瀝青路面補強設(shè)計中的一些注意事項

【摘要】本文論述了瀝青路面補強中的一些注意事項，著重介紹了舊路面彎沉值測定、分段、計算路段的計算彎沉值、交通量調(diào)查與分析及舊路面冷再生后的補強設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；補強設(shè)計；彎沉；注意事項

1.概述

在現(xiàn)有的公路等級不變的情況下，瀝青路面因損壞嚴重、強度系數(shù)不符合要求，行車安全受到影響時，應(yīng)進行路面補強；同時補強也適用于因公路等級提高而進行的改建工程。

原有路面在自然和行車等因素下將產(chǎn)生病害，在補強設(shè)計中應(yīng)首先對原有路面進行強度和病害調(diào)查，如測定老路彎沉，調(diào)查坑槽、沉陷等。補強設(shè)計要注意對原有路面病害的處治，應(yīng)找出其周圍界限，進行局部處理。同時還要考慮原有路面不同路段強度差異的影響，因地制宜地對路段進行補強設(shè)計。

瀝青路面補強設(shè)計仍然以設(shè)計彎沉為厚度設(shè)計的控制指標。在進行補強設(shè)計時，由多層結(jié)構(gòu)組合而成的原路面結(jié)構(gòu)被等效為一均質(zhì)的彈性半空間體。

瀝青路面補強設(shè)計采用多層彈性體系理論的精確解編制的APDS97專用設(shè)計程序進行厚度計算。

本文著重對原有道路的彎沉測定、再生利用等方面進行介紹。

2.舊路面彎沉值測定、分段、計算路段的計算彎沉值

瀝青路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計指標，計算路面結(jié)構(gòu)厚度。在瀝青路面上補強時，按改建路面設(shè)計，改建路面與新建路面一樣均采用以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)的理論設(shè)計法，采用了相同的設(shè)計標準、設(shè)計指標與材料參數(shù)。彎沉是表征路基或路面各結(jié)構(gòu)層抵抗豎直變形的能力。彎沉值越大，說明結(jié)構(gòu)層強度越低。彎沉值是評價路面結(jié)構(gòu)強度和均勻性的重要指標。

《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》JTJ014-97采用BZZ-100一種標準軸載，若采用非標準軸載，應(yīng)將非標準軸載下的檢測結(jié)果全部換算為BZZ-100標準軸載下的彎沉值。

彎沉值用貝克曼梁或自動彎沉儀測量。當用自動彎沉車或落錘式彎沉儀測定時，首先應(yīng)建立自動彎沉車或落錘式彎沉儀與貝克曼梁檢測之間的相互關(guān)系，并將自動彎沉車或落錘式彎沉儀測得的彎沉值換算為貝克曼梁的彎沉值，再計算路段的代表彎沉值。用自動彎沉車或落錘式彎沉儀測定路表彎沉?xí)r，應(yīng)按5m的間距等距離布置測點。

用兩臺彎沉儀同時進行左右輪彎沉值測定時，應(yīng)按兩個獨立測點計，不能采用左右兩點的平均值。

在確定原路面的計算彎沉值時，應(yīng)將全線分段。分段也稱劃分均勻段，是指把路基路面結(jié)構(gòu)狀況（路基填挖、干濕、土質(zhì)類型、路面類型、結(jié)構(gòu)層和材料組成）、使用性能和交通等狀況相同或相近的路段看作一個路段。劃分路段的目的，是對每一個狀況近似相同的路段給予一個平均的評定結(jié)果，選擇一個適當?shù)慕ㄔO(shè)方案。

這里只介紹按彎沉情況進行分段，根據(jù)彎沉值測定結(jié)果，將其沿路線點繪成圖，可以按照經(jīng)驗或通過目測判斷進行初步分段。同一路段內(nèi)，各測點的彎沉值比較接近。若局部路段彎沉值很大，應(yīng)先進行修補處理，再進行補強。繪圖可在計算機Excel表格上方便完成，為方便觀看和劃分段落，可將Excel表格上的成圖復(fù)制到AutoCAD上。

各路段的計算彎沉值L0按下式計算：

L0=（L+Za·S）K1·K2·K3

式中：L0——路段的計算彎沉值（0.01mm）；

L——路段內(nèi)原路面上實測彎沉的平均值（0.01mm）；

S——路段內(nèi)原路面上實測彎沉的標準差（0.01mm）；

Za——保證率系數(shù)，補強二級及二級以上的公路路面時，Za取1.5，補強三、四級公路時取1.3；

K1、K2——季節(jié)影響系數(shù)和濕度影響系數(shù)；

K3——溫度修正系數(shù)；

計算平均值和標準差時，應(yīng)將超出L±（2～3）S的彎沉特異值舍棄。對舍棄的彎沉值大于L+（2～3）S的點，應(yīng)找出其周圍界限，進行局部處理。

當彎沉在非不利季節(jié)測定時，應(yīng)根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗考慮季節(jié)影響系數(shù)的修正。對冰凍地區(qū)的潮濕或過濕的路基，宜考慮路面強度逐漸衰減的影響，乘以濕度影響系數(shù)。

路面彎沉值是以20°C為測定瀝青路面彎沉值的標準狀態(tài)。當瀝青面層厚度小于或等于5cm時，不需要溫度修正；當路面溫度在20°C±2°C時，也不進行溫度修正；其他情況下測定彎沉值均應(yīng)進行溫度修正。

路段的計算彎沉值可在計算機Excel表格上計算完成。

3.交通量調(diào)查與分析

我國從1979年開始進行國家干線公路交通量觀測，全國各地市干線公路（省道、國道）絕大部分都有交調(diào)站（連續(xù)或間歇式觀測站）；此外各地每年還進行一次國、省、縣、鄉(xiāng)道交通量比重調(diào)查。從以上觀測資料中，我們可以收集到交通量（年平均日交通量、小時交通量、高峰小時交通量等）、交通組成、交通量特征等數(shù)據(jù)，交通量觀測資料可從各地公路局（段、站）取得。

交通量分析時注意雙向行車的公路兩個方向的交通量及組成往往不同，有時相差較大，尤其是重型車輛的差異，這種情況下，在兩個方向上的老路面狀況也會不同。針對這種情況，應(yīng)分別對待，根據(jù)交通量及老路面狀況確定補強方案，一般按路面狀況較差的確定整個路面的補強方案。

4.舊路面冷再生后的補強設(shè)計

近幾年來，就地冷再生技術(shù)在一些地區(qū)逐步推廣，就地冷再生技術(shù)是指對舊路面進行冷破碎、翻松，添加外加劑，拌和、攤鋪、壓實而成路面的施工方法。舊路面指瀝青路面加石灰穩(wěn)定土等，厚度一般不小于20cm，外加劑有水泥、石灰粉煤灰、水泥粉煤灰、水等。

從目前的工程實踐來看，就地再生技術(shù)的優(yōu)勢如下：

（1）節(jié)省成本，包括材料和運輸成本，總投資可節(jié)省30～40%；

（2）利用老路基，提高舊路等級；

（3）可以充分利用舊路的石料、舊灰土等材料，減少了新材料的開采，具有重大的環(huán)保效益；

（4）舊路面冷再生后補強設(shè)計，符合“重視環(huán)境保護，堅持可持續(xù)發(fā)展”設(shè)計理念。

舊路面冷再生后的實測彎沉值與舊路面的實測彎沉值比較，實測彎沉值比較均勻，路段代表彎沉值減少20%～30%，舊路面冷再生后整體強度、剛度及均勻性得以提高，7d無側(cè)限抗壓強度可達1.5MPa以上。下附濮陽市S209卞張線冷再生前后彎沉變化情況對比表：

樁號范圍測點數(shù)（個）L

（0.01mm）標準差S（0.01mm）代表值

L+ZaS降低幅度

（%）

K53+300-K56+600（冷前）26470.4231.89122.8729.1

K53+300-K56+600（冷后）26452.5220.9887.04

舊路面冷再生后，可根據(jù)實測彎沉值進一步計算補強層厚度，路線縱坡容易控制，較直接補強減少了調(diào)平層，施工時容易控制標高和補強層厚度。

舊路冷再生技術(shù)也適合城市道路的改造工程，城市道路道路上行駛的多為小客車，路面標高一般不能抬高，采用冷再生技術(shù)既改善了路面狀況，又縮短了工期、減少了污染，也節(jié)約了能源。2004年，河南省濮陽市人民路改造時采用了舊路冷再生技術(shù)，冷再生后加鋪7厘米瀝青混凝土，使用效果很好，至今路面裂縫很少。

舊路冷再生技術(shù)在農(nóng)村公路改造中的應(yīng)用前景看好。

5.水泥穩(wěn)定碎石基層的合理強度

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 034—2000中3.1.1條要求，二級和二級以下公路水泥穩(wěn)定碎石基層7d無側(cè)限抗壓強度為2.5～3MPa。實踐證明，隨著強度的增高，伸縮裂縫及不規(guī)則裂縫也相應(yīng)增加，雖然對水泥穩(wěn)定碎石基層采取鋸縫等措施，但效果不佳。因此水泥穩(wěn)定碎石基層7d無側(cè)限抗壓強度不宜超過3MPa。

近年來，河南省商丘市公路建設(shè)中，路面基層采用水泥穩(wěn)定級配碎石基層，其7d無側(cè)限抗壓強度可達到6MPa。通過對已運行兩年及以上公路的觀察，發(fā)現(xiàn)裂縫比較規(guī)則，絕大部分發(fā)生在鋸縫處，且很少發(fā)生豎縫。這種路面基層對行駛重載車輛的公路非常適用。因此，我們應(yīng)加強對高強度水泥穩(wěn)定碎石的研究和實踐。

透層、粘層

《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTJF40—2004中9.1.1條要求“瀝青路面各類基層都必須噴灑透層油，瀝青層必須在透層油完全滲透入基層后方可鋪筑?；鶎由显O(shè)置下封層時，透層油不宜省略”。 9.2.1條要求“符合下列情況之一時，必須噴灑粘層油：（1）雙層式或三層式熱拌熱鋪瀝青混合料路面的瀝青層之間。（2）水泥混凝土路面、瀝青穩(wěn)定碎石基層或舊瀝青路面層上加鋪瀝青層。（3）路緣石、雨水口、檢查井等構(gòu)造物與新鋪瀝青混合料接觸的側(cè)面”。關(guān)于上述兩條要求，在這里重點提出，以引起注意，設(shè)計和施工時不能隨便取消和更改。