舊路加寬改造路面設(shè)計(jì)

文/郝曉強(qiáng) 中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院

隨著全國(guó)各地經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以往的很多國(guó)道和省道已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的交通量要求，所以對(duì)很多國(guó)、省道的加寬改造就勢(shì)在必行。舊路改造的過(guò)程中，路面設(shè)計(jì)需結(jié)合考慮加寬的新建路面和舊路路面的改造利用進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，所以對(duì)舊路改造路面設(shè)計(jì)的研究是很有必要性的，下面就結(jié)合安徽省蕪湖市S321一級(jí)公路改造的路面設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的論述。

1、舊路現(xiàn)狀調(diào)查情況

該省道現(xiàn)狀為二級(jí)公路，雙向四雙車道+非機(jī)動(dòng)車道，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬28m，機(jī)動(dòng)車道路面寬17m，為瀝青砼路面。

舊路于2003年通車，根據(jù)竣工圖，舊路路面結(jié)構(gòu)層為4cmAC-16中粒式瀝青砼+6cmAC-25粗粒式瀝青砼+20cm水泥穩(wěn)定碎石+30cm級(jí)配碎石。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀道路路面病害嚴(yán)重，主要路面病害為：有大量龜裂、縱橫縫、車轍和沉陷病害，有少量麻面、坑槽和翻漿病害。尤其是左幅機(jī)動(dòng)車道，較長(zhǎng)段落均連續(xù)龜裂和裂縫類病害。根據(jù)舊路病害調(diào)查，對(duì)舊路現(xiàn)狀路面按每公里分段進(jìn)行了路面破損狀況評(píng)定[1]，路面狀況指數(shù)PCI值最小值54.03，最大值77.79，平均為62.08，評(píng)價(jià)等級(jí)為中和次的段落占全線的80%，舊路現(xiàn)狀總體破壞較為嚴(yán)重，急需修理。

2、交通量情況

根據(jù)舊路交通觀測(cè)站處連續(xù)五年的交通量資料，五年內(nèi)交通量的增長(zhǎng)率在18%左右，設(shè)計(jì)初始年平均日交通當(dāng)量數(shù)為26392（輛/日）。根據(jù)交通量資料計(jì)算[2]得：

路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 :4908（次/d）

設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 :1.74×107次

路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 21.4 (0.01mm)

路面設(shè)計(jì)等級(jí)為重交通等級(jí)。

外業(yè)期間對(duì)舊路上、下行的貨車交通量情況進(jìn)行了調(diào)查分析，得出結(jié)論從繁昌-蕪湖的貨車滿載車輛占70%，蕪湖-繁昌占30%。

3、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)分新建路面和舊路加鋪設(shè)計(jì)兩部分。

3.1 新建路面

本次設(shè)計(jì)對(duì)新建路面提出兩種設(shè)計(jì)方案：

方案一：4cm AC-13C改性瀝青砼上面層+6cm AC-16C改性瀝青砼中面層+8cm AC-25C瀝青砼下面層+20cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層+30cm級(jí)配碎石墊層，總厚度為88cm。

方案二：面層（同方案一）+18cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石上基層+18cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石下基層+18cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層+15cm級(jí)配碎石墊層，總厚度為87cm。

通過(guò)路面結(jié)構(gòu)層計(jì)算，兩種方案在考慮上、下行重車比例差異的情況下均能滿足設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)同望造價(jià)軟件計(jì)算，方案一單價(jià)為335.02元/m2，方案二單價(jià)為354.22元/m2，采用方案二全線新建路面共需增加造價(jià)1120萬(wàn)元。同時(shí)，考慮到方案一的墊層和底基層與舊路相同，舊路加鋪后新舊路面結(jié)構(gòu)層基本一致，較好銜接，因此最終采用方案一。

3.2 路面加鋪

設(shè)計(jì)期間對(duì)舊路路面進(jìn)行了彎沉檢測(cè)和鉆孔取芯。根據(jù)路面彎沉檢測(cè)數(shù)據(jù)按每公里分段計(jì)算得現(xiàn)狀路面計(jì)算彎沉值最大為128（0.01mm），平均為90（0.01mm）左右；計(jì)算得舊路各段的回彈模量Et最小值為128.1MPa，最小值為372.8MPa，平均為203.2MPa。

根據(jù)病害處進(jìn)行的鉆孔取芯情況，舊路路面病害處底部的水泥穩(wěn)定碎石基層和級(jí)配碎石底基層大多均已破壞，無(wú)法利用，需挖除病害處路面結(jié)構(gòu)層并進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

根據(jù)舊路檢測(cè)和計(jì)算結(jié)果，對(duì)舊路加鋪提出了如下三種方案（加鋪的各層厚度及參數(shù)與新建路面方案一各層相同）：

方案一：挖除舊路全部的面層和基層，將舊路級(jí)配碎石底基層進(jìn)行重型壓實(shí)后作為墊層，整體加鋪底基層、基層和面層。

方案二：挖除舊路全部面層，對(duì)病害處繼續(xù)向下處理（挖除病害處舊路的基層和底基層，重新回填壓實(shí)）后，整體加鋪底基層、基層和面層。

方案三：對(duì)舊路病害處進(jìn)行處理（挖除舊路病害處面層、基層和底基層，重新回填壓實(shí)）后，整體加鋪基層和面層。

對(duì)三種方案每平米的單價(jià)進(jìn)行了計(jì)算，單價(jià)中考慮了舊路材料的再生利用。三個(gè)方案單價(jià)如下表：

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從造價(jià)上比較，方案二造價(jià)太高，直接排除；當(dāng)舊路路面病害比例大于15%時(shí)，方案三的造價(jià)就超過(guò)了方案一，對(duì)全線舊路病害進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，舊路病害比例超過(guò)15%的段落占到了65%。

同時(shí)，考慮到舊路經(jīng)過(guò)方案一處理過(guò)后，20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層是整體重新加鋪的，路面結(jié)構(gòu)層的整體性要比方案三好很多，因此全線舊路均采用方案一進(jìn)行處理。

4、舊路材料再生利用

本次舊路改造中，所有挖出的舊路路面結(jié)構(gòu)層材料均考慮再生利用[3]，舊路瀝青面層挖出后摻入乳化瀝青進(jìn)行廠拌熱再生后用于新鋪路面的下面層（8cm AC-25C瀝青砼）；舊路路面結(jié)構(gòu)層中的水泥穩(wěn)定碎石和級(jí)配碎石層挖出后進(jìn)行篩分，然后摻入相應(yīng)的骨料和水泥進(jìn)行廠拌冷再生后用于新鋪路面的底基層（20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石）。

結(jié)語(yǔ)：

對(duì)舊路改造路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀路面現(xiàn)狀情況、交通量資料和檢測(cè)資料等，提出合理的設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比選，從而選定最優(yōu)方案。本文對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)論述，可以為以后舊路加寬改造的路面設(shè)計(jì)工作提供參考。

[1] 《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007）

[2] 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2017）

[3] 《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）