新型材料在道路设计中应用的探讨

费庆华

（安徽省城建设计研究院　安徽　合肥　230051）

新型材料在道路设计中应用的探讨

费庆华

（安徽省城建设计研究院安徽合肥230051）

随着我国城市交通的快速发展，道路桥梁建设正在如火如荼的进行。道路是交通的纽带，给人们的出行提供了便利。城市交通业的快速发展，极大的提高了对道路建设的要求。通过合理的规划设计，完善道路交通职能，以满足当前城市建设的要求。解决道路建设的能耗问题，是当前城市道路交通建设的重点。生态道路设计成为城市道路发展的新方向。本文结合新型材料在道路设计中的应用，对道路的生态化建设进行分析，探究道路生态设计对于城市生态建设的影响。

节能环保；道路设计；应用探讨

前言

车辆的增多给城市交通造成了巨大的压力，道路建设成为城市建设的重点工作之一。城市道路设计往往缺乏一定的规划，以至于众多城市的道路交通当中存在着诸多不合理的设计。当前，道路建筑材料主要是以混凝土、沥青为主，存在着一定的能耗问题，环保性能较差。城市道路建设的大面积开展，新型材料开始应用于城市道路设计当中，实现了城市道路的生态化建设。

1　道路生态化设计的意义

在倡导节能环保的现代城市建设当中，新型材料的使用成为新的发展趋势。新型道路建筑材料具有良好的环保性能，在城市道路设计当中得到广泛的应用。根据城市道路交通的实际情况，结合道路结构的特点，进行生态设计。将新型道路建设材料实用性和环保性充分的发挥出来，在城市道路设计当中发挥其生态价值。当前我国的能源消耗和和环境污染问题日益严重，建设生态节约型城市已经成为城市建设的战略目标[1]。

传统的道路建设，大多以混凝土和沥青材料为主，材料本身就缺乏一定的环保性能，还会对环境造成一定程度的污染。该种材料的安全稳定性较差，经过一段时间的使用之后，容易发生损坏，影响道路的安全，阻碍城市交通的发展进程。另外，道路的维护也会消耗一部分能源材料，使得城市道路建设成为高能耗产业。面对当前严峻的能耗问题，将节约能源、减少消耗作为道路设计所围绕的核心，从根本上解决道路建设的能耗问题。新型材料的应用，加强了道路建设的节能环保，形成生态化的城市道路设计，对于城市交通的发展有着积极的推动作用，对城市道路生态建设具有重要的意义[2]。

2　新型材料在道路设计中的应用

2.1土塑复合材料的应用

土塑复合材料是将废弃塑料与土石、沥青等材料进行复合开发，设计生产，形成具有极高环保价值的新型生态材料。通过相关的实验检测，对道路结构层次进行分析，对道路的荷载承受力做出相应的评估。土塑复合材料在经过一段时间的使用之后，传统道路结构的弯沉值变化较大，结构层承载负荷的能力下降，容易形成结构内土体渗水而导致结构的稳定性下降，而土塑复合材料由于其特殊的性质，具有更好的结构稳定性，保证道路结构的安全稳定。土塑复合材料的应用，将荷载压力由集中变为分散，极大地减轻了道路结构的荷载。土塑复合材料有着很好的柔韧性，在负荷承载力方面同样不输于传统道路建筑材料结构。相比于混凝土、水泥以及沥青等材料，土塑复合材料良好的负荷承载性能，可以有效地延长道路的使用寿命，实现可持续发展的生态建设目标。因此，作为既环保、使用性能更佳的土塑复合材料来说，值得道路设计建设广泛应用和推广[3]。

以某国道工程为例。2013年5月，该国道工程首次利用再生塑料在道路结构当中，进行道路改造，并经过后期维护，获得了良好的效果。该国道工程路线全长7.562km，以《公路工程技术标准》规定的一级公路标准建设，设计速度60km/h，路基宽度30m，由传统沥青、混凝土材料结合土塑复合材料；全线共设置大桥1025m/3座，短隧道430m/1座，涵洞14道。项目投资估算为28850.32万元，其中环保投资200.45万元，工程计划2013年开工建设，2015年建成通车，建设工期约为2年，设计使用年限为15年。

通过结构计算，对道路等级、荷载等级进行评估。设计层厚度取整，对路面结构进行设计，经过多次试验，选择最佳材料设计厚度，并将土塑复合材料作为替代材料进行应用。再次进行试验，并进行相应的调整，根据同之前几组实验数据的对比，各项系数都有了很大程度的提升，更加满足技术要求。经过铺筑路面结构设计以及补充计算，得到最为科学合理的设计方案。经过该设计方案建设的该国道工程，已于2015年投入使用。经过后期观察，根据道路使用情况得知，在使用期间，只经过几次小型的维护，未曾产生大的结构损坏，对于重车繁忙的该国道来说，其使用寿命有了极大的提升。

2.2生态混凝土材料的应用

混凝土作为应用最为广泛的建筑材料，也同样大量应用于道路建设当中。新型材料的开发与利用，对道路生态化建设起到了积极的作用。为了不让混凝土这一优质材料被新型材料所淘汰，同时为了使其更加适应当前城市生态建设的发展要求。生态混凝土的开发成为混凝土材料的新的发展方向。传统混凝土材料的应用，在一定程度上给环境造成了损害。混凝土材料的应用与环境形成了一种矛盾的关系。为了改变当前这种情况，为了更好的建设城市道路，实现生态化设计。生态混凝土的开发工作就由此展开。

根据道路设计的需要，新型生态混凝土有着不同的使用类型。①排水性混凝土的应用。传统的密闭道路路面通透性差，容易产生积水问题，排水效率极低，给行车安全造成一定的威胁，给城市交通带了不小的困扰。排水性混凝土能够让路面积水顺利的渗入地下。②人造轻骨料混凝土的应用，该类型混凝土具有良好的吸音隔音效果，其作用就是降低由于行车而产生的巨大噪音，对出行和周边居住提供一个良好的环境。③绿化混凝土的应用。开发出能够适应绿色植物生长的混凝土材料，将绿色植被在该混凝土上种植，多用于道路中央隔离带和两侧的绿化带，对城市生态建设有着积极的发展意义[4]。

现以五台山风景区行车观光路段进行调查研究，其生态化建设对景观绿化设计、交通等多方面产生了重要的影响。

该道路根据路段分为城市道路次干道Ⅰ级和Ⅱ级。和道路下埋设排水、燃气、电路等管线，在道路中心线位置添加人行道和盲道，设置交通护栏，进行上下行车辆分离。路面采用沥青混凝土路面，道路两旁应用绿色混凝土材料，起到良好的环保功效。该条路段最小竖曲线半径为R=2500m，最小坡段长度为158.33m。道路设计使用年限为20年。

考虑到对风景区周边环境的保护，道路两旁的绿化就显得尤为重要。采用绿色混凝土。综合考虑了当地的季节气候影响以及道路结构特点，选取合适的营养土并加入适量肥料，选择合适的植物进行播种。在混凝土内填充营养土浆，营养土铺设和草种种植。最后，经过两个月的生长，形成道路绿化带。投入使用之后，该条道路在投入使用之后，达到了良好的环保效果，对城市绿化起着积极作用。

3　道路新型材料的发展前景

道路新型材料的广泛应用，解决了由于传统材料所造成的环境污染问题。新型道路设计生态材料，在未来将会有更好的发展前景，完善新型生态材料，使其发挥更加全面的环保职能。更多的新型环保材料得到开发和生产，并广泛应用于城市道路建设当中。新型生态材料除了具有良好的环保性能之外，经济价值潜力巨大，等待着深入的挖掘。新型材料一旦在城市道路设计当中得以广泛的应用，同类型生态材料也会得到大量的开发生产，保证城市道路建设材料的充足供应。相比于传统建设材料，新型生态材料的在道路建筑材料中占据着绝对的优势，拥有着极高的经济利用价值。新型材料的大量开发，带来了巨大的经济效益。加快推动城市道路建设的发展，对城市交通的良好发展打下坚实的基础[5]。

4　结论

能源消耗和环境污染是当前不得不面对的实际问题。作为城市建设当中重要的一部分，城市道路设计也正在朝着生态化的方向发展，新型材料的应用，实现了城市道路的生态化设计，推动城市交通的平稳发展。新型生态材料凭借其极高的环保性能，将会广泛应用于城市道路建设设计当中，拥有着有着极高的生态价值和实用价值。道路新型材料的应用，对于城市生态化建设具有重要的实际意义。

[1]闻武.绿色生态环保理念在道路设计中的应用[J].市政技术，2010，02：34～36.

[2]邱海东，南巍，李雪峰.低碳环保措施在道路设计中的应用[J].市政技术，2013，S1：12～14+19.

[3]林兵.土塑复合材料在道路结构中的应用研究[D].重庆交通大学，2008.

[4]俞斌.生态技术在道路设计中的应用研究[J].工程建设与设计，2006，01：52～54.

[5]李江伟.生态设计在城市道路中的应用研究[D].合肥工业大学，2009.

U412

A

1673-0038（2015）30-0314-02

2015-7-11