國(guó)道209線路面改造設(shè)計(jì)淺析

覃 浩

（山西省公路局 臨汾分局勘察設(shè)計(jì)院，山西 臨汾 041000）

1 路段概況

路段起點(diǎn)位于隰縣與呂梁交口界、國(guó)道209線K607+293處，途經(jīng)下李、張村、上友村、千家莊，終點(diǎn)至隰縣縣城國(guó)道209線K624+950處，路線全長(zhǎng)17.657 km，二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)。自1994年建成后從未進(jìn)行過(guò)改造。隨著交通量和軸載逐年增大，導(dǎo)致了該路段服務(wù)能力急劇下降，路面出現(xiàn)了橫裂、縱裂、龜裂、車(chē)轍、擁包等嚴(yán)重病害；由于沿線城鎮(zhèn)化發(fā)展較快，涵洞大部分堵塞，排水系統(tǒng)已處于半癱瘓狀態(tài)，交通安全設(shè)施缺損嚴(yán)重；現(xiàn)有公路的通行能力和服務(wù)水平已不能適應(yīng)交通運(yùn)輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，急需對(duì)其進(jìn)行改造。

2 公路現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)價(jià)

2.1 原有公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

原路為二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)速度60 km/h。路基寬度10.5～12 m之間。原公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯總見(jiàn)表1。

表1 原路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 交通量調(diào)查

表2 標(biāo)準(zhǔn)小客車(chē)晝夜交通量調(diào)查數(shù)據(jù)表

2.3 原路狀況

2.3.1 路線調(diào)查

首先調(diào)查收集原有公路的平縱線形是否滿足現(xiàn)行路線規(guī)范的要求，平面需測(cè)量偏角、彎道半徑、交點(diǎn)距離等，縱斷面需測(cè)量坡長(zhǎng)、坡度、標(biāo)高等。經(jīng)勘測(cè)，全段共設(shè)交點(diǎn)19個(gè)，平均每公里1.07個(gè)，平曲線占路線總長(zhǎng)23.6%，平曲線最小半徑300 m。縱坡豎曲線共設(shè)9個(gè)，平均每公里變化0.51次，最大縱坡1.872%，豎曲線最小半徑凸曲線5 800 m，凹曲線8 000 m。路線指標(biāo)滿足二級(jí)公路設(shè)計(jì)速度60 km/h技術(shù)指標(biāo)要求。

2.3.2 路基現(xiàn)狀調(diào)查

路基主要調(diào)查是否出現(xiàn)沉陷、邊坡滑塌、翻漿等病害，同時(shí)還應(yīng)通過(guò)調(diào)查沿線路基土質(zhì)、地下水位等來(lái)判斷路基的干濕類(lèi)型及段落分布情況。經(jīng)調(diào)查，該段公路路基無(wú)太大病害，主要在個(gè)別路段存在沉陷和路基寬度不足問(wèn)題。設(shè)計(jì)中應(yīng)分別對(duì)路基寬度不足的路段進(jìn)行加寬，全線路面寬度均為9 m，兩側(cè)為土路肩。由于土路肩雜草叢生、土質(zhì)差且壓實(shí)度不足，需要對(duì)原土路肩進(jìn)行處理。

2.3.3 路面現(xiàn)狀調(diào)查

路面調(diào)查時(shí)需收集原路面結(jié)構(gòu)形式、歷年的養(yǎng)護(hù)資料及近年來(lái)的大修情況。本路段原路面結(jié)構(gòu)為3 cm瀝青碎石+15 cm石灰穩(wěn)定砂礫基層+15 cm砂礫墊層。路面病害主要表現(xiàn)為橫裂、縱裂、龜裂、車(chē)轍、擁包等。

2.3.3.1 路面破損狀況調(diào)查

路面破損狀況調(diào)查根據(jù)現(xiàn)行《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20—2007）采用人工調(diào)查的方式進(jìn)行。按《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，本次調(diào)查將瀝青路面破壞類(lèi)型分成了11類(lèi)21種病害，11類(lèi)病害分別為龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車(chē)轍、波浪擁抱、泛油和修補(bǔ)，其中龜裂分為輕、中、重3種嚴(yán)重程度，泛油和修補(bǔ)不分嚴(yán)重程度，其他8類(lèi)病害嚴(yán)重程度分為輕、重2種嚴(yán)重程度[1]。該段落現(xiàn)有路面病害匯總見(jiàn)表3。

表3 路面病害統(tǒng)計(jì)表

2.3.3.2 路面強(qiáng)度檢測(cè)

為了提高檢測(cè)效率，路面強(qiáng)度采用CFWD-10T型全自動(dòng)落錘式彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)。瀝青路面強(qiáng)度檢測(cè)考慮了行車(chē)道上下行交通量的不同組合，在每個(gè)車(chē)道50 m輪跡處進(jìn)行一次彎沉檢測(cè)。全線每公里修正后代表彎沉值（0.01 mm）在199～279之間，SSI在 0.089～0.12之間，SSI評(píng)定等級(jí)均為差。

2.3.4 排水、防護(hù)及安保設(shè)施

由于原路排水設(shè)施不完善，以及沿線城鎮(zhèn)化發(fā)展較快對(duì)公路排水設(shè)施造成破壞，致使沿線邊溝破損嚴(yán)重，排水系統(tǒng)已處于半癱瘓狀態(tài)。

2.3.5 現(xiàn)有公路存在的問(wèn)題

沿線交通安全設(shè)施總體服務(wù)能力差。標(biāo)志缺損較多，護(hù)欄幾何尺寸不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，全線里程碑、百米樁等設(shè)施大部分已破損。

3 路面改造設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)原則：勘察設(shè)計(jì)中，必須樹(shù)立和落實(shí)科學(xué)的發(fā)展觀，貫徹全國(guó)公路勘察設(shè)計(jì)工作會(huì)議提出的“六個(gè)堅(jiān)持，六個(gè)樹(shù)立”的勘察設(shè)計(jì)新理念，堅(jiān)持“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”的基本原則，確保工程安全和功能要求。作為路面改造工程來(lái)說(shuō)，不提高路線的技術(shù)等級(jí)，路線維持原有線形不變,主要以改善和提高路面結(jié)構(gòu)等級(jí)為主，同時(shí)還涉及路基病害的修復(fù)以及完善沿線安保工程和防護(hù)排水設(shè)施。

3.1 路基處理

3.1.1 受標(biāo)高限制路段挖除舊路面

路面改造以路面補(bǔ)強(qiáng)為主，補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)層以等厚法施工，但在項(xiàng)目起終點(diǎn)、過(guò)村鎮(zhèn)路段以及橋梁前后受標(biāo)高限制路段，路基不能抬高，為使縱坡銜接順適，控制點(diǎn)前后順坡150 m（根據(jù)行車(chē)速度為60 km/h的最小坡長(zhǎng)而定），須挖除舊路面然后新建路面。下挖端部路面表層標(biāo)高應(yīng)順勢(shì)弧形過(guò)渡，不應(yīng)留有折角。

3.1.2 舊路面病害的處理

路面大修以充分利用現(xiàn)有路面強(qiáng)度為原則。在平面線型基本不動(dòng)的前提下，充分、合理利用現(xiàn)有路面強(qiáng)度，在補(bǔ)強(qiáng)或新建路面前應(yīng)對(duì)舊路面的病害進(jìn)行處理。由于本項(xiàng)目路面大修方案為補(bǔ)強(qiáng)或新建路面，無(wú)直接加鋪瀝青面層，故不必要處理橫向、縱向裂縫病害，僅對(duì)坑槽進(jìn)行處理。坑槽路段處治方案為將原破損路面面層、基層一并挖除，邊角挖齊后采用水泥穩(wěn)定碎石填補(bǔ)至原路面標(biāo)高并壓實(shí)。

3.1.3 路基加寬處理

由于原路基部分路段寬度為10.5 m、11.0 m和11.5 m，為保證路基寬度為12.0 m，需對(duì)這些路段進(jìn)行加寬處理，處理方案為在路側(cè)設(shè)置90 cm的矮擋墻，使加寬后路基寬度為12.0 m。

3.1.4 兩側(cè)土路肩處理

由于原路修建年代久，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，路面兩側(cè)為土路肩，寬1.5 m。現(xiàn)土路肩上雜草從生、土質(zhì)差、壓實(shí)度不足，作為路床還需進(jìn)行處理，因此本次路面改造需對(duì)兩側(cè)土路肩進(jìn)行處理后，再進(jìn)行路面加鋪。處理方案為將兩側(cè)土路肩挖除40 cm厚，再回填40 cm厚砂礫，處理寬度每側(cè)2 m。

3.2 路基防護(hù)工程設(shè)計(jì)

路基防護(hù)工程設(shè)計(jì)依據(jù)中華人民共和國(guó)交通部頒《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2004）等規(guī)范，結(jié)合實(shí)地情況，根據(jù)工程水文地質(zhì)、邊坡高度、施工條件、周?chē)h(huán)境的不同，設(shè)置了路基防護(hù)工程。

為保證路面加高后路基寬度達(dá)到12 m，在原路肩處采用支護(hù)矮擋墻的方式，來(lái)保證路基設(shè)計(jì)寬度。矮擋墻頂寬50 cm，內(nèi)坡采用4∶1，矮擋墻采用C20片石混凝土澆筑。

3.3 路面

3.3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及路面計(jì)算參數(shù)

a）交通量：混合車(chē)輛：1 972輛/日，折合小客車(chē)3 262 輛 /日；b）標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ—100；c）設(shè)計(jì)彎沉：25.6（0.01 mm）；d）設(shè)計(jì)年限：12 年；e）路面類(lèi)型：瀝青混凝土路面；f）路面寬度：11 m；g）自然區(qū)劃：Ⅲ2區(qū)；h）干濕類(lèi)型：中濕、潮濕。

3.3.2 路面結(jié)構(gòu)組合

通過(guò)路面病害調(diào)查結(jié)果，對(duì)全路段路面狀況指數(shù)PCI、路面強(qiáng)度指數(shù)SSI、破損率DR進(jìn)行分析計(jì)算后確定如下路面大修方案：

a）對(duì)于起終點(diǎn)以及橋梁前后受標(biāo)高限制路段，路基不能抬高，為使縱坡銜接順適，控制點(diǎn)前后順坡150 m，須挖除舊路面，然后再新建路面結(jié)構(gòu)層。結(jié)構(gòu)層厚度根據(jù)公路等級(jí)、使用功能，交通量及組成、累計(jì)當(dāng)量軸次等確定。

b）其余路段瀝青路面的病害主要表現(xiàn)為龜裂、網(wǎng)裂、塊裂，伴有不同程度的縱縫、橫縫、車(chē)轍等，路面評(píng)價(jià)為差，處治方案為路面補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)層厚度根據(jù)各段落交通量及組成、累計(jì)當(dāng)量軸次、原路面彎沉值確定。

表4 路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型表

3.4 路基、路面排水設(shè)計(jì)

3.4.1 路面排水

路面排水分集中排水和分散排水兩種形式，根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)及沿線自然條件分別采用。一般路段采用分散式排水形式，由路拱分散排除，為減輕水流對(duì)路基的沖蝕，小矮墻采用C20號(hào)片石混凝土。在填方路段的平曲線內(nèi)側(cè)及高填方路段采用集中排水，設(shè)置瀝青混凝土攔水帶并接急流槽將水引至溝底，以免除其對(duì)路堤邊坡的沖刷。

3.4.2 路基排水

a）挖方路段及填土高度小于邊溝深度的填方路段，應(yīng)在挖方邊坡或填方邊坡坡腳外設(shè)置邊溝，防止路基被水流沖刷坡腳，造成坍塌。縱坡大于3%時(shí)采用漿砌片石、片石混凝土加固；小于3%時(shí)采用土質(zhì)邊溝或植草邊溝。

由于路面改造工程路基外側(cè)為小矮墻，因而邊溝的主要形式為矩形。

b）在高路堤（H≥4 m）以及彎道內(nèi)側(cè)（H≥2 m）處，邊坡坡面未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷，應(yīng)沿路面外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶，匯集路面表面水，然后通過(guò)急流槽排出路堤。攔水帶由瀝青混凝土澆筑。

c）在填挖方相接處當(dāng)路線縱坡大于等于7%時(shí)，水流速度過(guò)大，沖刷嚴(yán)重，應(yīng)設(shè)置急流槽跌水，將水流送至橋涵構(gòu)造物或路基外。

d）當(dāng)挖方坡口和分水線的距離大于15 m，且地面橫坡大于1∶5時(shí)，應(yīng)在挖方坡口以外5 m處設(shè)置截水溝，視具體情況確定尺寸及斷面形式。

e）路基通過(guò)濕洼路段時(shí)，應(yīng)在路基兩側(cè)設(shè)置排水溝以減少積水對(duì)路段的侵害。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)道209線某段路面改造工程以不提高路線的技術(shù)等級(jí)，改善和提高路面結(jié)構(gòu)等級(jí)為主，同時(shí)考慮完善沿線安保工程和排水設(shè)施的原則進(jìn)行改造。主要工程包括瀝青路面193 809 m2,縱向排水6 566 m3,矮擋墻 9 358 m3,擋墻 1 411.4 m3，波形護(hù)欄5 869 m，平面交叉26處。

舊路路面改造工程的順利實(shí)施除技術(shù)上精心設(shè)計(jì)外，還需完善科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，為保證施工不受干擾按期完成，在施工時(shí)必須中斷交通，可增設(shè)部分便道。施工過(guò)程中要做好管理工作，列出施工計(jì)劃。對(duì)監(jiān)理、施工技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，對(duì)設(shè)備和機(jī)械要進(jìn)行日常檢查，定期保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除，保證運(yùn)轉(zhuǎn)良好。