解析加寬改建公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

葉福遠(yuǎn) 陳偉

摘要：文章以加寬改建公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)為研究背景，深入分析公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)內(nèi)容，首先提出公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)在闡述路面結(jié)構(gòu)的承載能力的基礎(chǔ)上，從設(shè)計(jì)試驗(yàn)、路面調(diào)查等方面對(duì)路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行解析，目的在于提高加寬改建公路路面質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：加寬改建公路;路面結(jié)構(gòu)層;設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目概況

某公路的舊路為三等公路，有部分是四級(jí)公路，前者采用的是瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式，而后者采用的是泥結(jié)碎石形式，路基寬度為5.0m～6.5m之間，該公路為該地區(qū)的重要公路改造工程，將公路的等級(jí)逐漸提升到二級(jí)公路中，表面結(jié)構(gòu)為瀝青結(jié)構(gòu)，路基寬度為10m。

2.加寬改建公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于舊路改造施工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)過(guò)程如下所示：

2.1公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

該工程中原指標(biāo)非常低，目前計(jì)劃將其提升為二級(jí)公路，所以整體的性能指標(biāo)會(huì)有大幅提升，這就需要在部分路段中建設(shè)新路基結(jié)構(gòu)滿足需要，縱坡應(yīng)用的是補(bǔ)強(qiáng)處理或者是新建設(shè)路面的方式。

在新建設(shè)的路面結(jié)構(gòu)中，依據(jù)實(shí)際情況調(diào)查分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在基準(zhǔn)期內(nèi)所存在的軸載參數(shù)，依據(jù)當(dāng)前我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，依據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，從當(dāng)前的路面實(shí)際情況來(lái)分析，綜合計(jì)算確定滯后性選擇合適的工程材料以及結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)還要明確每層的厚度參數(shù)，為工程質(zhì)量的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)及時(shí)查閱原有設(shè)計(jì)方案、竣工圖紙以及養(yǎng)護(hù)等基本資料，可以更加準(zhǔn)確的確定舊路面的具體情況，如果上述資料比較欠缺，則需要使用鉆芯取樣的方法確定路面基礎(chǔ)情況。本次舊路改建工程中，因?yàn)樵撀访嫱度胧褂脮r(shí)間比較長(zhǎng)，加上管理機(jī)構(gòu)存在失察的情況，導(dǎo)致竣工圖、養(yǎng)護(hù)資料都不完善，所以決定使用鉆芯取樣方法確定路面狀況。在本次路段中分別選擇外觀質(zhì)量好、中、差三個(gè)方面來(lái)實(shí)施鉆芯取樣，密度為2處/千米即可。通過(guò)鉆芯之后確定該公路為3 cm ～5 cm瀝青碎石，+20 cm 碎石基層，+15 cm碎石墊層。以四級(jí)公路的情況來(lái)分析，該路面主要是泥結(jié)水泥碎石路面的結(jié)構(gòu)形式，其表面存在的坑洼積水比較嚴(yán)重，平整度無(wú)法滿足交通的需要，不予采用該結(jié)構(gòu)。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)公路領(lǐng)域中的JTJ 073.2—2001中的規(guī)定，對(duì)該路段內(nèi)所存在的破損問(wèn)題進(jìn)行路面狀況指數(shù)（PCI）分析：

其中，PCI 為路面狀況指數(shù);DR 為路面綜合破損率;A 為調(diào)查路面的總面積;Dij為第 i 類破壞、第 j 類嚴(yán)重程度的實(shí)際破損面積;Kij為第 i 類破壞、第 j 類嚴(yán)重程度的換算系數(shù)。

從上述計(jì)算公式分析得出PCI參數(shù)之后，依據(jù)該規(guī)范的要求分析破損狀況，從而可以準(zhǔn)確的了解該路面的實(shí)際情況。

2.2評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)的承載能力

從上述規(guī)范中的要求檢測(cè)路面彎沉值，進(jìn)而可以獲取其路面彎沉值參數(shù)，進(jìn)而可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)瀝青路面的性能，即對(duì)其承載性能進(jìn)行評(píng)價(jià)：SSI = 路面設(shè)計(jì)彎沉值/路段代表彎沉值。

彎沉值的設(shè)計(jì)可以綜合分析該地區(qū)的交通運(yùn)行量，根據(jù)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度來(lái)分析，然后根據(jù)三級(jí)公路基準(zhǔn)年限的基本數(shù)據(jù)，推斷出未來(lái)交通量的增長(zhǎng)狀況，從而獲取在該年度內(nèi)所存在的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載參數(shù)，最終可以得到該路面設(shè)計(jì)彎沉值的具體參數(shù)。

2.3設(shè)計(jì)試驗(yàn)

全面分析該路面所存在的破損情況，以及承載性能參數(shù)，綜合各個(gè)路況中的鉆芯取樣結(jié)果，并且對(duì)面層、基層、墊層以及各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的材料進(jìn)行試驗(yàn)分析，總結(jié)出導(dǎo)致該損壞問(wèn)題的主要原因，以及是否還能夠使用，以該項(xiàng)目為基準(zhǔn)，基層以及墊層都是通過(guò)壓碎值試驗(yàn)和級(jí)配試驗(yàn)確定的，對(duì)于不符合的層次分析，可以進(jìn)行重建或降低要求作為新建設(shè)墊層結(jié)構(gòu)的加厚層。

2.4路面調(diào)查

深入了解路基的實(shí)際情況，掌握其穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及排水狀態(tài)，通過(guò)對(duì)路基結(jié)構(gòu)中進(jìn)行取土試驗(yàn)，以判定含水量、土質(zhì)以及承載性能是否符合要求。局部積水過(guò)于嚴(yán)重的區(qū)域要根據(jù)工程具體狀況進(jìn)行開挖填土施工，換填合適的土質(zhì)之后還要進(jìn)行壓實(shí)處理，然后才能進(jìn)行新建設(shè)路面的鋪筑施工。路床填料含水過(guò)高時(shí)，應(yīng)該設(shè)置排水設(shè)施，以消除積水問(wèn)題;穩(wěn)定性與強(qiáng)度都不能達(dá)標(biāo)的部分，應(yīng)該根據(jù)工程的要求采取必要的處理措施，確保該路面滿足工程的施工需要，交通運(yùn)行安全性也能夠保證。

2.5 OD調(diào)查

總結(jié)該路段內(nèi)的交通運(yùn)行情況，了解交通量，同時(shí)還要對(duì)未來(lái)進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)行情況進(jìn)行OD調(diào)查，同時(shí)參考該地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)狀況，建立模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，以保證公路的設(shè)計(jì)方案更加的科學(xué)與合理。

2.6公路瀝青路面設(shè)計(jì)

以各個(gè)路段中所測(cè)量的彎沉值作為代表，通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求進(jìn)行路面回彈模量的計(jì)算：Et=1 0002pδl0m1m2。

2.7回彈模量設(shè)計(jì)

根據(jù)所預(yù)測(cè)的交通運(yùn)行量，以及回彈模量等參數(shù)，運(yùn)用層狀體系理論設(shè)計(jì)確定各個(gè)層厚度參數(shù)，同時(shí)模擬相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)確定該地區(qū)的設(shè)計(jì)參數(shù)值。依據(jù)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的總厚度∑hi及路線縱坡，應(yīng)用不同的設(shè)計(jì)方案：（1）當(dāng)舊路填高 HT>∑hi時(shí)，在路面中所設(shè)置的調(diào)平層的厚度，應(yīng)該達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所要求的最小厚度參數(shù)，否則需應(yīng)該將原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層直接清理干凈，從而能夠保證其最小厚度達(dá)標(biāo);如果調(diào)平層與補(bǔ)強(qiáng)最底層的材料是一致的，可以同時(shí)將該兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋪筑施工，而不將原有的就結(jié)構(gòu)層清理。（2）當(dāng)舊路填高 HT=∑hi時(shí)，則需要在原結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上直接填筑補(bǔ)強(qiáng)層。（3）當(dāng)舊路填高 HT<∑hi時(shí)，需將原有結(jié)構(gòu)部分清理干凈，根據(jù)新要求對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.改擴(kuò)建道路路面設(shè)計(jì)比較常見的問(wèn)題

（1）通過(guò)積極的總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在路面改建的工程中，橫向新舊路面結(jié)合位置上極易發(fā)生開裂、錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題，所以在該結(jié)合位置上應(yīng)該實(shí)施加固處理，比如根據(jù)工程的需要設(shè)置合理土工格柵而避免沉降過(guò)大。

（2）對(duì)于加固實(shí)施之后的橋梁結(jié)構(gòu)，可以大大增強(qiáng)承載性能，橋面標(biāo)高可以適當(dāng)?shù)慕档鸵允沟米灾叵陆?，橋臺(tái)兩側(cè)應(yīng)該清理原路基結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行新路面結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工，然后對(duì)縱坡進(jìn)行調(diào)整，保證橋頭更加的平順。

（3）本次所設(shè)計(jì)的補(bǔ)強(qiáng)層、調(diào)平層的最小厚度參數(shù)都要達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求，從而可以全面提升工程的質(zhì)量，以滿足交通運(yùn)行的需要。

（4）如果在舊路面結(jié)構(gòu)上需要填筑高度較大的新建設(shè)路面，其墊層底部至舊路面頂高差 H≤50 cm 時(shí)，此時(shí)應(yīng)該使用碎石材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工，防止在新舊路面中存在有薄弱的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能夠達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求;而當(dāng)H >50 cm 時(shí)，則只需要在工程中選擇符合要求的填料進(jìn)行路基填筑施工即可。

（5）為了可以有效的排出工程結(jié)構(gòu)部分中所存在的滲水，應(yīng)該在填方部分中填滿墊層，進(jìn)行路段挖方施工，同時(shí)還要設(shè)置盲溝結(jié)構(gòu)。

（6）舊路改建施工結(jié)束之后，需要檢測(cè)彎沉值，同時(shí)依據(jù)舊路面的各個(gè)部分計(jì)算回彈當(dāng)量和結(jié)構(gòu)，以確定各項(xiàng)參數(shù)都能夠達(dá)到工程的要求。

（7）季節(jié)性冰凍的區(qū)域內(nèi)，還要保證其防凍層厚度滿足工程使用的需要。

（8）為了可以合理的使用舊路面結(jié)構(gòu)，要從各個(gè)路段部分中進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)層施工之后，還要合理設(shè)置縱坡，并且盡量減少開挖施工量，以降低工程成本。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜合以上敘述，在加寬改擴(kuò)建公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)過(guò)程中，想要提高路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)水平，則需要從公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求入手，在理解路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，采取科學(xué)的方式對(duì)路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)方式確定，唯有如此，才能切實(shí)提高改擴(kuò)建公路路面設(shè)計(jì)水平。

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