城市道路大修工程設計

高力俠 ,孟維偉

(中國市政工程華北設計研究總院，天津市 300074)

1 概述

隨著我國城市建設的發(fā)展，道路交通基礎設施已逐步從大規(guī)模的修建期陸續(xù)進入大修養(yǎng)護期。隨著城市道路交通量和汽車載重量逐年增加，路面破損日漸嚴重，路面的使用功能、行駛質(zhì)量和城市美觀都受到很大影響。近年來，道路大修工程所占基礎設施投資的比重越來越大。

2 道路大修特點

城市道路大修工程是指對道路的較大損壞進行的綜合整修或路面的翻修補強，以恢復道路使用功能的工程項目，特點如下。

（1）路面病害處理措施針對性強。舊路病害處理是道路大修工程的關鍵，因此必須做好舊路結(jié)構(gòu)調(diào)查、路面使用和損壞情況調(diào)查，對存在的問題進行深入分析，提出有效的處理措施[1]。

（2）設計施工考慮因素多。設計時應充分考慮與周邊地塊出入口以及相交道路的銜接，并且避免對地下管線的影響。

（3）施工要求工藝簡便、施工速度快、工期短。為減少對周邊的影響，應盡量減少工期，減小工作面[1]。

（4）充分有效利用好舊路面剩余能力。由于道路大修工程是在現(xiàn)有道路的基礎上進行相應的處理，故在設計及施工中應充分考慮舊路結(jié)構(gòu)層的利用[2]。

（5）確保短期內(nèi)不會出現(xiàn)改造及翻修。道路大修不應僅僅是修復路面，還應趁道路大修之際，充分挖掘道路資源，根據(jù)交通需求，在有條件的情況下提高道路的通行能力，改善道路環(huán)境和景觀[3]。

（6）確保交通安全及通行。做好施工期間交通組織，防止由于道路大修造成交通堵塞。

3 工程實例

3.1 技術(shù)路線

根據(jù)以往設計經(jīng)驗以及相關規(guī)范，確定本次大修設計技術(shù)路線如圖1。

圖1 技術(shù)路線圖

3.2 工程概況

工程地點：天津空港加工區(qū)

道路等級：主干路

舊路結(jié)構(gòu)：4 cm細粒式瀝青混凝土（AC-13）+6 cm中粒式瀝青混凝土（AC-20）+18 cm水泥穩(wěn)定碎石（5%）+18 cm石灰粉煤灰碎石（8∶12∶80）+18 cm石灰粉煤灰土（12∶40∶48），總厚64 cm。

道路使用時間：約5 a

大修范圍：機動車道

3.3 路面檢測內(nèi)容與方法

3.3.1 檢測內(nèi)容

為了確定路面現(xiàn)狀使用性能，從而為大修設計方案提供依據(jù)，需進行現(xiàn)狀路面檢測。路面檢測的內(nèi)容主要為以下4個方面。

（1）路面破損狀況：調(diào)查指標為綜合破損率（D r）。路面破損狀況數(shù)據(jù)采用自動化的檢測系統(tǒng)自動檢測，設備為多功能路況檢測車（見圖2），檢測范圍包含所有車行道。

圖2 多功能路況檢測車

根據(jù)《天津市城市道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程》（DB 29-47—2003），將路面分為優(yōu)、良、中、次、差 5個等級（見表1）。

表1 路面破損狀況評價標準表[4]

（2）路面結(jié)構(gòu)強度：調(diào)查指標為路段代表彎沉值（Ls），采用連續(xù)式路面自動彎沉儀檢測（見圖3）。

圖3 連續(xù)式路面自動彎沉儀檢測車

根據(jù)《天津市城市道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程》（DB 29-47—2003），路面結(jié)構(gòu)強度評價指標為γ：

式中：Ld為路面設計彎沉值，0.01 mm；L s為路段代表彎沉值，0.01 mm。

根據(jù)路面結(jié)構(gòu)強度系數(shù)γ，將路面結(jié)構(gòu)強度劃分為優(yōu)、良、中、次、差5個等級（見表2）。

表2 路面結(jié)構(gòu)強度評價標準表[4]

（3）鉆芯取樣：評價路面路基各結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)類型、厚度及外觀強度，采用小鉆機（見圖4）取樣，每200 m測一斷面，每斷面測兩點，深度1.5 m。

圖4 小鉆機鉆芯取樣

3.3.2 檢測及評價結(jié)果

根據(jù)以上方法對車行道進行檢測，評價結(jié)果如表3、表4所示。

（1）路面破損狀況

表3 路面破損狀況評價

（2）路面結(jié)構(gòu)強度

表4 路面結(jié)構(gòu)強度評價

（3）鉆芯取樣

根據(jù)鉆孔報告顯示，面層瀝青芯樣完整，原水泥穩(wěn)定碎石和石灰粉煤灰結(jié)構(gòu)層芯樣呈碎塊狀，硬，石灰粉煤灰底基層拌合均勻，芯樣呈柱、（碎）塊狀，較硬，填土層為粉質(zhì)黏土，夾有石灰顆粒，較硬。部分路段地下水位偏高，距路床頂僅30 cm。

3.4 現(xiàn)狀交通分析

通過對區(qū)域內(nèi)部及周邊道路進行調(diào)查，該工程是區(qū)域內(nèi)部一條南北向交通主干路，沿線地塊入駐率較低，開口較少，園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的交通量較小，并且以小客車為主，而由楊北公路轉(zhuǎn)移的過境交通量較多，并且以大貨車為主，軸載相對較大。

3.5 破損原因分析

根據(jù)以上檢測結(jié)果及現(xiàn)狀交通分析，總結(jié)出該工程路面破損原因主要有以下幾個方面。

（1）交通量大，重載車輛多：目前所發(fā)生交通流除去空港自身發(fā)生外，還有相當一部分由楊北公路轉(zhuǎn)移的過境交通，其車輛車載較大。從現(xiàn)場看，沉陷、車轍和龜裂為主要病害，路面破損嚴重，說明路面不僅承受很大的交通量，還要承受重載車，累計交通軸次過大，造成路面疲勞破壞。

（2）路面結(jié)構(gòu)強度不足:從鉆芯檢查發(fā)現(xiàn)，路面破損嚴重的路段水泥穩(wěn)定碎石上基層和石灰粉煤灰碎石下基層芯樣多數(shù)不完整。

（3）溫差產(chǎn)生疲勞裂縫，半剛性基層的裂縫產(chǎn)生反射裂縫。

（4）雨水下滲滯留，地下水毛細作用上升，導致路基和路面結(jié)構(gòu)承載力降低。

（5）地下水位高，路基處理不到位。

3.6 大修設計方案

按照200～500 m劃分為一個大修處理單元，根據(jù)路面使用性能評價結(jié)果及交通分析，將大修方案分為3個等級。

（1）罩面處理

針對路面結(jié)構(gòu)性破壞較少的路段進行罩面處理，在進行罩面前應對路面病害進行相應處理。

（2）補強處理

針對路面結(jié)構(gòu)強度評價為“中”以上，且鉆芯取樣底基層完好的路段進行補強處理。補強結(jié)構(gòu)為上面層+下面層+上基層。

（3）新建路面結(jié)構(gòu)

對于路面結(jié)構(gòu)強度評價為“中”以下，且鉆芯取樣底基層呈碎塊狀的路段，挖除原路面結(jié)構(gòu)，新建路面結(jié)構(gòu)，且對于地下水位較高的路段，其下施做30 cm挖除的水泥穩(wěn)定碎石廢料。

3.7 細節(jié)設計

（1）與周邊出入口的銜接

由于大修設計范圍一般為車行道，在與周邊出入口銜接時，設置小緣石，將市政道路與小區(qū)道路分離，要求高差不超過2 mm。

（2）道路搭茬

在新舊路搭接處及因交通原因半幅施工段落，在基層與面層和瀝青面層之間加鋪玻纖土工格柵，在基層和基層之間加鋪聚丙烯材料的雙向土工格柵，有效地減少層間的反射裂縫。

4 結(jié)論與建議

（1）大修工程設計是一項非常細致且復雜的工作，本文結(jié)合工程實例提出了大修工程設計的技術(shù)路線，對天津空港大修工程道路做路面檢測并進行了評價，分析了路面破損的原因，并提出了大修設計方案。

（2）本文主要是根據(jù)路面檢測評價結(jié)果來確定大修設計方案，對于大修結(jié)構(gòu)理論計算方面還有欠缺，應盡快建立一套適用于大修設計的結(jié)構(gòu)設計理論，通過結(jié)構(gòu)理論和檢測結(jié)果共同確定大修設計方案，相信這樣會更利于最終的道路大修效果。

[1]臧金萍.城市道路大修工程的精細化設計[J].城市道橋與防洪，2012（5）:41-44.

[2]羅桂東.北京市瀝青路面道路大修中幾個問題的探討[J].城市道橋與防洪，2007（2）:77-80.

[3]呂濤.道路大修新理念新技術(shù)應用 [J].市政技術(shù)，2012（3）:34-37.

[4]DB 29-47—2003，天津市城市道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程[S].