景區(qū)公路路面整治方案探討

針對蜀南竹海景區(qū)公路，通過調(diào)查分析既有路面結(jié)構(gòu)承載力、路面結(jié)構(gòu)層完整性、路面病害成因，獲得既有路面技術(shù)狀況的定量評價結(jié)論。在分析了對公路環(huán)境的影響程度后，推薦采用對病害進(jìn)行局部處理后再加鋪面層的處理方案，并對面層材料進(jìn)行了比選。最后根據(jù)公路通行的輕重交通類型分別擬定了不同的路面結(jié)構(gòu)方案。

景區(qū)公路； 路面整治； 路面技術(shù)狀況指數(shù)； 橡膠瀝青混凝土； 改性瀝青混凝土

U418.6+7A

［定稿日期］2024-08-13

［作者簡介］黃磊（1985—），男，碩士，高級工程師，從事公路勘察設(shè)計工作。

0 引言

隨著國家“交旅融合”戰(zhàn)略的大力推進(jìn)，旅游基礎(chǔ)設(shè)施尤其是景區(qū)公路的建設(shè)力度和關(guān)注度逐漸加大。景區(qū)公路由于其地理位置的特殊性，為了順應(yīng)地形地貌，保護(hù)原生態(tài)環(huán)境，減少路基填挖方對環(huán)境的影響，公路等級通常偏低，技術(shù)條件較差［1］。機(jī)動車保有量的持續(xù)增長導(dǎo)致景區(qū)公路及相關(guān)設(shè)施超負(fù)荷服務(wù)，由此帶來公路設(shè)施尤其是路面較為嚴(yán)重的損壞。相比于對景區(qū)公路進(jìn)行大規(guī)模的提檔升級和改擴(kuò)建，對既有公路路面進(jìn)行合理的修繕和維護(hù)更為經(jīng)濟(jì)科學(xué)。因此，景區(qū)公路的路面整治方案尤為重要。

1 項目概況

蜀南竹海景區(qū)道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為四級公路，路基寬度為5.0～6.5 m，共由15個路段約35.3 km景區(qū)環(huán)線公路組成。公路改建于2010年，使用年限較長。隨著景區(qū)啟動升級建設(shè)，公路除承擔(dān)旅游交通外，還承擔(dān)了建材運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。公路上行方向受滿載重車影響，損壞較為嚴(yán)重。公路自然區(qū)劃為Ⅴ2區(qū)，屬四川盆地中濕區(qū)。既有老路路面結(jié)構(gòu)包括瀝青混凝土面層+二灰碎石基層及水泥混凝土路面加鋪瀝青面層兩種。

2 路面現(xiàn)狀分析

2.1 路面結(jié)構(gòu)承載力

彎沉指標(biāo)可以表征路面結(jié)構(gòu)的整體承載能力，而整體承載能力的大小是衡量路面結(jié)構(gòu)使用壽命的重要指標(biāo)之一［2］。路面結(jié)構(gòu)承載力檢測設(shè)備采用車載多點(diǎn)落錘式彎沉儀，檢測范圍根據(jù)人工路況調(diào)查結(jié)果分別選取上下行車道進(jìn)行檢測，彎沉檢測頻率按每20 m檢測1點(diǎn)連續(xù)檢測。項目實測彎沉平均值見表1。

由表1可見，即使在使用多年后，水泥混凝土路面加鋪瀝青結(jié)構(gòu)的彎沉明顯小于瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，彎沉檢測值與不同路面結(jié)構(gòu)層表現(xiàn)出的特征一致，符合“強(qiáng)基、薄面”的路面設(shè)計原則。從整體來看，實測彎沉數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)高于原設(shè)計彎沉值，路面結(jié)構(gòu)承載力較差。

2.2 路面結(jié)構(gòu)層完整性

路面結(jié)構(gòu)層完整性檢測采用鉆芯取樣的方式進(jìn)行。對嚴(yán)重縱橫向裂縫、龜裂等典型路面病害處和路面完好處分別進(jìn)行鉆芯取樣，以利于判斷原路面結(jié)構(gòu)層厚度及使用狀況、結(jié)構(gòu)層材料類型、病害破壞層位、病害發(fā)展形態(tài)、結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)情況、結(jié)構(gòu)層芯樣密實程度等內(nèi)容。典型病害處芯樣狀況如圖1所示。

通過鉆取芯樣觀察發(fā)現(xiàn)，取芯位置位于路面完好處的瀝青面層與基層連接較好，大部分芯樣面層、基層完整性較好，取出芯樣能完全包含路面結(jié)構(gòu)層，取芯深度能抵達(dá)原路面基層結(jié)構(gòu)物、土基或基巖，絕大部分基層芯樣成型、密實；取芯位置位于路面病害處的大部分芯樣裂縫貫穿或貫通路面面層及基層，面層多數(shù)碎裂成多塊，基層完整性很差，面層與基層、基層間黏結(jié)不良，部分芯樣基層完全松散，僅取出破碎類材料及碎石，幾乎沒有結(jié)合料存在跡象，且存在個別鉆孔只能夠取出面層的情況。

2.3 路面病害及成因分析

根據(jù)沿線實地調(diào)查，既有公路整體存在大量的病害及病害修補(bǔ)。其中瀝青混凝土面層+二灰碎石基層結(jié)構(gòu)的主要病害有縱橫向裂縫、龜裂、沉降等；水泥混凝土路面加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)的主要病害為瀝青面層脫皮及水泥混凝土板斷板、錯臺等病害引起的反射裂縫。圖2為景區(qū)公路典型路面病害情況。結(jié)合項目實際情況，分析路面病害成因。

（1）服務(wù)年限久。蜀南竹海景區(qū)公路建成通車至今已14年，已超限服務(wù)［3］。由于建設(shè)年限久遠(yuǎn)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)老化產(chǎn)生沉陷、龜裂、縱橫縫等病害。

（2）交通流量大。頻繁且逐年增長的交通流量是路面損壞和車轍病害突顯的主要原因。

（3）降雨頻繁。蜀南竹海景區(qū)公路氣候類型屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，具有冬暖、春早、夏熱、秋多綿雨等特點(diǎn)，且四季分明、雨量充沛，尤其是每年5～8月期間容易頻發(fā)降雨。已開裂的裂縫在未及時得到修補(bǔ)的情況下，地表雨水沿著裂縫下滲至基層及土基，在車輛反復(fù)行駛作用下，路基的整體強(qiáng)度大大降低。水體循環(huán)侵入基層、面層，致使路面出現(xiàn)松散、唧漿、剝落等路面病害，加速裂縫發(fā)展。

（4）路面材料疲勞。在大氣、陽光、雨水等自然條件干擾下，路面表層材料出現(xiàn)老化，材料的強(qiáng)度與技術(shù)性能大大降低。加之車輛荷載作用，引起瀝青混合料的疲勞開裂，經(jīng)過多年的運(yùn)營使用，出現(xiàn)了不同類型的路面病害。

2.4 路面技術(shù)狀況評定

路面技術(shù)狀況采用路面技術(shù)狀況指數(shù)（PQI）評定。對于四級公路，路面技術(shù)狀況指數(shù)的影響因素為路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）和路面損壞狀況指數(shù)（PCI）［4］。

路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI由實測的表征路面平整度性能和行駛質(zhì)量優(yōu)劣的國際平整度指數(shù)IRI計算得到，用于評價路面平整度和路面行駛舒適性。路面平整度好壞嚴(yán)重影響到車輛的行駛質(zhì)量和行車安全［5］。

通過人工沿線調(diào)查路面損壞狀況，區(qū)分病害類型和嚴(yán)重程度，丈量損壞面積；同時采用路面損壞自動識別系統(tǒng)（CiAS）進(jìn)行路面損壞識別，兩者相互印證。將病害情況按不同權(quán)重量化后，得到路面損壞狀況指數(shù)（PCI），可以綜合地量化路面狀況的優(yōu)劣［6］。

路面技術(shù)狀況如表2所示。根據(jù)JTG 5210-2018《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》，路面技術(shù)狀況評定為差等。

3 路面整治方案

3.1 面層方案

由于公路位于景區(qū)內(nèi)，在項目實施過程中需充分考慮對環(huán)境的影響。同時，原路面瀝青混凝土面層較薄，可再生利用材料數(shù)量小；且公路所在地周邊無廠拌熱再生設(shè)備，而新建成本過高，經(jīng)濟(jì)效益差。綜上，不適合實施銑刨重鋪及就地?zé)嵩偕に?，路面結(jié)構(gòu)形式采用直接加鋪面層。為確定最優(yōu)面層方案，擬定了兩個方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

方案一：橡膠瀝青混凝土AR-AC-13上面層；方案二： SBS改性瀝青混凝土AC-13上面層。各方案優(yōu)缺點(diǎn)見表3。

總體來說，橡膠瀝青與SBS改性瀝青相比，雖然高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性略差，但從防裂效果、與景區(qū)環(huán)境協(xié)調(diào)及降噪角度比較而言，方案一對景區(qū)公路整體狀況改善效果更好。推薦采用方案一。

3.2 路面結(jié)構(gòu)方案

蜀南竹海景區(qū)公路由于規(guī)劃有重車通行，從經(jīng)濟(jì)適用性角度考慮，路面結(jié)構(gòu)方案結(jié)合路面功能和交通組織分為兩類。

3.2.1 規(guī)劃通行重車路段

路段設(shè)計使用年限內(nèi)（8年）一個車道承受設(shè)計軸載累計作用次數(shù)為（年增長率按6%計算）1 618 343次。既有老路路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土面層+二灰碎石基層，采取加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層整治方案。在實施前對路面病害進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并檢測既有老路彎沉值或模量值，對于抬升路段，留用路面結(jié)構(gòu)頂面彎沉按100（0.01 mm）進(jìn)行控制；對于下挖路段，土基模量按40 MPa進(jìn)行控制。若實測彎沉值或模量值不滿足上述控制彎沉值或模量值時，則首先對其作病害處理。

抬升路段，首先挖除原瀝青砼面層，然后對其下路基和路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行病害處治，再在原有二灰基層上鋪筑25 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+稀釋瀝青透層油+同步碎石封層+5cmAC-20C瀝青下面層+改性乳化瀝青粘層+4 cm橡膠瀝青混凝土AR-AC13C上面層。各路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)見表4。

下挖路段，首先挖除瀝青砼面層+二灰穩(wěn)定碎石基層+舊路面結(jié)構(gòu)層。挖除過程中不要擾動周圍結(jié)構(gòu)物。再鋪筑20 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層+20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+稀釋瀝青透層油+同步碎石封層+5cmAC-20C瀝青下面層+改性乳化瀝青粘層+4cm橡膠瀝青混凝土AR-AC13C上面層，新建路面與原路面標(biāo)高一致。各路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)見表5。

3.2.2 規(guī)劃通行小車路段

設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)一個車道承受設(shè)計軸載累計作用次數(shù)為33 204次。既有老路路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面加鋪瀝青面層，采取路面加鋪整治方案，按水泥混凝土加鋪路面計算結(jié)構(gòu)層厚度。在實施前首先檢測既有老路彎沉值，按24（0.01 mm）進(jìn)行控制。若實測彎沉大于該控制彎沉?xí)r，則對其路基作換填處理，路基壓實度應(yīng)大于95％。對舊路面病害處治后，鋪筑20 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層+18 cm C20水泥混凝土基層，再將混凝土拉毛、噴曬黏層油，然后鋪筑4 cm橡膠瀝青混凝土AR-AC13C上面層。各路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)見表6。

4 結(jié)束語

本文通過對蜀南竹海景區(qū)公路路面整治方案的研究，有針對性地提出了公路路面的整治方案，對其他相關(guān)景區(qū)公路的路面整治可提供一定的參考。

（1）既有公路現(xiàn)狀需進(jìn)行詳盡的調(diào)查，對于影響路面技術(shù)狀況評定的路面損壞狀況指數(shù)（PCI）和路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）可通過人工調(diào)查及相關(guān)設(shè)備檢測進(jìn)行相互驗證，確保既有公路評定結(jié)論的可靠性。

（2）路面病害成因應(yīng)結(jié)合公路所處環(huán)境、使用條件等因素進(jìn)行有針對性地分析，便于更清楚地掌握病害生成及發(fā)展規(guī)律。

（3）鑒于景區(qū)公路的特殊性，對病害進(jìn)行局部處理后再加鋪面層，可作為一般景區(qū)公路路面整治的首選方案。加鋪層的選用應(yīng)適應(yīng)公路所處環(huán)境并滿足通行要求。

（4）從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，路面結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮路面功能和交通組織方式。對于通行重交通和小交通的路段，宜根據(jù)相關(guān)的設(shè)計參數(shù)分別擬定出適合的路面結(jié)構(gòu)。

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