舊路加寬改造路面設(shè)計

文/郝曉強 中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司太原設(shè)計院

隨著全國各地經(jīng)濟的快速發(fā)展，以往的很多國道和省道已經(jīng)不能滿足日益增長的交通量要求，所以對很多國、省道的加寬改造就勢在必行。舊路改造的過程中，路面設(shè)計需結(jié)合考慮加寬的新建路面和舊路路面的改造利用進行綜合設(shè)計，所以對舊路改造路面設(shè)計的研究是很有必要性的，下面就結(jié)合安徽省蕪湖市S321一級公路改造的路面設(shè)計進行一定的論述。

1、舊路現(xiàn)狀調(diào)查情況

該省道現(xiàn)狀為二級公路，雙向四雙車道+非機動車道，設(shè)計速度為80 km/h，路基寬28m，機動車道路面寬17m，為瀝青砼路面。

舊路于2003年通車，根據(jù)竣工圖，舊路路面結(jié)構(gòu)層為4cmAC-16中粒式瀝青砼+6cmAC-25粗粒式瀝青砼+20cm水泥穩(wěn)定碎石+30cm級配碎石。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)狀道路路面病害嚴(yán)重，主要路面病害為：有大量龜裂、縱橫縫、車轍和沉陷病害，有少量麻面、坑槽和翻漿病害。尤其是左幅機動車道，較長段落均連續(xù)龜裂和裂縫類病害。根據(jù)舊路病害調(diào)查，對舊路現(xiàn)狀路面按每公里分段進行了路面破損狀況評定[1]，路面狀況指數(shù)PCI值最小值54.03，最大值77.79，平均為62.08，評價等級為中和次的段落占全線的80%，舊路現(xiàn)狀總體破壞較為嚴(yán)重，急需修理。

2、交通量情況

根據(jù)舊路交通觀測站處連續(xù)五年的交通量資料，五年內(nèi)交通量的增長率在18%左右，設(shè)計初始年平均日交通當(dāng)量數(shù)為26392（輛/日）。根據(jù)交通量資料計算[2]得：

路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 :4908（次/d）

設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 :1.74×107次

路面設(shè)計彎沉值 : 21.4 (0.01mm)

路面設(shè)計等級為重交通等級。

外業(yè)期間對舊路上、下行的貨車交通量情況進行了調(diào)查分析，得出結(jié)論從繁昌-蕪湖的貨車滿載車輛占70%，蕪湖-繁昌占30%。

3、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

本項目路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計分新建路面和舊路加鋪設(shè)計兩部分。

3.1 新建路面

本次設(shè)計對新建路面提出兩種設(shè)計方案：

方案一：4cm AC-13C改性瀝青砼上面層+6cm AC-16C改性瀝青砼中面層+8cm AC-25C瀝青砼下面層+20cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層+30cm級配碎石墊層，總厚度為88cm。

方案二：面層（同方案一）+18cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石上基層+18cm 3.5MPa水泥穩(wěn)定碎石下基層+18cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層+15cm級配碎石墊層，總厚度為87cm。

通過路面結(jié)構(gòu)層計算，兩種方案在考慮上、下行重車比例差異的情況下均能滿足設(shè)計要求。

通過同望造價軟件計算，方案一單價為335.02元/m2，方案二單價為354.22元/m2，采用方案二全線新建路面共需增加造價1120萬元。同時，考慮到方案一的墊層和底基層與舊路相同，舊路加鋪后新舊路面結(jié)構(gòu)層基本一致，較好銜接，因此最終采用方案一。

3.2 路面加鋪

設(shè)計期間對舊路路面進行了彎沉檢測和鉆孔取芯。根據(jù)路面彎沉檢測數(shù)據(jù)按每公里分段計算得現(xiàn)狀路面計算彎沉值最大為128（0.01mm），平均為90（0.01mm）左右；計算得舊路各段的回彈模量Et最小值為128.1MPa，最小值為372.8MPa，平均為203.2MPa。

根據(jù)病害處進行的鉆孔取芯情況，舊路路面病害處底部的水泥穩(wěn)定碎石基層和級配碎石底基層大多均已破壞，無法利用，需挖除病害處路面結(jié)構(gòu)層并進行補強處理。

根據(jù)舊路檢測和計算結(jié)果，對舊路加鋪提出了如下三種方案（加鋪的各層厚度及參數(shù)與新建路面方案一各層相同）：

方案一：挖除舊路全部的面層和基層，將舊路級配碎石底基層進行重型壓實后作為墊層，整體加鋪底基層、基層和面層。

方案二：挖除舊路全部面層，對病害處繼續(xù)向下處理（挖除病害處舊路的基層和底基層，重新回填壓實）后，整體加鋪底基層、基層和面層。

方案三：對舊路病害處進行處理（挖除舊路病害處面層、基層和底基層，重新回填壓實）后，整體加鋪基層和面層。

對三種方案每平米的單價進行了計算，單價中考慮了舊路材料的再生利用。三個方案單價如下表：

?

從造價上比較，方案二造價太高，直接排除；當(dāng)舊路路面病害比例大于15%時，方案三的造價就超過了方案一，對全線舊路病害進行了統(tǒng)計，舊路病害比例超過15%的段落占到了65%。

同時，考慮到舊路經(jīng)過方案一處理過后，20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石底基層是整體重新加鋪的，路面結(jié)構(gòu)層的整體性要比方案三好很多，因此全線舊路均采用方案一進行處理。

4、舊路材料再生利用

本次舊路改造中，所有挖出的舊路路面結(jié)構(gòu)層材料均考慮再生利用[3]，舊路瀝青面層挖出后摻入乳化瀝青進行廠拌熱再生后用于新鋪路面的下面層（8cm AC-25C瀝青砼）；舊路路面結(jié)構(gòu)層中的水泥穩(wěn)定碎石和級配碎石層挖出后進行篩分，然后摻入相應(yīng)的骨料和水泥進行廠拌冷再生后用于新鋪路面的底基層（20cm 2.5MPa水泥穩(wěn)定碎石）。

結(jié)語：

對舊路改造路面結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀路面現(xiàn)狀情況、交通量資料和檢測資料等，提出合理的設(shè)計方案，對方案進行經(jīng)濟比選，從而選定最優(yōu)方案。本文對整個設(shè)計過程進行了詳細論述，可以為以后舊路加寬改造的路面設(shè)計工作提供參考。

[1] 《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007）

[2] 《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50-2017）

[3] 《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）