干線公路改造工程中舊路評定與利用

白 成 富

(山西誠達(dá)公路勘察設(shè)計有限公司，山西 太原 030006)

1 概述

根據(jù)交通運輸部《2016年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》，截止2016年年末，我國公路總里程469.63萬km，其中國道35.48萬km、省道31.33萬km，占全部里程的14.22%，由此可見國省干線作為交通網(wǎng)絡(luò)的大動脈，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)著重要的力量。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大型運輸車輛越來越多、載重量越來越大，這就要求國省干線必須提供更高質(zhì)量、更高服務(wù)水平來滿足各方的需求。但是，部分干線公路由于修建時間較長、路面破壞嚴(yán)重等原因，無法提高服務(wù)水平，如何有效利用原有干線工程，通過對其進(jìn)行改造減少大規(guī)模新建占地就可以滿足通行要求，是每一個設(shè)計人員所必須考慮的問題。

2 原有道路評價

2.1 原有公路路面狀況評價

按照“檢評方法”的要求，將路面病害分為龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車轍、波浪壅包、泛油和修補不良等11個類型，通過人工現(xiàn)場量測，先以每百米為一個段落，分別進(jìn)行丈量和統(tǒng)計。

路面綜合破損率(DR)按下式計算：

DR=D/A×100=∑∑Dij·Kij/A×100。

其中，DR為路面綜合破損率，以百分?jǐn)?shù)計；D為調(diào)查路段的折合破損面積；A為調(diào)查路段的路面總面積；Dij為第i類破壞、j類嚴(yán)重程度的實際破損面積；Kij為第i類破壞、j類嚴(yán)重程度的換算系數(shù)。

根據(jù)計算所得的DR，按公式PCI=100-a0DRa1計算路面狀況指數(shù)(PCI)。再按養(yǎng)護(hù)規(guī)范表4.5.2-2的評價標(biāo)準(zhǔn)(PCI≥85為優(yōu)、85>PCI≥70為良、70>PCI≥55為中，55>PCI≥40為次，PCI<40為差)。

2.2 原有公路路面強度評價

使用后軸為BZZ-100的連續(xù)式路面自動彎沉儀以每千米不少于20點的頻率，分別進(jìn)行彎沉值測定，按L0=l0+za×S計算路段的代表彎沉值L0，其中，l0為路段內(nèi)各點實測彎沉的平均值；S為其標(biāo)準(zhǔn)差；Za為保證率系數(shù),取1.645。

按照養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范式4.5.3，SSI=路面設(shè)計彎沉值(Ld)/路段代表彎沉值L0，計算路面強度指數(shù)SSI。

按照養(yǎng)護(hù)規(guī)范表4.5.3的路面強度評價標(biāo)準(zhǔn)(SSI≥0.83為優(yōu)、0.83>SSI≥0.66為良、0.66>SSI≥0.5為中，0.5>SSI≥0.3為次，SSI<0.3為差)，對路面強度情況進(jìn)行等級評定。

結(jié)合SSI和PCI的數(shù)據(jù)，綜合分析原有道路的技術(shù)指標(biāo)，分析原有道路強度降低的原因，從而制定合理的處治方案。

3 工程應(yīng)用

3.1 原有公路現(xiàn)狀調(diào)查及現(xiàn)狀描述

G307汾陽境內(nèi)全長55.77 km，始建于1921年，當(dāng)時為地方簡易路。從20世紀(jì)70年代初開始，逐年分段加寬改造成二級公路寬度，面層為3 cm瀝青表處，基層為灰土礫石。且現(xiàn)G307沿線商鋪較多，道路沿線基本街道化，無法滿足車輛過境要求，因此需要對G307進(jìn)行改造。

本著可持續(xù)發(fā)展的理念，為了減少占地，本工程利用汾平高速連接線段。汾平高速連接線路基采用雙車道二級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80 km/h。該線路線總長度為16.890 km，路基寬度為12 m，其中行車道為兩車道，每個車道寬度為3.75 m；硬路肩寬度為1.5 m(含0.5 m右側(cè)路緣帶)；土路肩寬度為0.75 m。路基采用雙向橫坡，行車道、硬路肩及土路肩橫坡均為2%。路面結(jié)構(gòu)為4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土+6 cm中粒式瀝青混凝土+30 cm水泥穩(wěn)定級配碎石+20 cm水泥穩(wěn)定砂礫。

汾平高速連接線路面病害主要有橫裂、縱裂、龜裂、塊裂、車轍、沉陷、坑槽、修補等病害，其中橫裂、龜裂、塊裂和修補分布較多，路面損壞率較高，見圖1。

為確定汾平高速連接線路面結(jié)構(gòu)強度，采用落錘式彎沉儀對原有路面進(jìn)行了路面彎沉檢測，檢測點間距為50.0 m，平均測試彎沉結(jié)果為13.47～26.79(1/100 mm)。為了進(jìn)一步了解現(xiàn)有路面的病害情況及各結(jié)構(gòu)層的情況，項目組對瀝青路面進(jìn)行了鉆芯取樣，見圖2。

根據(jù)《汾平高速連接線既有道路路面評價報告》，各項指標(biāo)評定見表1。

表1 路面檢測狀況評定表

根據(jù)《既有道路路面評價報告》評定結(jié)果，現(xiàn)有汾平高速連接線路面破損狀況為差。

鉆芯取樣結(jié)果顯示路面表面狀況良好路段，基層板體整體性完好，面層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)輕微損壞，板體性良好；路面病害嚴(yán)重路段進(jìn)行鉆芯取樣顯示面層結(jié)構(gòu)無整體性，基層板體性出現(xiàn)一定程度的破壞，結(jié)果反映路面的整體強度已無法適應(yīng)既有的重或特重交通等級，需對既有舊路進(jìn)行補強設(shè)計。

根據(jù)對現(xiàn)場交通量及交通組成調(diào)查、舊路病害調(diào)查、現(xiàn)場實測彎沉及鉆芯情況，結(jié)合老路設(shè)計方案及現(xiàn)場水文地質(zhì)進(jìn)行分析，本項目路面病害原因主要為：

1)現(xiàn)場交通量大，且重載交通占比極大，重載交通長期作用產(chǎn)生車轍及縱向裂縫等變形破損。

2)無機結(jié)合料基層溫縮及干縮裂縫反射到面層，使面層產(chǎn)生橫向裂縫病害，并在重載交通及路面積水作用下產(chǎn)生坑槽等水毀病害。

3)舊路兩側(cè)為水澆地，地下水位低，地表灌溉積水及地下毛細(xì)水上升使路基工作區(qū)含水量變大，地表積水及地下水長期作用減弱了土基的強度，在重載交通作用下產(chǎn)生沉陷、車轍、塊裂等病害。

3.2 舊路處治利用方案

結(jié)合路線總體平縱要求，舊路技術(shù)狀況、使用現(xiàn)狀及路面病害調(diào)查檢測結(jié)論，本合同段設(shè)計對舊路處治利用方案確定如下：

1)在終點處需要順接利用舊國道307路段，考慮到要與舊國道307縱斷標(biāo)高順接，須對該段舊路路面結(jié)構(gòu)挖除處理后新建路面結(jié)構(gòu)。

2)在其他路段，路線平面原則上完全利用既有舊路走廊，路線縱斷原則上考慮在舊路上加鋪面層+上基層控制標(biāo)高，對原有舊路就地冷再生做調(diào)拱層，加鋪路面前先對舊路病害已反射到路面基層及以下的路段先挖除基層后回填水穩(wěn)砂礫以保證路基的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

通過對原有道路的PCI及SSI值的計算，判定原有道路的破損程度和路面強度，進(jìn)而分析強度降低的原因，合理制定原有道路的處治方案，經(jīng)濟(jì)、高效的保證設(shè)計質(zhì)量，提升國省干線的服務(wù)水平。

[1] JTG D30—2015,公路路基設(shè)計規(guī)范[S].

[2] 褚晨楓.高速公路改擴(kuò)建舊路檢測與評價技術(shù)[D].長沙：長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[3] 郭 軍.基于典型路段的舊路檢測及改建處置方案[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2014(5)：1-4.

[4] 李 愷.高速公路加寬改建工程中路基路面設(shè)計技術(shù)問題的探討[J].科技資訊，2013(21)：52.

[5] JTJ 073.2—2001,公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].