瀝青路面加鋪改造設(shè)計(jì)綜述

張哲

摘 要：針對(duì)瀝青混凝土路面破損嚴(yán)重，行車舒適性較差而亟需通過(guò)路面加鋪改造以恢復(fù)道路使用性能的現(xiàn)狀，提出了完整的路面加鋪改造設(shè)計(jì)流程。同時(shí)，結(jié)合路面改造過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，給出了路面加鋪改造中具體實(shí)施的關(guān)鍵措施，從而達(dá)到了有效完善設(shè)計(jì)作業(yè)，切實(shí)指導(dǎo)施工過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)控制施工質(zhì)量的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；路面加鋪改造；使用性能；施工質(zhì)量

中圖分類號(hào)： U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）14-116-3

1 工程概況

S203鳳蒙路為連接合肥與六安、淮南、亳州、阜陽(yáng)等城市的重要交通干線，于2003年年底建成通車迄今已運(yùn)營(yíng)11年。大興集至丁集段為S203鳳蒙路一段，路線自北向南全長(zhǎng)16.063千米， 其中， K2+296～K7+838、K8+266～K13+206及K14+202～K15+840為瀝青路面，路面結(jié)構(gòu)為3cm細(xì)粒式瀝青混凝土+4cm瀝青碎石+20cm二灰碎石+34cm石灰土。

該段道路雖經(jīng)管養(yǎng)部門及時(shí)養(yǎng)護(hù)，路面病害得到有效治理，但因運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，路面結(jié)構(gòu)偏薄弱，且運(yùn)煤等重型車輛較多，目前路面損壞嚴(yán)重，行車顛簸，積水嚴(yán)重，交通轉(zhuǎn)換遲緩，安全隱患較多，急需通過(guò)大修改造以恢復(fù)道路原有使用性能[1]。（圖1）

2 路面調(diào)查及檢測(cè)評(píng)價(jià)

對(duì)舊路合理評(píng)價(jià)是路面加鋪改造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，也是路面加鋪方案決策的依據(jù)。結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，擬定采用外觀調(diào)查、承載力檢測(cè)及鉆芯取樣等多種手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)路面的綜合評(píng)價(jià)[2]。

2.1 外觀調(diào)查及承載力檢測(cè)

本段瀝青路面病害較為嚴(yán)重，病害類型以龜裂、不規(guī)則裂縫、修補(bǔ)和沉陷為主，全幅瀝青路面狀況指數(shù)為49.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為“次”；左幅瀝青路面狀況指數(shù)為42.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為“次”，右幅瀝青路面狀況指數(shù)為56.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為“中”。路面平均彎沉值為0.25mm，代表彎沉值為0.37mm，變異系數(shù)32.2%。（表1，表2）

2.2 路面結(jié)構(gòu)層厚度及完整性

瀝青混凝土路面共鉆取12個(gè)點(diǎn)，鉆芯取樣結(jié)果顯示：瀝青面層總厚度平均值為7.0cm，標(biāo)準(zhǔn)差為2.28cm；路面基層厚度平均值為21.2cm，標(biāo)準(zhǔn)差為4.86cm，代表值為16.4cm。鉆芯結(jié)果表明：瀝青路面芯樣孔隙較大，其底面與基層已經(jīng)完全脫開(kāi)，粘結(jié)性較差；基層呈松散狀，芯樣不能成型。（圖2）

2.3 檢測(cè)評(píng)價(jià)

項(xiàng)目瀝青路面破壞嚴(yán)重，瀝青面層芯樣孔隙率較大，滲透性較高，難以有效阻止雨水下滲。同時(shí)，路面基層芯樣松散，承載力較低。依據(jù)路面實(shí)測(cè)彎沉值，采用HPDS2011路面計(jì)算程序計(jì)算出舊路當(dāng)量回彈模量為300MPa，路面承載力較低，亟需通過(guò)對(duì)路面補(bǔ)強(qiáng)以提高道路的功能需求。

3 路面加鋪方案

3.1 交通量調(diào)查及設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算

結(jié)合安徽省交通量組成的實(shí)際情況，本項(xiàng)目交通主要由五種車型組成，車輛類型及軸重詳見(jiàn)表3。

同時(shí)，收集了該項(xiàng)目近一年的交通量數(shù)據(jù)，考慮沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況并參考項(xiàng)目工可中交通量增長(zhǎng)率（年平均增長(zhǎng)率為4%），將各級(jí)軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載100kN供路面結(jié)構(gòu)計(jì)算。依據(jù)交通量資料及代表車型，根據(jù)

N1=∑C1×C2×Ni×（Pi/P）4.35

Ne=[（1+r）t-1]×365×N1×η/r （車道系數(shù)η=0.6）

得出，以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次為1647萬(wàn)次，屬重交通等級(jí)。

以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次1663萬(wàn)次，屬重交通等級(jí)。

一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh=2873，屬重交通等級(jí)。

設(shè)計(jì)彎沉：

Ld=600×Ne-0.2×Ac×As×Ab

=23.8（0.01mm）；

根據(jù)累計(jì)當(dāng)量軸次及每車道、每日平均大型客車及中型以上的各種貨車交通量，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)，設(shè)計(jì)彎沉值為23.8（0.01mm）。

3.2 路面加鋪方案擬定

結(jié)合本項(xiàng)目瀝青路面破損現(xiàn)狀，為減小因路面縱坡抬高對(duì)兩側(cè)地塊出行造成不便，并出于經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，擬定對(duì)舊瀝青面層和面層下一定厚度的二灰碎石基層共計(jì)20cm進(jìn)行就地冷再生處理作為路面底基層（采用水泥作為再生劑），其上加鋪水泥穩(wěn)定碎石基層+雙層瀝青面層的路面加鋪方案。

其中，就地冷再生（CIR）是指原有路面材料被就地利用的一種路面改建技術(shù)。采用就地冷再生可以使路面恢復(fù)所需的線形、斷面，消除原路面的車轍、不規(guī)則和不平整的區(qū)域，還可以消除橫向、縱向和反射裂縫。路面冷現(xiàn)場(chǎng)再生還具有生產(chǎn)效率高，費(fèi)用低，對(duì)交通的影響減少到最小，可以保留原有的路面標(biāo)高。

3.3 路面加鋪結(jié)構(gòu)層計(jì)算

根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006，參照室內(nèi)混合料實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合國(guó)內(nèi)已建成路面調(diào)查情況，確定各層材料設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4。

舊瀝青路彎沉檢測(cè)結(jié)果反算舊路當(dāng)量回彈模量300MPa，同時(shí)采用交通部推薦專用HPDS2011路面計(jì)算程序進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算及竣工驗(yàn)收彎沉值，瀝青砼采用15℃劈裂強(qiáng)度，水泥穩(wěn)定碎石采用90天的劈裂強(qiáng)度。驗(yàn)算結(jié)果見(jiàn)表5。

采用彎沉檢測(cè)結(jié)果反算路面當(dāng)量回彈模量，之后經(jīng)計(jì)算舊瀝青路面加鋪結(jié)構(gòu)為：4cmAC-13（巖瀝青改性）+8cmAC-25（巖瀝青改性）+20cm（4%～5%）水泥穩(wěn)定碎石+20cm就地冷再生。

4 路面加鋪實(shí)施注意事項(xiàng)

4.1 就地冷再生瀝青層厚度控制

根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）規(guī)定，使用水泥作為再生結(jié)合料的全深式就地冷再生，瀝青層厚度占再生厚度的比例不宜超過(guò)50%[3]，而安徽省公路局相關(guān)研究表明：當(dāng)瀝青層厚度占再生厚度的比例超過(guò)30%時(shí)，因舊瀝青混合料比例較大，混合料的強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)折減而難以達(dá)到要求。對(duì)此，本項(xiàng)目規(guī)定就地冷再生總厚度為20cm，

當(dāng)瀝青層厚度超過(guò)7cm時(shí)，應(yīng)對(duì)厚度超出部分進(jìn)行銑刨處理。

4.2 碎石調(diào)平層

受舊路縱坡影響，項(xiàng)目局部路段會(huì)出現(xiàn)路面加鋪后路面設(shè)計(jì)標(biāo)高與舊路標(biāo)高不等于路面加鋪厚度的情況，為確保加鋪后路線縱向平順并滿足設(shè)計(jì)要求，采用級(jí)配碎石進(jìn)行找平，其最小鋪筑厚度不宜小于10cm。當(dāng)水泥穩(wěn)定碎石基層和舊路頂標(biāo)高大于20cm時(shí)，級(jí)配碎石分層鋪筑，逐層碾壓，每層厚度控制在15～20cm。而碎石調(diào)平層厚度小于10cm時(shí)，銑刨掉一定厚度的瀝青層（具體厚度通過(guò)計(jì)算而定）后進(jìn)行全深式就地冷再生，之后鋪筑碎石調(diào)平層+水泥穩(wěn)定碎石基層+瀝青面層。

4.3 土路肩支擋

本項(xiàng)目路基寬17.0米，路基斷面為1.5m土路肩+2.5m硬路肩+2*4.5m行車道+2.5m硬路肩+1.5m土路肩，土路肩外側(cè)為路基已有邊坡。路面加鋪后，尤其是超高路段外側(cè)，土路肩刷坡后其布設(shè)寬度很難滿足規(guī)范要求0.75m最小寬度的要求，對(duì)此，在該部分設(shè)置混凝土擋塊進(jìn)行收縮坡腳，擋塊采用C20現(xiàn)澆混凝土，形式可參照側(cè)石，高度可在確保土路肩寬度滿足要求后依據(jù)放坡距離而定。

5 結(jié)論

路面調(diào)查及檢測(cè)評(píng)價(jià)是路面改造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)路面加鋪方案有著決定性作用，具體實(shí)施中應(yīng)注重其系統(tǒng)性和完整性。

代表車型及交通量數(shù)據(jù)是路面彎沉計(jì)算的最原始資料，也是路面加鋪改造過(guò)程中的重要制約因素，應(yīng)在考慮當(dāng)?shù)?/p>

經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度并借鑒相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理綜合選用。

路面改造設(shè)計(jì)中舊路已有線性參數(shù)和加鋪后設(shè)計(jì)指標(biāo)往往存在很大差異，為確保路面修筑質(zhì)量，通常需要結(jié)合舊路現(xiàn)狀而采取碎石調(diào)平和混凝土支擋等技術(shù)措施，其設(shè)置具有靈活性和多變性的特點(diǎn)。

瀝青路面加鋪改造過(guò)程中瀝青面層作為路用材料具有很高的使用價(jià)值，具體實(shí)施中可通過(guò)路面再生提高其使用效率，節(jié)省大量資金，也可避免環(huán)境污染，是值得推廣的發(fā)展模式。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張新天，羅曉輝.舊瀝青路面利用與改造的設(shè)計(jì)方法[J].中國(guó)市政工程，2004（3）.

[2] 方詩(shī)圣，崔莎莎.舊瀝青路面改造中路況的評(píng)價(jià)[J].工程與建設(shè)，2013，27（6）.

[3] 交通部公路科學(xué)研究院.JTG F41-2008 公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2008.