高速公路輕重交通荷載分離的擴建路面結(jié)構(gòu)及方法

舒士琪

摘要：隨著我國交通運輸業(yè)的發(fā)展，公路交通量不斷增加，我國一些早期修建發(fā)揮重要作用的高速公路正逐步面臨著改擴建的問題。在改擴建工程中，原路面的路面改造和拼接是高速公路改擴建的重點和難點，也是高速公路改擴建成敗的關(guān)鍵所在。原老路車道設(shè)計行駛輕型車輛，拓寬車道設(shè)計行駛重載車輛，根據(jù)輕重車道交通量的不同采用不同的路面結(jié)構(gòu)組合，原老路車道在既有病害處理后與拓寬車道統(tǒng)一加鋪一層表面層瀝青混合料，充分利用老路結(jié)構(gòu)和殘余承載力。加強新老路面搭接部位，解決變形不協(xié)調(diào)和不均勻沉降的問題，確保滿足輕重車分車道行駛所需的差異化設(shè)計路面性能目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：公路改擴建;輕重交通分離;路面加寬

一、技術(shù)背景

隨著我國經(jīng)濟的高速增長，交通運輸行業(yè)迅速發(fā)展，為適應(yīng)車流量的迅速增長、提高道路通行能力，需要在原有道路基礎(chǔ)上進(jìn)行拓寬改建。當(dāng)前改擴建工程中重點在于對于舊道路的改造和拓寬拼接路面結(jié)構(gòu)。常規(guī)的改擴建方案一般是按照混合式交通進(jìn)行設(shè)計，重型貨車可以在任意車道內(nèi)行駛。由于原有路面長時間的交通荷載作用下，其結(jié)構(gòu)模量與新建道路相比有較大的差異，為了適應(yīng)混合重載交通，必然要對道路進(jìn)行加鋪改造和銑刨重鋪，使得改擴建道路不能充分利用舊路的殘余結(jié)構(gòu)和承載能力，并且改擴建工程造價會大幅增長。鑒于以往改擴建工程中舊路路面的使用經(jīng)驗和應(yīng)用情況，拓寬路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有很大發(fā)展空間。在常規(guī)混合式重載交通設(shè)計中，拓寬路面采用與舊路相同的結(jié)構(gòu)組合，新建拓寬路面的優(yōu)勢很難體現(xiàn)出來。

為了彌補上述設(shè)計的不足之處，現(xiàn)提出一種高速公路輕重車分離行駛的老路拓寬拼接路面結(jié)構(gòu)及方法。與常規(guī)混合式重載交通設(shè)計相比，本方法不僅避免了舊路路面結(jié)構(gòu)的加鋪改造和銑刨重鋪等問題，而且能夠使新老路面結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，延長改擴建工程路面整體結(jié)構(gòu)的使用年限。

二、輕重車分離行駛的老路拓寬拼接路面結(jié)構(gòu)

輕型車輛在原有道路上行駛 ，重載車輛在拓寬后的車道內(nèi)行駛，依據(jù)新舊車道的交通量采取適當(dāng)?shù)穆访娼Y(jié)構(gòu)設(shè)計。舊路路面進(jìn)行病害處理后與新建路面統(tǒng)一再鋪設(shè)一層瀝青混合料，新建路面車道采取剛?cè)峤M合路面結(jié)構(gòu)來適應(yīng)重載交通荷載。

為達(dá)成該設(shè)計方案目標(biāo)，在高速公路改擴建工程結(jié)束后要設(shè)置監(jiān)控裝置和交通指示標(biāo)志，引導(dǎo)輕型汽車在原有道路內(nèi)行駛，重型汽車在拼接拓寬車道內(nèi)行駛。

為了能更好的利用舊車道路面結(jié)構(gòu)以及殘余承載能力，對舊車道進(jìn)行既有病害處理后，在舊車道上撒布一層高粘彈瀝青封層，與新建車道統(tǒng)一再鋪設(shè)一層3～6cm厚度的抗磨耗密集配瀝青混合料。

在新建車道上采用剛?cè)峤M合基層路面結(jié)構(gòu)，該道路結(jié)構(gòu)含有半剛性基層、半剛性底基層、路基、瀝青表面層、瀝青中面層、瀝青下面層、瀝青碎石基層。中面層、瀝青下面層、瀝青碎石基層。該路面結(jié)構(gòu)表面層瀝青混合料類型與鋪設(shè)厚度與舊車道加鋪層相同，瀝青中面層厚度5～8cm，瀝青下面層厚度7～12cm，瀝青碎石層厚度8～15cm，水泥穩(wěn)定碎石基層厚度32～40cm，水泥穩(wěn)定碎石底基層厚度16～20cm。

高速公路設(shè)置拼接縫要盡量避免與重載車道輪跡帶重合。以拼接縫為起點，依次對舊車道瀝青層、半剛性基層、半剛性底基層、路基進(jìn)行分層銑刨，各個道路結(jié)構(gòu)層的臺階寬度分別為：半剛性基層和底基層60～80cm，路基不小于1.1m且有向內(nèi)2%～4%的橫坡度。

拓寬新建路基的頂面彎沉檢測指標(biāo)小于150（0.01mm）。

該設(shè)計方案不需要通過對原有道路路面結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行大規(guī)模銑刨重鋪來應(yīng)對輕重車輛混合的交通問題，有效的利用了原有道路的結(jié)構(gòu)和殘余承載力。該設(shè)計方案對拓寬路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，使新老路面結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，延長改擴建工程路面整體結(jié)構(gòu)的使用年限。通過強化新舊道路路面的搭接部位，解決了改擴建道路變形不協(xié)調(diào)和不均勻沉降的問題，大幅度增加了新舊道路路面的搭接處的整體性。實現(xiàn)了輕重交通分離所需要的路面性能差異化設(shè)計目標(biāo)，增強了行車安全性。

三、輕重車分離行駛的老路拓寬拼接路面結(jié)構(gòu)實例分析

以高速公路雙向四車道擴建為雙向八車道為例，在道路兩側(cè)各加寬兩個車道，同時需要設(shè)置指示標(biāo)志和道路監(jiān)控設(shè)備，引導(dǎo)輕型汽車在內(nèi)側(cè)原有車道上行駛，重型汽車在外側(cè)拓寬后的車道行駛。如圖3-1所示，1車道和2車道為原有路面，3車道和4車道為新建路面。

路面拼接接縫設(shè)置在2車道和3車道中間，避免與重型汽車輪跡帶重合。從拼接接縫處向外側(cè)依次對老路瀝青層（圖3-2中7、8、9）、老路半剛性基層（圖3-2中10）、老路半剛性底基層（圖3-2中11）、老路路基（圖3-2中12）進(jìn)行分層銑刨，各結(jié)構(gòu)層拼接臺階的寬度分別為：半剛性基層和底基層75cm，路基不小于1.2 m，且有向內(nèi)3%的橫坡度。

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