定道路中長期養(yǎng)護(hù)計劃，可以在最佳養(yǎng)護(hù)時期提出最具針對性的養(yǎng)護(hù)措施，目的就是減少后期投資，提高項目質(zhì)量與性能，防止道路由于養(yǎng)護(hù)不及時出現(xiàn)嚴(yán)重病害。

對市政道路日常使用狀況進(jìn)行及時的動態(tài)監(jiān)控和檢測，記錄路面性能指標(biāo)（如路況指數(shù)等）的衰變模式，達(dá)到養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)時結(jié)合養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)路面實際技術(shù)狀況開展養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計，每個分析期內(nèi)可能要采用多次養(yǎng)護(hù)或銑刨加罩等養(yǎng)護(hù)措施，確保道路一直保持良好的使用性能，并為下一階段的養(yǎng)護(hù)工作奠定基礎(chǔ)，爭取實現(xiàn)道路使用性能目標(biāo)和投資效益的最大化。

5 結(jié)語

市政道路大中修工程涉及專業(yè)面廣、內(nèi)容復(fù)雜，方案設(shè)計前要充分開展交通流量歷史數(shù)據(jù)調(diào)查、現(xiàn)狀病害調(diào)查和成因分析、地下管線情況摸排等工作，結(jié)合全壽命周期養(yǎng)護(hù)理念，提出針對性的道路大中修措施，并合理優(yōu)化交通疏導(dǎo)方案，在確保道路使用性能的同時，促進(jìn)資金合理使用，減少碳排放。