國省道路面大中修分車道設計探討

謝春林

（北京建達道橋咨詢有限公司 杭州 310019）

杭州某省道是杭州地區交通要道，也是經濟開發區的黃金通道。通車以來，交通量增長迅速，超限車輛的劇增，嚴重破壞了公路路況，導致路面病害較多，主要為瀝青路面龜裂、塊裂、沉陷、車轍等，影響行車舒適性，存在一定的安全隱患，需要進行處治。

1 對舊路現狀的調查與檢測

該省道為雙向4車道一級公路，現狀為瀝青路面，路基寬24.50 m，路面寬21.00 m。始建于1994年，在2004年對全幅路面進行過大修改造，改造后路面結構為：4 c m瀝青混凝土上面層＋5 c m瀝青混凝土下面層＋25 c m水泥穩定碎石基層。管養單位在2011年又對左幅行車道進行大修改造，改造措施為：挖除老路面層、基層后加鋪4 c m AC-16C＋6 c m AC-20C＋22 c m水泥穩定碎石基層＋20 c m水泥穩定碎石底基層。

根據調查及檢測，整條道路路面強度均較低，路面破損狀況評價指標左幅路面均為差，右幅路面以中為主［1］，左右幅路面破損情況差異較大，左幅路面龜裂非常嚴重，分布于整幅路面，大部分路段車轍在1 c m以上。右幅路面以輕中型龜裂為主，基本無車轍。道路平整度較差，行車時存在明顯顛簸，左幅平整度比右幅差。因此左幅大修以增強路面結構強度，提高面層抗車轍能力為主；右幅大修以改善路面行駛性能，延緩病害發育為主。調查狀況見表1。

表1 公路使用狀況評定表

2 交通組成分析

根據現有交通量觀測資料，大中修設計的交通組成和代表車型見表2，圖1。

表2 代表車型

圖1 近5年交通量組成

根據對區域交通系統分析，項目沿線分布有3處石料場，運料車都是大型拖掛車、貨車，部分車輛超載現象嚴重，左幅大型車以礦場外運的滿載或超載車為主，右幅大型車以空載回廠的車為主，因此道路左幅路面破損遠遠比右幅嚴重。

利用收費站連續9個月的車輛超限資料和項目軸載分析成果，通過分析統計，得出左幅道路貨車車輛超載的比例見表3。

表3 左幅道路貨車超限比例表 %

由表3可見，左幅道路超載最嚴重的是特大、大型貨車，超載比例達45.39%，左幅補強設計當量軸次計算時考慮45%的大貨車超載50%進行計算。

大中修項目的交通量均為對項目交通流監測或現有路網進行監測分析，在項目完工后交通量會增長，且交通流分配基本與大中修前保持一致，即左幅大型車仍以礦場外運的滿載或超載車為主，右幅大型車以空載回廠的車為主。

3 彎沉計算和推薦路面結構

根據交通分布特點，左幅以大型車滿載或超載為主，右幅以大型車空載為主，左幅按45%的大貨車超載50%計算，根據交通運輸部路面10年不大修的精神，設計年限取10年。

根據交通組成分析結果，在大中修方案設計時，遵循以下原則：（1）根據交通量特征、現狀路面結構、彎沉強度、病害分布等特點，進行分車道差異化設計［2］；（2）從節能環保角度出發，積極推廣新材料、新工藝、新技術、新設備，在分車道設計的基礎上通過對病害充分、恰當的處理和必要的結構層加鋪達到設計要求，并實現老路面的充分利用［3－4］，對瀝青混凝土舊料進行再生利用。

經計算［5］，左幅在設計年限內彎沉設計累計軸次為6.2×106次，路面設計彎沉值為0.262 mm（半剛性基層）。行車道提出3個大修方案，見表4。

表4 左幅行車道方案比較表

鑒于左幅行車道主要為重載交通，同時本項目位于城區，泡沫瀝青方案抬高高度達20 c m，現狀路面已經有42 c m水穩基層，再采用水穩補強將導致基層強度過高，容易產生反射裂縫，因此推薦采用方案三（5 c mAC-13C（SBS）＋7 c mSUP-20＋12 c m瀝青碎石），為增強路面抗車轍性能，下面層添加0.3%抗車轍劑。

左幅硬路肩大修推薦方案參照行車道，先對原路面9 c m瀝青混凝土面層進行統一銑刨，對25 c m水泥穩定碎石基層進行就地再生處治，然后加鋪8 c m ATB-25密級配瀝青碎石＋7 c m－SUP-20＋5 c mAC－13C（SBS）。

右幅在設計年限內彎沉累計軸次為2.0×106次，路面設計彎沉值為33.0 mm（半剛性基層）。行車道提出2個大修方案，見表5。鑒于右幅行車道重型車以空載為主，現狀道路雖然彎沉較大，但路面破損情況一般，也不存在重型車轍路段，為節能環保、節約投資，推薦采用方案一（4 c mAC-13C＋6 c mAC-20C＋16 c m泡沫瀝青冷再生）。

右幅硬路肩大修推薦方案參照行車道，先對原路面9 c m瀝青混凝土面層進行統一銑刨，對基層病害進行處理，然后加鋪13 c m泡沫瀝青冷再生基層＋6 c mAC-20C＋4 c mAC-13C。

表5 右幅行車道方案比較表

4 經濟性與耐久性

在左右幅路況及交通軸載相差很大的國省道公路大中修項目中，實現分車道路面設計具有明顯的優越性。如果按照常規設計，在左右幅設計軸次及周期相同的條件下，交通軸載偏小的半幅及兩側硬路肩也需按照交通軸載偏大的半幅進行設計，直接導致結構浪費。

進行分車道設計由于充分考慮了車輛運行的特點，對于重載車輛多的半幅，由于設計當量軸次的提高，加上對路面適應重載交通的特殊設計，使得重載交通的半幅耐久性比常規設計有明顯的提高，而增加的費用不足常規設計費用的12%。對于交通軸載偏小的半幅及兩側硬路肩，根據實際交通軸次進行針對性設計，比常規設計減少的費用達28%。對于整個項目而已，總的工程建設費將直接節約近16%。

綜合而言，國省道路面大中修采用分車道設計既能協調各幅路面的設計周期，又可以提高重載車道的路面耐久性，還可以明顯節約工程投資，值得在工程中加以實踐。

5 結語

在國省道大中修設計中，由于路面呈現陰陽面，部分車道軸載特別大，按照傳統的設計方法往往導致部分車道加鋪厚度大，造價高。當用設計彎沉值作為設計指標時，由于各車道分布軸次不同，在理論上各車道補強厚度是不同的。采用分車道進行針對性設計，既能滿足路用性能，又符合實際車載軸次分布情況，且降低成本，為今后國省道路面大中修養護設計提供了積極的借鑒意義。

［1］ JTJ H20－2007公路狀況評定標準［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ 謝春林.單側拓寬高速公路考慮交通渠化的路面設計方法［D］.上海：同濟大學，2012.

［3］ 蘇婷婷，咼潤華，林俊舟，等.超薄瀝青路面早期損害裂縫和車轍的特點分析［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2014（1）：176-180.

［4］ 廖朝華，王家強.多車道高速公路改擴建工程路面分車道設計探討［J］.中外公路，2009（2）：241-246.

［5］ JTG D50－2006公路瀝青路面設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2006.