談瀝青路面改造設計

王 紅 梅

(太原晉萬通公路勘察設計有限公司,山西 太原 030032)

1 工程概況

本案例路面改造工程分為兩段，第一段為國道241線K64+071～K75+104段，長11.033 km；第二段為國道241線K99+043～K125+964段，長26.921 km，合計總長37.954 km；路線維持原路走向，其中K64+071～K75+104段起點為殺虎口鎮，終點為東風橋橋頭；K99+043～K125+964段起點為民福南路，終點為國道241線(董元線)與虎山線平交處。

2 舊路現狀及技術狀況分析

本案例沙虎口至山陰段因修建年代比較久遠，路面結構標準低，再加上近年來大噸位車輛較多，致使路面破壞相當嚴重。原路為瀝青路面，大部分路段基層強度不足、路面超齡服役、瀝青路面老化程度嚴重，重交通運輸量大、超載、超限車多，致使瀝青路面大面積出現坑槽、龜裂、網裂、壅包、車轍、沉陷、松散、推移、平整度差等病害，嚴重影響行車安全，且公路運輸能力明顯下降，對發揮公路的運輸水平造成一定的影響，嚴重影響著行車速度及通行能力，故急需改造這些路段。

路面破損狀況：路面破損狀況指標(PCI)為評定指標；路面強度的調查指標：路面彎沉值，采用自動彎沉儀測量回彈彎沉值，路面結構強度指數(PSSI)為評定指標；路面平整度：路面行駛質量指數(RQI)為評定指標。

2.1 現狀道路路面破損調查

本項目路面病害主要表現為：麻面、修補、松散的現象比較嚴重；路面縱向裂縫、橫向裂縫、不規則裂縫相當多，許多裂縫經過灌縫處理，但效果不明顯，仍然有開裂現象；原修補位置重新破損也比較嚴重，有的地方補中補還產生新的破損。

經現場踏勘發現項目路段的病害全線均有分布，各類病害所占比例如圖1所示。

從圖1中檢測數據可以知道項目路段目前的主要病害為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、坑槽、網裂、壅包、沉陷、松散、推移，平整度極差，均需進行改造。

2.2 鉆芯取樣

我們選取了典型病害代表位置進行了鉆芯取樣，對瀝青結構層厚度、瀝青層結構的完整性、基層結構厚度、基層結構狀況、結構層間粘結狀況等情況進行了分析，如表1所示。

表1 路面綜合評價表

3 處治方案

經過現場調查及分析，我們認為瀝青路面的破壞主要是由于在超重汽車荷載作用下，半剛性基層與瀝青面層之間層間結合差的原因所致。從破壞路段實測路面回彈彎沉值可以看出，所有代表彎沉值均大于原設計容許彎沉值，路面破壞基本為路面面層結構破壞，基層結構部分破碎，強度大部分滿足其功能要求。因此，路面網裂、龜裂、塊裂、縱縫等病害主要是由于基層與面層之間的層間結合不好而引起的，破壞現象由上至下。隨著重型交通流量的不斷作用，路面的損壞程度也不斷擴大，有進一步嚴重和惡化的趨勢。

3.1 方案擬訂的原則

由于本項目是對舊路路面進行改造，它與新建公路的設計思想是有區別的，結合路面改造工程的特點，路面方案制訂基本遵循以下原則：

1)快速施工，快速開放交通；

2)綜合考慮沿線村莊、構造物及相關設施等的標高限制；采取“分段設計、分類處理、分期實施、合理決策”的理念；

3)路面結構類型選擇應在滿足規范要求的前提下，盡量利用原路面結構層材料，降低工程造價，節能環保，減少舊料的廢棄。

3.2 路面維修方案比選

考慮到既有道路與沿線村莊、交叉路口的銜接問題和既有邊溝、安全設施的標高問題，繼續提高路面標高勢必會影響道路與周邊建筑物的銜接，給沿線居民、車輛出行帶來一定的不利影響。通過沿線走訪、調查，沿線居民、企業也希望盡量維持原有路面標高不變。

路面改造方案在結構厚度的確定上，一是受原有結構層層厚劃分的限制，二是不能超過原路面標高太多。因此，路面處治厚度范圍為路面頂面至破壞或局部破壞的路面結構層(即路面基層上層)。

具體擬定的處理原則如圖2所示。

本項目根據具體情況擬定5種路面結構處治方案。

1)方案Ⅰ(銑刨重鋪全部面層，2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI>70,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：病害處治。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用]路面標高抬高4.5 cm。

2)方案Ⅱ(銑刨重鋪全部面層,2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI>70,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性乳化瀝青廠拌冷再生混凝土8 cm;

封層：碎石封層1 cm;

基層：病害處治。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用]路面標高抬高6.5 cm。

3)方案Ⅲ(1層新水穩+2層新瀝青面層)。

適用對象：60

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩定碎石20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，銑刨原水穩砂礫基層回收利用于其他段落]路面標高抬高4.5 cm。

4)方案Ⅳ(2層新水穩+2層新瀝青面層)。

適用對象:PSSI<60,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩定碎石20 cm；

底基層：廠拌冷再生水穩砂礫20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，銑刨原水穩砂礫基層]路面標高抬高6.5 cm。

5)方案Ⅴ(2層新水穩+2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI<60,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩定碎石20 cm；

底基層：就地冷再生水穩砂礫20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，就地冷再生水穩砂礫基層]路面標高抬高24.5 cm。

4 技術比選

方案Ⅰ：優點：銑刨重鋪改性瀝青混凝土作為路面面層，增強了面層的整體強度。

方案Ⅱ：優點：采用了乳化瀝青廠拌冷再生等工藝，充分利用原路面結構材料，節能環保，且有較好的經濟性；整體強度好。

方案Ⅲ：優點：對原路基層進行挖除更換改善了原路基層強度。

方案Ⅳ：優點：采用了廠拌冷再生等工藝，充分利用原路面結構材料，節能環保，且有較好的經濟性；整體強度好。

方案Ⅴ：優點：采用了冷再生工藝，充分利用原路面結構材料，節能環保，且有較好的經濟性；整體強度好。

方案綜合比選:

結合外業調查和PCI分級，鉆芯取樣，實測彎沉值及PSSI分級，本項目采用分段設計、分類處理。

5 結語

近年隨著交通量的迅速增加，運輸車輛的長期運營，使得路基、路面因不堪重負而產生嚴重的病害，目前公路建設主要以大、中修改建為主，通過本項目大、修處理方案，對舊瀝青路面回收利用，節約造價，起到良好的作用。

本項目在舊路改造中對原有路面舊料進行了回收利用，不僅節約了投資，提高了資源利用率，而且保護了環境，是一項利國利民的工程，具有良好的經濟效益和社會效益。