福州市西三環(huán)路大修工程方案設(shè)計

蔡葉瀾

(福州市規(guī)劃設(shè)計研究院 福建福州 350000)

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福州市西三環(huán)路大修工程方案設(shè)計

蔡葉瀾

(福州市規(guī)劃設(shè)計研究院 福建福州 350000)

依托福州市西三環(huán)路大修工程(洪灣路～灣邊大橋)，通過對該項(xiàng)目的概況、設(shè)計資料、路面病害情況、路面彎沉情況、路面取芯、交通量等多方面進(jìn)行調(diào)研及分析，提出了兩種路面大修方案：方案一采用傳統(tǒng)處理方式，方案二結(jié)合全深式水泥就地冷再生進(jìn)行改造；然后對比這兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)，提出適用于該項(xiàng)目的大修改造方案。

大修工程;舊路狀況;交通量;方案設(shè)計

1 西三環(huán)路(洪灣路～灣邊大橋)概況

福州市西三環(huán)路大修工程(洪灣路～灣邊大橋)，起洪灣路往南390m(即原三環(huán)一期起點(diǎn))，接灣邊大橋，長度約7.87km，紅線寬65m，為城市快速路，路段含一座高架橋，于2003年建成通車，至今已使用13年。現(xiàn)狀道路斷面為四塊板形式：分為主路和輔路，主路設(shè)計速度80km/h，輔路設(shè)計速度40km/h。

西三環(huán)路基本采用中粗砂為主要回填材料，路槽下50cm填粗粒土封層，其余均回填砂，路基狀況良好。

(洪灣路-浦上大橋)段主路路面結(jié)構(gòu)為：4cmAC-13細(xì)粒式SBS改性瀝青砼+5cmAC-16中粒式瀝青砼+7cmAC-25粗粒式瀝青砼+1cm下封層+20cm 5%水泥穩(wěn)定砂礫+15cm3%水泥穩(wěn)定砂礫+20cm山皮石；(浦上大橋-灣邊大橋)段瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)瀝青面層與墊層與前段相同，基層采用32cm 5%水泥穩(wěn)定砂礫。

本文僅針對主路路面大修方案設(shè)計。

2 舊路狀況

2014年、2015年、2016年連續(xù)三年對西三環(huán)路路段進(jìn)行全面檢測，檢測情況如下。

2.1 路面病害調(diào)查

圖1為2015年3月檢測的不同車道路面不同類型病害比例統(tǒng)計圖。

由圖1可以看出：路面病害以網(wǎng)裂且下沉為主，并伴有網(wǎng)裂、破損與裂縫等病害；不同車道病害嚴(yán)重程度差別較大，以第二車道(中間車道)病害最為嚴(yán)重，主路左幅第二車道病害率達(dá)50.44%，主路右幅第二車道病害率達(dá)32.5%，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一、第三車道病害率。

圖2為2014年至2016連續(xù)三年路面病害增長規(guī)律圖。

由圖2可以看出：路面使用達(dá)到設(shè)計年限后，隨著使用年限的增長，路面的病害不斷增多，且增長速率極快，以主路左幅第二車道路面病害增長速率最快，兩年內(nèi)增長了50%。

綜合以上，西三環(huán)路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面的病害特征如下：

(1)西三環(huán)路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面的典型病害有：網(wǎng)裂與塊裂、車轍、縱向裂縫、坑槽、沉陷、推移、松散、破碎等典型類型；

(2)不同病害類型的嚴(yán)重程度差別較大，以網(wǎng)裂且下沉為主，并伴有車轍與松散；

(3)不同車道病害嚴(yán)重程度差別較大，以中間車道病害最為嚴(yán)重；

(4)達(dá)到設(shè)計年限的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減急劇，路面基層出現(xiàn)不同程度的損壞，從而導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)不同程度的病害；

(5)根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，影響西三環(huán)路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面性能的因素有：使用年限、高溫多雨的地理氣候、重載車輛、路面結(jié)構(gòu)、層間連接、施工質(zhì)量控制、地下管網(wǎng)的完整性等。

2.2 路面彎沉檢測

圖3、圖4為2015年3月主路不同樁號不同車道路面彎沉檢測結(jié)果。

圖5為2015年3月主路不同車道路面彎沉代表值示意圖。

由圖3～圖5可以看出：

(1)不同樁號、不同車道路表彎沉值離散型較大。

(2)主路彎沉較大，第一、第三車道彎沉代表值約為35，第二車道彎沉代表值約為54，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計彎沉25.1。

(3)主路不同車道彎沉相差較大，第二車道彎沉(代表值54)明顯大于第一、第三車道(代表值35)。

綜上，主路瀝青砼路面彎沉值代表值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計值，尤其第二車道結(jié)構(gòu)承載力損失超過一半。

表1和表2為2016年3月針對主路第一、第三車道路表彎沉進(jìn)行檢測統(tǒng)計結(jié)果匯總表。

表1 路面病害顯現(xiàn)處路表彎沉統(tǒng)計表 0.01mm

表2 路面無病害顯現(xiàn)處路表彎沉統(tǒng)計表 0.01mm

由表1～表2可以看出，主路第一、第三車道路表彎沉代表值約為67(0.01mm)左右時，表明路面基層已經(jīng)處于松散狀態(tài)，造成路面面層病害顯現(xiàn)；主路第一、第三車道路表彎沉代表值約為32～37(0.01mm)左右時，路面無病害顯現(xiàn)。

2.3 現(xiàn)場取芯

本次基于“代表性、多樣性、對應(yīng)性”的原則，對主路不同車道不同病害進(jìn)行取芯，共取芯樣30個。發(fā)現(xiàn)路面基層基本取不出完整芯樣，基層處于不同程度的破損狀態(tài)。路面病害顯現(xiàn)處，基層處于完全松散狀態(tài)。路面病害未顯現(xiàn)處，瀝青面層芯樣基本為完整的。

3 交通量

對西三環(huán)路(洪灣路-灣邊大橋)段交通進(jìn)行錄像，并進(jìn)行交通量統(tǒng)計、分析、換算，得到設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次為1 206.3萬次，屬重等交通等級。

4 大修方案設(shè)計

基于以上分析，可以看出該段瀝青路面病害較為嚴(yán)重，以第二車道病害率最高，達(dá)80%，且達(dá)到設(shè)計年限的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減急劇，路面的病害不斷增多，且增長速率較快；瀝青砼路面彎沉值已超過設(shè)計值，尤其第二車道結(jié)構(gòu)承載力損失超過一半，單純的面層翻新改造已不能滿足三環(huán)路日益增加的行車荷載需要。因此，需針對不同車道病害程度擬定相應(yīng)改造方案。

4.1 方案一

挖除新建，即第二車道采用傳統(tǒng)處理方式，挖除舊路面結(jié)構(gòu)，新建瀝青路面結(jié)構(gòu)。第一、第三車道病害處理后直接加鋪。具體做法如下：

(1)挖除第二車道范圍內(nèi)舊路面結(jié)構(gòu)至底基層后，共39cm，將舊路結(jié)構(gòu)廢料運(yùn)走；

(2)新建35cm 5%水泥穩(wěn)定碎石基層(分兩層攤鋪施工)，然后噴灑一層透層油，做1cm封層；

(3)第一、第三車道有病害位置也與第二車道處理方式一致，進(jìn)行病害處理；第一、第三車道未進(jìn)行病害處理位置對舊瀝青面層進(jìn)行銑刨4cm；

(4)全斷面加鋪7cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土+5cmAC-20C改性瀝青混凝土+4cmSMA-13改性瀝青混凝土。

4.2 方案二

現(xiàn)場冷再生[1-4]，即第二車道采用現(xiàn)場冷再生技術(shù)對舊路進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，提高路面結(jié)構(gòu)基層強(qiáng)度。具體做法如下：

(1)銑刨第二車道范圍內(nèi)舊16cm瀝青面層，將該銑刨廢料運(yùn)走；

(2)往舊半剛性水穩(wěn)層添加加水泥與新集料做25cm現(xiàn)場全深式水泥就地冷再生，然后噴灑一層透層油，做1cm封層，攤鋪8cm厚ATB-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石；

(3)第一、第三車道有病害位置也與第二車道處理方式一致，進(jìn)行病害處理；第一、第三車道未進(jìn)行病害處理位置對舊瀝青面層進(jìn)行銑刨4cm；

(4)全斷面加鋪7cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土+5cmAC-20C改性瀝青混凝土+4cmSMA-13改性瀝青混凝土。

4.3 方案對比

對以上兩種設(shè)計方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比，匯總表3。通過對比可知，西三環(huán)路采用方案二(現(xiàn)場冷再生)，即采用全深式就地冷再生技術(shù)對舊路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高路面結(jié)構(gòu)基層承載能力，且能保證舊路面整體結(jié)構(gòu)的完整性，具有較強(qiáng)的可行性。

4.4 綜合效益分析

全深式水泥就地冷再生工藝與傳統(tǒng)的挖除新建工藝相比，每平方米可節(jié)省17.91元[5]，節(jié)約幅度達(dá)21.36%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

全深式水泥就地冷再生工藝施工機(jī)械化程度高，節(jié)約工期78.12%[5]；能夠充分利用廢舊基層材料，減少新石料的開采，節(jié)約資源，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

表3 路面大修方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

5 結(jié)語

采用全深式水泥就地冷再生技術(shù)能夠?qū)εf路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高路面結(jié)構(gòu)基層承載能力，且能保證舊路面整體結(jié)構(gòu)的完整性。同時，能夠節(jié)省造價、節(jié)約工期、節(jié)約資源，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 馬君毅,谷志文,吉軍鵬.水泥穩(wěn)定瀝青路面冷再生技術(shù)性能研究 [J].中外公路,2008,28(2):40-43.

[2] 王勇.瀝青路面全深式就地冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計及經(jīng)濟(jì)性研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2009.

[3] 楊寧.瀝青路面全深度復(fù)拌式現(xiàn)場冷再生技術(shù)研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.

[4] 閆月.維特根泡沫瀝青冷再生機(jī)在美國州際高速公路的施工案例[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2007,20(2):59-62.

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Scheme Design of West 3 Circle Road Overhaul Engineering in Fuzhou

CAIYelan

(Fuzhou Planning Design & Research Institute ,Fuzhou 350000)

In this paper,based on the West 3 Circle Road (Hongwan Road ～ Wanbain Bridge) Overhaul Engineering in Fuzhou,the investigation and analysis of the project general situation,design data,pavement disease situation,road surface deflection and traffic volume were taken.Then two Scheme Design were put forward.One was the traditional approach,the other was full-depth cold in place recycling.And the comparison between the advantages and disadvantages of two schemes was taken.Finally,a reasonable scheme design of the overhaul engineering was puts forward in this article.

Overhaul Engineering;Exsiting road conditions;Traffic volume;Scheme Design

蔡葉瀾(1973.2- )，女，高級工程師。

E-mail:caiyelan_214@163.com

2016-07-29

U4

A

1004-6135(2016)11-0062-04