城鎮(zhèn)道路瀝青路面大中修及整治方案研究與探討

張俊

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

1 概述

隨著道路建設(shè)的飛速發(fā)展，瀝青路面作為城市道路常規(guī)的路面結(jié)構(gòu)，里程極速增長，新建道路隨著使用年限增加逐漸出現(xiàn)各種各樣的破壞現(xiàn)象，如裂縫（橫向裂縫、縱向裂縫及網(wǎng)裂）、車轍、沉陷、擁包、剝落、坑槽、啃邊、路框差等。設(shè)計人員如何確定合理的、適宜的、規(guī)范的、經(jīng)濟(jì)的道路養(yǎng)護(hù)、大中修技術(shù)方案供道路管理部門決策，使其既能滿足道路功能的需求,又能結(jié)合道路沿線現(xiàn)狀，同時兼顧工程經(jīng)濟(jì)性，成為設(shè)計人員及管理者需要考慮的一個問題。

2 城市道路養(yǎng)護(hù)需要考慮的因素

（1）對現(xiàn)狀交通流量應(yīng)充分調(diào)查并對交通量進(jìn)行預(yù)測，保證新建路面結(jié)構(gòu)能滿足設(shè)計年限內(nèi)交通的需求；

（2）盡量利用原有老路路面的部分結(jié)構(gòu)，力求實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)性；

（3）綜合考慮道路沿線街坊的現(xiàn)狀標(biāo)高，避免因標(biāo)高抬高影響道路沿線居民區(qū)及店鋪的出入及雨水倒灌現(xiàn)象等；

（4）道路大修方案的工期能滿足現(xiàn)狀交通出行需求，大修方案應(yīng)具有可實(shí)施性；

（5）確定設(shè)計方案前應(yīng)充分對現(xiàn)狀道路沿線管線進(jìn)行調(diào)查，確定合理的管線保護(hù)或者搬遷方案。

3 瀝青路面評價指標(biāo)

根據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36-2006），瀝青路面技術(shù)狀況主要從4個方面進(jìn)行評價，見圖1所示。其內(nèi)容分別為：平整度、破損、強(qiáng)度及抗滑能力。對應(yīng)的評價指標(biāo)為：（1）路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）；（2）路面狀況指數(shù)（PCI）；（3）路表回彈彎沉值；（4）路表抗滑系數(shù)（BPN或 SFC）；（5）綜合評價指數(shù)（PQI）。

圖1 瀝青路面狀況評價體系圖

3.1 路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）

路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）是衡量車輛在道路上行駛的舒適程度的指標(biāo)，行駛質(zhì)量指數(shù)由國際平整度指數(shù)（IRI）計算。

RQI=4.98-0.34×IRI

式中：IRI——國際平整度指數(shù)。

3.2 瀝青路面破損狀況評價（PCI）

既有路面車行道瀝青路面損壞類型，參照《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36-2006）,瀝青路面損壞分為線裂、網(wǎng)裂、碎裂、車轍、沉陷、擁包、剝落、坑槽、啃邊、路框差和修補(bǔ)損壞，共計11類。

式中：DP——路面破損率，為各種損壞的折合損壞面積之和與路面調(diào)查面積之百分比,%；

n——單類損壞類型數(shù)；

m——某單類損壞所包含的單項損壞類型數(shù)；

DPij——第i類路面損壞中的第j單項損壞類型的單項扣分值；

ωij——第i類路面損壞中的第j單項損壞類型的權(quán)重。

3.3 綜合評價指數(shù)（PQI）

綜合評價指數(shù)（PQI）是表征路面完好和駕駛舒適程度的綜合指標(biāo)，依據(jù)RQI值和PCI值通過計算獲得。

PQI=T×ω1×RQI+PCI×ω2

式中：T——分值轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值20；

ω1、ω2——分別為RQI、PCI的權(quán)重。

3.4 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（SSI）

《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36-2006）中瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評價根據(jù)瀝青路面路表回彈彎沉值，將不同基層類型和交通量等級的瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分為足夠、臨界和不足三個等級。

而《公路路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，既有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度采用強(qiáng)度系數(shù)SSI進(jìn)行評價。

式中：ld——路面設(shè)計彎沉值，0.01 mm；

l0——路段實(shí)測代表彎沉值，0.01 mm。

相比直接采用實(shí)測代表彎沉值作為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的評價指標(biāo)，SSI綜合考慮了實(shí)測代表彎沉值和設(shè)計彎沉值這兩個指標(biāo)，更為直觀和貼切。該項研究推薦采用SSI這一指標(biāo)。

3.5 瀝青路面抗滑性能評價

瀝青路面抗滑性能評價以擺值（BPN）或橫向力系數(shù)（SFC）表示。根據(jù)BPN或SFC，可將瀝青路面抗滑能力分為四個等級。

4 養(yǎng)護(hù)對策

根據(jù)路面評價指標(biāo)，提出養(yǎng)護(hù)對策，見表1所列。

表1 瀝青路面大修決策一覽表

Ⅰ：銑刨上面層，修復(fù)破損的中下面層，重新加罩上面層瀝青混合料。

Ⅱ：銑刨上、中面層，修復(fù)部分破損的下面層，重新加罩上、中面層。

Ⅲ：銑刨瀝青面層，對基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理后重新加罩面層；或者如標(biāo)高允許，銑刨上面層后加罩兩層瀝青層。

Ⅳ：翻挖老路結(jié)構(gòu)后新建。

5 工程案例

某段道路位于規(guī)劃上海西北城市副中心“真如副中心”和市級專業(yè)中心“虹橋涉外貿(mào)易中心”之間，隨著兩個市級中心的不斷開發(fā)，特別是隨著中環(huán)西段的建成開通，金沙江路承擔(dān)的交通量越來越大，且因沿線地塊開發(fā)重載車較多，原有路面無法承受越來越大的交通量，路面破損越發(fā)嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了普陀區(qū)的形象，亟待整治。

5.1 道路現(xiàn)狀

金沙江路（大渡河路-中山北路）總長約1.4 km，見圖2所示?，F(xiàn)狀為瀝青混凝土路面，為雙向“4快2慢”布置。

圖2 金沙江路（大渡河路-中山北路）地理位置圖

金沙江路（大渡河路-中山北路）段道路辟筑寬度為21.25～24.25 m，現(xiàn)狀斷面按單幅式布置，現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為3.5 m～4.0 m（人行道）+15.0 m（車行道）+2.75 m～5.2 m（人行道）=21.25～24.2 m，見圖3所示。

圖3 金沙江路（大渡河路-中山北路）段現(xiàn)狀斷面圖

金沙江路局部出現(xiàn)大量的網(wǎng)裂、坑槽、縱向裂縫、橫向裂縫、沉陷、井框差等路面病害現(xiàn)象，在交通尤為繁忙的金沙江路，路面行駛舒適性較差，對交通安全及地區(qū)的形象帶來了不利的影響，見圖4所示。

圖4 金沙江路（大渡河路-中山北路）段現(xiàn)狀實(shí)景

5.2 道路養(yǎng)護(hù)決策措施

考慮到大面積的翻挖對于現(xiàn)狀交通影響較大，基本無實(shí)施的可能性。建議對于基層整體性較好的路段采用整治措施Ⅲ，對于基層松散的路段，采用整治措施Ⅳ，見表2所列。

表2 金沙江路路面養(yǎng)護(hù)決策措施一覽表

5.3 實(shí)施目標(biāo)

（1）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：a.翻挖新建段瀝青路面為10 a；b.銑刨加罩及局部補(bǔ)強(qiáng)、修補(bǔ)段瀝青路為8 a。

（2）設(shè)計使用年限內(nèi)，大修路段的路面行駛質(zhì)量指數(shù) RQI≥3.5（IRI≤4.3），平整度均方差 σ≤3 mm，提高路面行車舒適性。

（3）大修路面結(jié)構(gòu)層確保強(qiáng)度，滿足交通需求，同時瀝青路面應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

（4）將機(jī)動車道上的雨污水檢查井調(diào)換成自調(diào)式防沉降窨井蓋框和改進(jìn)型防沉降窨井蓋板，各類檢查井“路框差”不大于4 mm。

5.4 道路養(yǎng)護(hù)措施

5.4.1 養(yǎng)護(hù)措施

針對該工程的情況，具體措施如下：

（1）整治措施Ⅰ：銑刨上面層至設(shè)計標(biāo)高以下4 cm，加罩 4 cm SMA-13（SBS改性)。

（2）整治措施Ⅱ：銑刨上、下面至設(shè)計標(biāo)高以下12 cm，加罩4cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（3）整治措施Ⅲ：銑刨原有老路面層，對基層采用地聚合物注漿補(bǔ)強(qiáng)處理后重新加罩4 cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（4）整治措施Ⅳ：翻挖老路面層和三渣基層后新建基層后再加罩4 cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（5）交叉口范圍內(nèi)處理措施：為保證施工期間維持橫向交通通行，交叉口范圍內(nèi)需采用快速修復(fù)材料，原則上基層不予翻挖，建議對面層銑刨后加罩或者注漿補(bǔ)強(qiáng)。

5.4.2 新建路面結(jié)構(gòu)基層材料的選擇

結(jié)合現(xiàn)狀道路交通量大，重載車較多的情況，對常用的基層材料進(jìn)行了調(diào)研，機(jī)動車道基層材料應(yīng)綜合考慮單價、強(qiáng)度、養(yǎng)護(hù)周期、耐久性等因素，采用如下5種方案比選。

5.4.2.1 40 cm水泥穩(wěn)定碎石（水泥含量5%）

水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的整體性，足夠的力學(xué)強(qiáng)度，抗水性和耐凍性，初期強(qiáng)度較高，并隨齡期增長而增長，但水泥穩(wěn)定碎石對拌和、運(yùn)輸和攤鋪的時間及條件要求較高，對施工單位的要求較為嚴(yán)格。

5.4.2.2 45 cm粉煤灰三渣

粉煤灰三渣基層具有水硬性、緩凝性、強(qiáng)度高（且強(qiáng)度隨齡期不斷增加）、穩(wěn)定性好、成板體、抗水、抗裂，而且收縮性小。

5.4.2.3 30 cm連續(xù)配筋混凝土

連續(xù)配筋混凝土基層瀝青路面以連續(xù)配筋混凝土為基層、瀝青層為面層，其基層縱向配置數(shù)量足夠且為連續(xù)的鋼筋，通過縱向鋼筋限制混凝土板因縱向收縮而產(chǎn)生的開裂，減少由接縫引起的路面病害，提高路面的使用性能，除了設(shè)施工縫及近構(gòu)造物處所需的脹縫外，基層不設(shè)脹縫和縮縫。

5.4.2.4 20 cm碾壓混凝土

道路碾壓混凝土是碾壓混凝土技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用，相對于土、砂石、普通水泥混凝土、瀝青與瀝青混合料等傳統(tǒng)道路建筑材料而言，屬于新型筑路材料之一。碾壓式混凝土施工機(jī)械通用性好，可用瀝青攤鋪機(jī)攤鋪、壓路機(jī)碾壓，施工過程可不用模板，簡便快速，工期可縮短20%～33%，可摻加大量摻合料，節(jié)省水泥約30%，經(jīng)濟(jì)性較好，工程投資可節(jié)約10%～30%，單位用水量少，干縮小，可擴(kuò)大接縫間距，且初期強(qiáng)度高，養(yǎng)護(hù)期短，可提前開放交通。

5.4.2.5 25 cm瀝青穩(wěn)定碎石（ATB-30）+30 cm級配碎石

不同于常規(guī)的半剛性基層材料，柔性基層材料，不但具有防止反射裂縫的能力，同時還具有抵抗彎拉疲勞破壞的能力，減少路面的疲勞開裂，使用壽命一般可達(dá)20 a，遠(yuǎn)大于國內(nèi)目前的半剛性基層瀝青路面，但價格較高。

基層材料比選見表3所列。

由于金沙江路在普陀區(qū)貫穿內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)，是環(huán)線間重要射線狀道路之一，且周邊路網(wǎng)密度較低，交通極為繁忙，如養(yǎng)護(hù)周期過長，對現(xiàn)狀交通影響較大，難以實(shí)施。結(jié)合該工程的實(shí)際情況建議采用碾壓混凝土作為實(shí)施方案，可有效地縮短工期，減小道路施工對交通的影響。

5.4.3 “井框差”的處理

為避免出現(xiàn)“井框差”，將機(jī)動車道范圍內(nèi)的各類檢查井更換為自調(diào)式防沉降窨井蓋框和改進(jìn)型防沉降窨井蓋板。

表3 各基層材料比選一覽表

6 總結(jié)

（1）路面狀況調(diào)查和檢測是確定設(shè)計方案的依據(jù)，設(shè)計人員應(yīng)在對現(xiàn)有道路進(jìn)行充分調(diào)查、檢測和分析路面破損原因后提出切實(shí)可行的方案；

（2）確定合理的實(shí)施目標(biāo)（設(shè)計使用年限、相關(guān)驗收指標(biāo)等），對于確定合理的道路整治方案具有重要的指導(dǎo)意義；

（3）道路大中修及整治方案應(yīng)具有合理性、經(jīng)濟(jì)性、可行性；

（4）選用不同的道路基層材料對于工程造價、道路壽命及養(yǎng)護(hù)周期具有較大的影響，設(shè)計人員應(yīng)因地制宜地選擇合理的道路基層材料。