談瀝青路面改造設(shè)計(jì)

王 紅 梅

(太原晉萬通公路勘察設(shè)計(jì)有限公司,山西 太原 030032)

1 工程概況

本案例路面改造工程分為兩段，第一段為國道241線K64+071～K75+104段，長11.033 km；第二段為國道241線K99+043～K125+964段，長26.921 km，合計(jì)總長37.954 km；路線維持原路走向，其中K64+071～K75+104段起點(diǎn)為殺虎口鎮(zhèn)，終點(diǎn)為東風(fēng)橋橋頭；K99+043～K125+964段起點(diǎn)為民福南路，終點(diǎn)為國道241線(董元線)與虎山線平交處。

2 舊路現(xiàn)狀及技術(shù)狀況分析

本案例沙虎口至山陰段因修建年代比較久遠(yuǎn)，路面結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)低，再加上近年來大噸位車輛較多，致使路面破壞相當(dāng)嚴(yán)重。原路為瀝青路面，大部分路段基層強(qiáng)度不足、路面超齡服役、瀝青路面老化程度嚴(yán)重，重交通運(yùn)輸量大、超載、超限車多，致使瀝青路面大面積出現(xiàn)坑槽、龜裂、網(wǎng)裂、壅包、車轍、沉陷、松散、推移、平整度差等病害，嚴(yán)重影響行車安全，且公路運(yùn)輸能力明顯下降，對發(fā)揮公路的運(yùn)輸水平造成一定的影響，嚴(yán)重影響著行車速度及通行能力，故急需改造這些路段。

路面破損狀況：路面破損狀況指標(biāo)(PCI)為評定指標(biāo)；路面強(qiáng)度的調(diào)查指標(biāo)：路面彎沉值，采用自動(dòng)彎沉儀測量回彈彎沉值，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)為評定指標(biāo)；路面平整度：路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)為評定指標(biāo)。

2.1 現(xiàn)狀道路路面破損調(diào)查

本項(xiàng)目路面病害主要表現(xiàn)為：麻面、修補(bǔ)、松散的現(xiàn)象比較嚴(yán)重；路面縱向裂縫、橫向裂縫、不規(guī)則裂縫相當(dāng)多，許多裂縫經(jīng)過灌縫處理，但效果不明顯，仍然有開裂現(xiàn)象；原修補(bǔ)位置重新破損也比較嚴(yán)重，有的地方補(bǔ)中補(bǔ)還產(chǎn)生新的破損。

經(jīng)現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目路段的病害全線均有分布，各類病害所占比例如圖1所示。

從圖1中檢測數(shù)據(jù)可以知道項(xiàng)目路段目前的主要病害為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、坑槽、網(wǎng)裂、壅包、沉陷、松散、推移，平整度極差，均需進(jìn)行改造。

2.2 鉆芯取樣

我們選取了典型病害代表位置進(jìn)行了鉆芯取樣，對瀝青結(jié)構(gòu)層厚度、瀝青層結(jié)構(gòu)的完整性、基層結(jié)構(gòu)厚度、基層結(jié)構(gòu)狀況、結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)狀況等情況進(jìn)行了分析，如表1所示。

表1 路面綜合評價(jià)表

3 處治方案

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查及分析，我們認(rèn)為瀝青路面的破壞主要是由于在超重汽車荷載作用下，半剛性基層與瀝青面層之間層間結(jié)合差的原因所致。從破壞路段實(shí)測路面回彈彎沉值可以看出，所有代表彎沉值均大于原設(shè)計(jì)容許彎沉值，路面破壞基本為路面面層結(jié)構(gòu)破壞，基層結(jié)構(gòu)部分破碎，強(qiáng)度大部分滿足其功能要求。因此，路面網(wǎng)裂、龜裂、塊裂、縱縫等病害主要是由于基層與面層之間的層間結(jié)合不好而引起的，破壞現(xiàn)象由上至下。隨著重型交通流量的不斷作用，路面的損壞程度也不斷擴(kuò)大，有進(jìn)一步嚴(yán)重和惡化的趨勢。

3.1 方案擬訂的原則

由于本項(xiàng)目是對舊路路面進(jìn)行改造，它與新建公路的設(shè)計(jì)思想是有區(qū)別的，結(jié)合路面改造工程的特點(diǎn)，路面方案制訂基本遵循以下原則：

1)快速施工，快速開放交通；

2)綜合考慮沿線村莊、構(gòu)造物及相關(guān)設(shè)施等的標(biāo)高限制；采取“分段設(shè)計(jì)、分類處理、分期實(shí)施、合理決策”的理念；

3)路面結(jié)構(gòu)類型選擇應(yīng)在滿足規(guī)范要求的前提下，盡量利用原路面結(jié)構(gòu)層材料，降低工程造價(jià)，節(jié)能環(huán)保，減少舊料的廢棄。

3.2 路面維修方案比選

考慮到既有道路與沿線村莊、交叉路口的銜接問題和既有邊溝、安全設(shè)施的標(biāo)高問題，繼續(xù)提高路面標(biāo)高勢必會(huì)影響道路與周邊建筑物的銜接，給沿線居民、車輛出行帶來一定的不利影響。通過沿線走訪、調(diào)查，沿線居民、企業(yè)也希望盡量維持原有路面標(biāo)高不變。

路面改造方案在結(jié)構(gòu)厚度的確定上，一是受原有結(jié)構(gòu)層層厚劃分的限制，二是不能超過原路面標(biāo)高太多。因此，路面處治厚度范圍為路面頂面至破壞或局部破壞的路面結(jié)構(gòu)層(即路面基層上層)。

具體擬定的處理原則如圖2所示。

本項(xiàng)目根據(jù)具體情況擬定5種路面結(jié)構(gòu)處治方案。

1)方案Ⅰ(銑刨重鋪全部面層，2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI>70,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：病害處治。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用]路面標(biāo)高抬高4.5 cm。

2)方案Ⅱ(銑刨重鋪全部面層,2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI>70,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性乳化瀝青廠拌冷再生混凝土8 cm;

封層：碎石封層1 cm;

基層：病害處治。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用]路面標(biāo)高抬高6.5 cm。

3)方案Ⅲ(1層新水穩(wěn)+2層新瀝青面層)。

適用對象：60

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩(wěn)定碎石20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，銑刨原水穩(wěn)砂礫基層回收利用于其他段落]路面標(biāo)高抬高4.5 cm。

4)方案Ⅳ(2層新水穩(wěn)+2層新瀝青面層)。

適用對象:PSSI<60,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩(wěn)定碎石20 cm；

底基層：廠拌冷再生水穩(wěn)砂礫20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，銑刨原水穩(wěn)砂礫基層]路面標(biāo)高抬高6.5 cm。

5)方案Ⅴ(2層新水穩(wěn)+2層新瀝青面層)。

適用對象：PSSI<60,PCI<70。

上面層：改性瀝青混凝土4 cm；

粘層：改性乳化瀝青；

下面層：改性瀝青混凝土6 cm；

封層：碎石封層1 cm；

基層：水泥穩(wěn)定碎石20 cm；

底基層：就地冷再生水穩(wěn)砂礫20 cm。

[銑刨6.5 cm原瀝青面層回收利用，就地冷再生水穩(wěn)砂礫基層]路面標(biāo)高抬高24.5 cm。

4 技術(shù)比選

方案Ⅰ：優(yōu)點(diǎn)：銑刨重鋪改性瀝青混凝土作為路面面層，增強(qiáng)了面層的整體強(qiáng)度。

方案Ⅱ：優(yōu)點(diǎn)：采用了乳化瀝青廠拌冷再生等工藝，充分利用原路面結(jié)構(gòu)材料，節(jié)能環(huán)保，且有較好的經(jīng)濟(jì)性；整體強(qiáng)度好。

方案Ⅲ：優(yōu)點(diǎn)：對原路基層進(jìn)行挖除更換改善了原路基層強(qiáng)度。

方案Ⅳ：優(yōu)點(diǎn)：采用了廠拌冷再生等工藝，充分利用原路面結(jié)構(gòu)材料，節(jié)能環(huán)保，且有較好的經(jīng)濟(jì)性；整體強(qiáng)度好。

方案Ⅴ：優(yōu)點(diǎn)：采用了冷再生工藝，充分利用原路面結(jié)構(gòu)材料，節(jié)能環(huán)保，且有較好的經(jīng)濟(jì)性；整體強(qiáng)度好。

方案綜合比選:

結(jié)合外業(yè)調(diào)查和PCI分級，鉆芯取樣，實(shí)測彎沉值及PSSI分級，本項(xiàng)目采用分段設(shè)計(jì)、分類處理。

5 結(jié)語

近年隨著交通量的迅速增加，運(yùn)輸車輛的長期運(yùn)營，使得路基、路面因不堪重負(fù)而產(chǎn)生嚴(yán)重的病害，目前公路建設(shè)主要以大、中修改建為主，通過本項(xiàng)目大、修處理方案，對舊瀝青路面回收利用，節(jié)約造價(jià)，起到良好的作用。

本項(xiàng)目在舊路改造中對原有路面舊料進(jìn)行了回收利用，不僅節(jié)約了投資，提高了資源利用率，而且保護(hù)了環(huán)境，是一項(xiàng)利國利民的工程，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。