公路路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)方法

聶科琴 易毅

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 430071）

一、公路路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)方法

（一）設(shè)計(jì)方法

公路路面結(jié)構(gòu)和交通量之間所存在的關(guān)系表明，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，交通量作用的次數(shù)主要表現(xiàn)為當(dāng)量軸次累計(jì)值，規(guī)范中所規(guī)定的車道在設(shè)計(jì)年限內(nèi)當(dāng)量軸次累計(jì)值表示如下：

表1 公路路面結(jié)構(gòu)車道系數(shù)取值

若路面上下行向交通量存在較大差異，還應(yīng)根據(jù)交通量實(shí)際設(shè)計(jì)厚度，若存在較為明顯的超載現(xiàn)象，還應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際修正當(dāng)量軸次累計(jì)值。

（二）公路路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)

1.行車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)車道系數(shù)的分析，該公路工程所采用的路面設(shè)計(jì)方法對(duì)于分車道設(shè)計(jì)中行車道設(shè)計(jì)仍然適用，但應(yīng)更加重視行車道早期病害問(wèn)題，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的病害應(yīng)及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)或罩面養(yǎng)護(hù)。該公路工程借鑒類似工程設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，將瀝青面層從2層8cm～10cm厚增加至3層15cm厚，基層從12cm厚二灰碎石層+42cm厚石灰土增加至20cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石+20cm灰土結(jié)構(gòu)層，有效避免了早期病害現(xiàn)象的出現(xiàn)，也從側(cè)面反映出路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)對(duì)當(dāng)前公路路面設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的包容性。

2.超車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定及對(duì)該公路車輛橫向分布情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，四車道公路超車道系數(shù)取值在0.05～0.10之間，超車道系數(shù)較小但行車量較多，小型車約占超車道行車總量的95%及以上，這就對(duì)超車道的平整度、抗滑性等路用性能提出了更高要求。參考國(guó)內(nèi)一、二級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)，超車道路面2層瀝青面層厚度應(yīng)控制在10cm左右，其瀝青面層材料與厚度應(yīng)與行車道上、中面層材料和厚度保持一致，而基層按20cm厚水泥碎石+28cm灰土設(shè)計(jì)，比行車道少1層面層和1層水泥碎石基層。

（三）分車道設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題

1.機(jī)械化施工問(wèn)題

公路施工中機(jī)械化程度不斷提升，但是該公路路面分車道設(shè)計(jì)僅影響瀝青面層和水泥碎石穩(wěn)定基層攤鋪機(jī)施工，其余不采用攤鋪機(jī)施工的結(jié)構(gòu)層均不受影響。通過(guò)應(yīng)用攤鋪機(jī)施工能有效提升平整度，所以對(duì)于平整度要求不高的路面基層，如遇分車道設(shè)計(jì)與路面結(jié)構(gòu)機(jī)械化施工出現(xiàn)矛盾，可通過(guò)分車道攤鋪的方式解決。

2.縱縫問(wèn)題

該公路路面分車道設(shè)計(jì)后，車道結(jié)構(gòu)及厚度均發(fā)生改變，這種改變是否會(huì)引發(fā)縱向裂縫？目前尚無(wú)成功經(jīng)驗(yàn)可以參考，但是基于理論角度分析，在分車道設(shè)計(jì)后各車道結(jié)構(gòu)層只是發(fā)生較小幅度的變化，且一般集中于重型車輛行駛較少的超車道和硬路肩位置，而該公路超車道和硬路基原本沒(méi)有車轍，行車道上僅存在由瀝青面層自身變形所引起的1.0m左右的車轍，不會(huì)引發(fā)相鄰車道產(chǎn)生裂縫。與此同時(shí)，該公路自2010年通車以來(lái)，僅在路基邊坡不均勻沉降后出現(xiàn)硬路肩和行車道之間的縱縫，但縱縫路段硬路肩和行車道為同一結(jié)構(gòu)，并未出現(xiàn)路基沉降，所以僅因一、二層路面結(jié)構(gòu)的不同而引發(fā)硬路肩、行車道和超車道縱縫的可能性極小。在分車道設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中還可以通過(guò)梯形過(guò)渡及上下層接縫相交錯(cuò)等措施克服縱縫的產(chǎn)生。

二、分車道設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益

該公路工程為雙向四車道設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)軸次累計(jì)值最大的路段取12×106次，當(dāng)超車道車道系數(shù)僅為行車道車道系數(shù)的0.2倍時(shí)，超車道標(biāo)準(zhǔn)軸次累計(jì)值取2.4×106次，采用分車道設(shè)計(jì)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較。原設(shè)計(jì)為厚4cm的中粒式碎石瀝青混凝土+厚5cm的粗粒式碎石瀝青混凝土+厚6cm的粗粒式瀝青混凝土+厚20cm的水泥碎石+厚20cm的二灰碎石+厚20cm的石灰土，累計(jì)軸次12×106次。分車道設(shè)計(jì)方案一為超車道3.75m，路緣帶0.75m，行車道3.75m，硬路肩3.0m，超車道、路緣帶、硬路肩均按4cm厚中粒式碎石瀝青混凝土+5cm厚粗粒式碎石瀝青混凝土+0.5cm厚稀漿封層+25.0cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石設(shè)計(jì)；行車道設(shè)計(jì)同原設(shè)計(jì)。方案二為超車道3.75m，路緣帶0.75m，行車道3.75m，硬路肩3.0m，超車道、路緣帶、硬路肩均按4cm厚中粒式碎石瀝青混凝土+5cm厚粗粒式碎石瀝青混凝土+6cm厚粗粒式瀝青混凝土+20cm厚水泥碎石+20cm厚二灰碎石設(shè)計(jì)；行車道采用原方案設(shè)計(jì)。分車道設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如表2所示。

表2 分車道設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

根據(jù)表2對(duì)兩種路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性的比較可以看出，方案一不便于超車道和硬路肩水泥碎石層施工，但是全幅施工可節(jié)省造價(jià)約42.82萬(wàn)元/km2；方案二有利于超車道和硬路肩機(jī)械化施工，全幅施工可節(jié)省造價(jià)約19.65萬(wàn)元/km2，此外，從該公路工程25.5m寬度的路基來(lái)看，沒(méi)有改建為雙向六車道的可能性，所以采用上述兩個(gè)方案并不會(huì)對(duì)公路后期改建造成不利影響。

三、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)公路各車道分布系數(shù)，計(jì)算出各車道標(biāo)準(zhǔn)軸次累計(jì)值，并分別進(jìn)行了行車道、超車道和硬路肩路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，將公路路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)結(jié)果與現(xiàn)行設(shè)計(jì)作經(jīng)濟(jì)性比較，得出公路路面結(jié)構(gòu)分車道設(shè)計(jì)能大大節(jié)省公路路面造價(jià)的結(jié)論。