對公路舊路路面改造設(shè)計的探討

蔡小麗

（桐廬縣交通工程勘察設(shè)計有限公司 桐廬 311500）

省道中樟線全長40.1km，起自富陽市的中埠，由西北往東南經(jīng)富陽市在蕭山區(qū)的樓塔鎮(zhèn)與03省道相接。根據(jù)富陽市公路養(yǎng)護部門路況調(diào)查和杭州市公路局大中修計劃安排，確定了省道中樟線富陽段路面大中修范圍，大中修分為6段，全長5.45km。

1 路面使用狀況調(diào)查及評價

1.1 路面現(xiàn)狀調(diào)查檢測

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標準》［1］和《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》［2］規(guī)定，瀝青路面制定公路維修養(yǎng)護對策的主要依據(jù)是路面結(jié)構(gòu)強度，同時參考路面使用性能（二級以下公路，路面使用性能評價包含路面損壞和平整度2項指標）。經(jīng)設(shè)計人員會同檢測人員實地徒步目測并配以必要的量測方法，調(diào)查了路面損壞狀況，取得了路面結(jié)構(gòu)強度、平整度和老路結(jié)構(gòu)層等設(shè)計所需的基礎(chǔ)資料。

1.2 路面彎沉（結(jié)構(gòu)強度）檢測

瀝青路面的結(jié)構(gòu)強度調(diào)查指標通常為路面彎沉值，它是路基、路面在荷載作用下的垂直變形。為了掌握設(shè)計路段路面結(jié)構(gòu)層的整體承載能力，調(diào)查組采用自動彎沉車對設(shè)計路段的回彈彎沉值進行了檢測。

瀝青路面強度采用強度指數(shù)（PSSI）作為評價指標，路面強度指數(shù)按下式計算：

路面設(shè)計彎沉值采用46.0（0.01mm），各段路面結(jié)構(gòu)強度計算值見表1。

表1 富陽段路面強度指數(shù)評價表

1.3 路面病害現(xiàn)狀調(diào)查

路面破損類型主要分為裂縫類、松散類、變形類及其他4大類，根據(jù)規(guī)范要求實地調(diào)查中除以數(shù)字形式記錄病害樁號、類型外，還繪制了路面病害分布圖。經(jīng)調(diào)查，省道路面損壞情況比較嚴重，除縱、橫裂縫及不規(guī)則裂縫等輕微病害普遍存在外，最多的嚴重病害為龜裂和沉陷并存的綜合性病害。

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標準》，路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）進行評價，路面狀況指數(shù)由路面破損率（DR）計算得出：

經(jīng)計算匯總，各路段路面損壞狀況指數(shù)見表2。

表2 富陽段路面損壞狀況指數(shù)表

1.4 路面平整度檢測

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標準》規(guī)定，路面行駛質(zhì)量采用行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）作為評價指標。行駛質(zhì)量指標根據(jù)國際平整度指數(shù)（IRI）計算，公式如下：

經(jīng)計算，瀝青路面各段行駛質(zhì)量見表3。

表3 富陽段路面行駛質(zhì)量評價表

2 公路現(xiàn)狀性能評價

2.1 路面使用性能評價

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標準》規(guī)定，二級以下公路路面使用性能指數(shù)（PQI）分別用路面行駛質(zhì)量（RQI）和路面損壞狀況指數(shù)（PCI）2項技術(shù)內(nèi)容的賦值加權(quán)計算得出。

PQI評價標準參照《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，見表4。

表4 性能評價表

經(jīng)計算，各段路面使用性能見表5。

表5 富陽段路面使用性能評價表

2.2 公路技術(shù)狀況評定

根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中的養(yǎng)護評價公式，經(jīng)計算，各段公路技術(shù)狀況評價結(jié)果見表6。

表6 富陽段公路技術(shù)狀況評定表

3 病害處治設(shè)計

瀝青路面病害處理遵循圓洞方補、小洞大補的原則，根據(jù)病害產(chǎn)生原因并結(jié)合結(jié)構(gòu)層加鋪方案，本項目病害處理按以下方案進行：

（1）加鋪水穩(wěn)基層大修補強路段的病害處理。①松散、脫落、泛油、網(wǎng)裂、龜裂等較輕病害在大修加鋪基層路段不作處理；②沉陷、坑槽、翻漿等病害挖除病害區(qū)范圍的瀝青混凝土面層和基層，用水泥穩(wěn)定碎石回填，再加鋪路面結(jié)構(gòu)層。

（2）直接加鋪瀝青混凝土面層中修罩面路段的病害處理。①松散、脫落、泛油：刨除原瀝青面層3～5cm 厚的面層，整平后回填A(yù)C－20C 瀝青混凝土；②縱橫向裂縫、網(wǎng)裂、龜裂：按設(shè)計圖所示的范圍挖除損壞的面層，將挖槽底面整平并清掃干凈，用乳化瀝青灌縫，槽內(nèi)回填A(yù)C－20C瀝青混凝土；③沉陷、坑槽、翻漿：挖除病害區(qū)范圍的瀝青混凝土面層和基層，采用水泥穩(wěn)定碎石回填，上槽采用AC－20C 瀝青混凝土回填并壓實，壓實度需滿足相應(yīng)施工規(guī)范的要求。

（3）橋頭跳車病害處理。①大修路段。根據(jù)設(shè)計縱坡保持橋面標高不變，對橋頭路段進行挖除，然后加鋪設(shè)計路面結(jié)構(gòu)層。開挖整平壓實后測其回彈模量，若小于45 MPa或開挖后基底有積水，應(yīng)對臺后填料進行換填處理和增設(shè)盲溝；②中修路段。保持橋面標高不變，以橋頭伸縮縫作為銜接點，并以橋頭伸縮縫的高程作為控制標高，視橋頭高差及路面病害嚴重程度，開挖一定長度范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)層至原破損基層底，然后加鋪瀝青面層和水泥穩(wěn)定碎石基層。

4 路面加鋪方案設(shè)計

4.1 路面加鋪原則

（1）路面強度指數(shù)（PSSI）評價等級在“次”及以下，同時路面使用性能在“中”及以下時，則采取大修補強措施以提高其承載能力。

（2）路面強度指數(shù)（PSSI）評價等級為“中”，同時路面使用性能在“中”及以下時，則采取中修罩面處理恢復(fù)其使用功能。

4.2 路面結(jié)構(gòu)層加鋪方案

富陽段K1＋000～K1＋150段下穿杭新景高速公路，為維持原有凈空高度不變，加鋪前先銑刨原路面10cm，然后加鋪本次設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)層；K8＋800～K9＋300為富陽龍門穿鎮(zhèn)路段，為減少因路面加鋪抬高而給右側(cè)房屋帶來影響，設(shè)計先銑刨原路面5cm，然后加鋪本次設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)層。根據(jù)評價結(jié)果和實際情況，各段加鋪方案見表7。

表7 富陽段路面結(jié)構(gòu)層加鋪方案表

4.3 縱斷面設(shè)計

4.3.1 一般路段縱坡設(shè)計

縱坡設(shè)計按各路段需加鋪結(jié)構(gòu)層的總厚度對現(xiàn)地面線進行抬高處理，但由于經(jīng)過多年的運營，路面難免出現(xiàn)不平整，在縱坡設(shè)計時很難達到一致的厚度，縱斷面線形擬合程度一般較困難，從而會出現(xiàn)局部樁號填挖高度偏差較大。因此在大修設(shè)計時，應(yīng)考慮滿足補強路面厚度的要求，適當(dāng)考慮路面標高。如水泥穩(wěn)定碎石基層加鋪，按適宜施工厚度的下限值18cm 進行控制，即設(shè)計標高滿足18cm 時可以直接加鋪，不必對原老路進行挖除，從而減少原路面挖除數(shù)量。

中修路段一般不進行縱斷面設(shè)計，路面按等厚度加鋪，僅在局部高差突變或有倒坡路段對局部位置進行銑刨，然后加鋪瀝青面層。

4.3.2 特殊路段縱坡設(shè)計

由于路面加鋪使原有標高發(fā)生了變化，設(shè)計擬按以下方案實現(xiàn)與橋涵的銜接及路線接順，縱坡設(shè)計時應(yīng)充分考慮橋頭跳車病害處理。

（1）與起、終點銜接。大中修路段與現(xiàn)有路面之間的銜接部位，按縱向坡度不大于0.5%進行接順，坡長一般不小于50 m，并視具體情況向下挖除路面結(jié)構(gòu)層。

（2）與中、小橋涵銜接。橋面標高（鋪裝層厚度）應(yīng)保持不變，以橋頭伸縮縫作銜接點，橋頭伸縮縫的高程作為控制標高，按坡差小于0.5%進行接順，坡長一般不小于50 m，并視具體情況向下挖除路面結(jié)構(gòu)層。

（3）下穿路段。下穿路段應(yīng)保持原有路面標高不變，即在下穿范圍內(nèi)必須下挖原路面結(jié)構(gòu)層至產(chǎn)生新加鋪結(jié)構(gòu)層厚度的高差，然后再加鋪路面結(jié)構(gòu)層。

5 路面改造設(shè)計應(yīng)注意的問題

5.1 老路路面基礎(chǔ)資料的收集應(yīng)齊全

老路路面基礎(chǔ)資料包括：改建設(shè)計前歷年的年平均雙向日交通量、交通組成及交通量增長率等；收集公路養(yǎng)護的有關(guān)技術(shù)資料及原老路的路面結(jié)構(gòu)和材料組成、接縫構(gòu)造等資料。

5.2 突出舊路試驗檢測工作的重要性

老路的試驗檢測是老路改建設(shè)計的基礎(chǔ)，檢測分為路面損壞狀況調(diào)查（損壞類型、輕重程度、范圍及修補措施等）；路面結(jié)構(gòu)強度（路表彎沉、接縫傳荷能力、板底脫空狀況、面層厚度和混凝土強度以及原狀土的試驗等）；已承受的交通荷載及預(yù)計的交通需求（交通量、軸載譜的調(diào)查等）。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須對老路的試驗檢測數(shù)據(jù)進行認真細致的分析，并分段進行路況評價。針對不同路段的破損情況，切合實際地提出不同的舊路處治方案。

5.3 重視路面材料的各項性能指標試驗

對于老路拓寬改建工程必須做好路面各結(jié)構(gòu)層的材料配比試驗，確定混合料的抗彎拉強度、劈裂強度等重要指標，并運用這些指標經(jīng)過力學(xué)計算提出合理的差異沉降控制指標，為老路拓寬提供可靠合理的施工控制措施。

5.4 采用全壽命周期成本分析路面結(jié)構(gòu)方案

對于各設(shè)計階段提出的路面結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟成本分析，在選擇路面結(jié)構(gòu)時不僅要考慮路面的初始性能和費用，而且應(yīng)考慮路面在罩面或改建以后的性能和費用。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有多種策略性選擇：是花費較高的初建費用、采用承載能力較強的結(jié)構(gòu)和保證優(yōu)良的施工質(zhì)量，以獲取較長的使用壽命、較少的改建費用、較好的使用性能和較省的使用費用；還是采用較弱的結(jié)構(gòu)，以節(jié)省初期建設(shè)費用，但由此帶來較短的使用壽命，較高的養(yǎng)護費用等，這在不同地區(qū)、對不同等級的道路和不同的投資方式，業(yè)主可以有不同的考。這里重要的是，應(yīng)該在路面使用壽命內(nèi)采用全壽命周期費用分析法進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能從整個壽命角度去選擇最經(jīng)濟合理的路面結(jié)構(gòu)厚度組合。

［1］JTGH20－2007 公路技術(shù)狀況評定標準［S］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］JTJ073.2－2001公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2001.