公路路面結構分車道設計方法

聶科琴 易毅

（湖北省交通規劃設計院股份有限公司，湖北 武漢 430071）

一、公路路面結構分車道設計方法

（一）設計方法

公路路面結構和交通量之間所存在的關系表明，在路面結構設計中，交通量作用的次數主要表現為當量軸次累計值，規范中所規定的車道在設計年限內當量軸次累計值表示如下：

表1 公路路面結構車道系數取值

若路面上下行向交通量存在較大差異，還應根據交通量實際設計厚度，若存在較為明顯的超載現象，還應根據工程實際修正當量軸次累計值。

（二）公路路面結構分車道設計

1.行車道路面結構設計

根據對車道系數的分析，該公路工程所采用的路面設計方法對于分車道設計中行車道設計仍然適用，但應更加重視行車道早期病害問題，對于已經出現的病害應及時補強或罩面養護。該公路工程借鑒類似工程設計施工經驗，將瀝青面層從2層8cm～10cm厚增加至3層15cm厚，基層從12cm厚二灰碎石層+42cm厚石灰土增加至20cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石+20cm灰土結構層，有效避免了早期病害現象的出現，也從側面反映出路面結構分車道設計對當前公路路面設計具有很強的包容性。

2.超車道路面結構設計

根據《公路工程技術標準》的相關規定及對該公路車輛橫向分布情況的調查發現，四車道公路超車道系數取值在0.05～0.10之間，超車道系數較小但行車量較多，小型車約占超車道行車總量的95%及以上，這就對超車道的平整度、抗滑性等路用性能提出了更高要求。參考國內一、二級公路路面結構，超車道路面2層瀝青面層厚度應控制在10cm左右，其瀝青面層材料與厚度應與行車道上、中面層材料和厚度保持一致，而基層按20cm厚水泥碎石+28cm灰土設計，比行車道少1層面層和1層水泥碎石基層。

（三）分車道設計所面臨的問題

1.機械化施工問題

公路施工中機械化程度不斷提升，但是該公路路面分車道設計僅影響瀝青面層和水泥碎石穩定基層攤鋪機施工，其余不采用攤鋪機施工的結構層均不受影響。通過應用攤鋪機施工能有效提升平整度，所以對于平整度要求不高的路面基層，如遇分車道設計與路面結構機械化施工出現矛盾，可通過分車道攤鋪的方式解決。

2.縱縫問題

該公路路面分車道設計后，車道結構及厚度均發生改變，這種改變是否會引發縱向裂縫？目前尚無成功經驗可以參考，但是基于理論角度分析，在分車道設計后各車道結構層只是發生較小幅度的變化，且一般集中于重型車輛行駛較少的超車道和硬路肩位置，而該公路超車道和硬路基原本沒有車轍，行車道上僅存在由瀝青面層自身變形所引起的1.0m左右的車轍，不會引發相鄰車道產生裂縫。與此同時，該公路自2010年通車以來，僅在路基邊坡不均勻沉降后出現硬路肩和行車道之間的縱縫，但縱縫路段硬路肩和行車道為同一結構，并未出現路基沉降，所以僅因一、二層路面結構的不同而引發硬路肩、行車道和超車道縱縫的可能性極小。在分車道設計及施工過程中還可以通過梯形過渡及上下層接縫相交錯等措施克服縱縫的產生。

二、分車道設計的經濟效益

該公路工程為雙向四車道設計，標準軸次累計值最大的路段取12×106次，當超車道車道系數僅為行車道車道系數的0.2倍時，超車道標準軸次累計值取2.4×106次，采用分車道設計進行路面結構設計的比較。原設計為厚4cm的中粒式碎石瀝青混凝土+厚5cm的粗粒式碎石瀝青混凝土+厚6cm的粗粒式瀝青混凝土+厚20cm的水泥碎石+厚20cm的二灰碎石+厚20cm的石灰土，累計軸次12×106次。分車道設計方案一為超車道3.75m，路緣帶0.75m，行車道3.75m，硬路肩3.0m，超車道、路緣帶、硬路肩均按4cm厚中粒式碎石瀝青混凝土+5cm厚粗粒式碎石瀝青混凝土+0.5cm厚稀漿封層+25.0cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石設計；行車道設計同原設計。方案二為超車道3.75m，路緣帶0.75m，行車道3.75m，硬路肩3.0m，超車道、路緣帶、硬路肩均按4cm厚中粒式碎石瀝青混凝土+5cm厚粗粒式碎石瀝青混凝土+6cm厚粗粒式瀝青混凝土+20cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石設計；行車道采用原方案設計。分車道設計經濟性對比如表2所示。

表2 分車道設計經濟性對比

根據表2對兩種路面結構分車道設計方案經濟性的比較可以看出，方案一不便于超車道和硬路肩水泥碎石層施工，但是全幅施工可節省造價約42.82萬元/km2；方案二有利于超車道和硬路肩機械化施工，全幅施工可節省造價約19.65萬元/km2，此外，從該公路工程25.5m寬度的路基來看，沒有改建為雙向六車道的可能性，所以采用上述兩個方案并不會對公路后期改建造成不利影響。

三、結語

本文根據公路各車道分布系數，計算出各車道標準軸次累計值，并分別進行了行車道、超車道和硬路肩路面結構的設計，將公路路面結構分車道設計方法的設計結果與現行設計作經濟性比較，得出公路路面結構分車道設計能大大節省公路路面造價的結論。