旧路原等级改造设计方法探讨及应注意的问题

2013-04-10林隽祺高志超

河南科技 2013年3期

林隽祺高志超

(河南交通科学技术研究院有限公司，河南郑州 450006)

河南某省道二级公路，拟按原公路技术标准等级对其进行改造，路线全长59.430km。该工程共分为三个标段，第一标段位于山岭重丘区，行驶的车辆多为景区大巴;第二标段位于平原微丘区，由于存在煤矿开采厂，该段道路的K31+900～K33+600、K35+300～K36+150两段出现了较严重的车辙;第三标段位于平原微丘区，连接两座县城，而两县城之间的K45+890～K56+586段落自1992年后就未对路面进行过大修，以致个别路段路面结构破坏严重，承载力严重不足。因笔者负责并参与了全线旧路改造方案的制定，且该工程的改造涉及山区、平原、城区等路段，且旧路各段落承载力差别很大，方案的制定复杂多变，具有典型性，故本文以该工程为依托进行论述。

1 旧路勘测及调查

在旧路进行原等级技术改造设计前，应在现场进行勘测，将旧路的线形进行恢复，以便确定工作量及为以后的设计提供依据。对于平原区的路线勘测，当道路横断面较单一且横断面边缘较容易判断时，勘测时只需勘测道路中线，同时相隔合适的间距测量路面宽度即可;对于山区公路、丘陵区公路以及平原区横断面多变、边缘较难判断时，勘测时需要确定出道路的边线。

同时，设计单位应对旧路外业调查，主要内容查阅道路初建时的竣工图纸、调查养护部门的养护历史、路面结构形式以及病害的主要类型及病害原因等，对旧路改造设计提供依据。

2 路线指标问题

若旧路的结构强度能达到铺设新建结构层下承层的强度要求，旧路改造遵循的一个宗旨就是“多填少挖”，即拉坡后的设计线应满足补强结构层的最小厚度，不能抬的太高，亦不能过低。若设计线过低，必然造成旧路结构层挖除较多，旧路利用率降低;若设计线过高，需要增设相应厚度的找平层，使得新建结构层厚度增大，这都使得公路改造的造价增加，经济性降低。

3 路面结构设计

对于旧路按原技术等价进行改造设计，主要是根据各段落道路的病害类型、承载力状况和设计年限内的预测交通量等，确定不同的结构层厚度和结构组合方案。旧路技术状况的评价，是对旧路进行技术和经济评价、确定各段落旧路利用与否、制定改造方案的基础。

3.1 旧路结构强度评价及利用

旧路结构强度的确定可在不利季节通过现场测试路面顶部弯沉值，根据实测弯沉值并考虑各种影响因素后得出旧路顶面的计算弯沉，根据此弯沉值划分不同的段落，如新建路段、一般补强路段等，同时对于城镇路段应采用不同的改造措施，并据此确定不同的旧路改造方案。

笔者参与的该项目通过检测和调查发现，第一标段位于山岭区，主要行驶车辆为景区大巴，路基较稳定，路表面除了有裂缝、松散脱皮、拥抱等病害外，整体结构强度较高，对于该段主要是处治完路面病害后利用老路结构层。而第三标段部分段落，由弯沉检测后可知，路面、局部路基承载力严重不足，对于该路段主要是利用老路的路基按新建路面设计。

3.2 路基设计

旧路按原等级改造，不用路基单侧或者双侧加宽，即不会产生路基的不均匀沉降，但是旧路改造常常遇到的问题是旧路路基的含水量过高，或者局部地段的承载能力不能满足路槽强度的要求。这就需要根据弯沉检测结果确定旧路路面结构挖除厚度，采用换填、翻晒或掺入水泥、石灰等方法处治完病害并达到压实标准后，还应继续检测该层的弯沉值，依此值进行验算以确定结构层厚度。

笔者参与该工程的第三标段设计时，采用动态的设计方法，即挖除的深度根据实时的检测弯沉值及结构验算同时进行，以确定最终的挖除方案，充分利用旧路原有结构层，减小补强结构层厚度，充分发挥旧路的经济价值。

3.3 结构组合设计

旧路路面设计根据交通量、道路等级、交通组成等基础资料，考虑沿线气候、水文、地质及筑路材料分布情况，遵循因地制宜，并结合设计路段的交通特点，综合拟定路面设计方案。旧路结构组合设计，不仅要满足结构厚度验算(必要时还要进行最小防冻层厚度的验算)，还要考虑沿线居民的出行，若是具有其他特殊用途的道路还应考虑保通，这就需要确定合适的结构组合类型。

笔者参与的该工程借鉴河南省高等级公路建设的成功经验，同时考虑施工的可行性，面层选用通行快、易于养护的沥青路面;而对于基层底基层选择上，则要考虑其应具有良好的力学强度、板体性和水温稳定性等特点。这里列举水泥稳定碎石和水泥粉煤灰稳定碎石两种普遍采用的半刚性基层进行简要对比选用(如下表1)。

由上表可知，两种半刚性基层都具有较好的性能，但半刚性基层的最大缺点就是刚度太高，易产生干缩和温缩裂缝，若是工期较充裕，建议选用不易产生裂缝的水泥粉煤灰碎石，若是工期较紧，建议选用水泥稳定碎石。由于工期要求紧，笔者参与的项目选用了水泥稳定碎石。