对公路旧路路面改造设计的探讨

蔡小丽

（桐庐县交通工程勘察设计有限公司 桐庐 311500）

省道中樟线全长40.1km，起自富阳市的中埠，由西北往东南经富阳市在萧山区的楼塔镇与03省道相接。根据富阳市公路养护部门路况调查和杭州市公路局大中修计划安排，确定了省道中樟线富阳段路面大中修范围，大中修分为6段，全长5.45km。

1 路面使用状况调查及评价

1.1 路面现状调查检测

根据《公路技术状况评定标准》［1］和《公路沥青路面养护技术规范》［2］规定，沥青路面制定公路维修养护对策的主要依据是路面结构强度，同时参考路面使用性能（二级以下公路，路面使用性能评价包含路面损坏和平整度2项指标）。经设计人员会同检测人员实地徒步目测并配以必要的量测方法，调查了路面损坏状况，取得了路面结构强度、平整度和老路结构层等设计所需的基础资料。

1.2 路面弯沉（结构强度）检测

沥青路面的结构强度调查指标通常为路面弯沉值，它是路基、路面在荷载作用下的垂直变形。为了掌握设计路段路面结构层的整体承载能力，调查组采用自动弯沉车对设计路段的回弹弯沉值进行了检测。

沥青路面强度采用强度指数（PSSI）作为评价指标，路面强度指数按下式计算：

路面设计弯沉值采用46.0（0.01mm），各段路面结构强度计算值见表1。

表1 富阳段路面强度指数评价表

1.3 路面病害现状调查

路面破损类型主要分为裂缝类、松散类、变形类及其他4大类，根据规范要求实地调查中除以数字形式记录病害桩号、类型外，还绘制了路面病害分布图。经调查，省道路面损坏情况比较严重，除纵、横裂缝及不规则裂缝等轻微病害普遍存在外，最多的严重病害为龟裂和沉陷并存的综合性病害。

根据《公路技术状况评定标准》，路面破损状况采用路面状况指数（PCI）进行评价，路面状况指数由路面破损率（DR）计算得出：

经计算汇总，各路段路面损坏状况指数见表2。

表2 富阳段路面损坏状况指数表

1.4 路面平整度检测

根据《公路技术状况评定标准》规定，路面行驶质量采用行驶质量指数（RQI）作为评价指标。行驶质量指标根据国际平整度指数（IRI）计算，公式如下：

经计算，沥青路面各段行驶质量见表3。

表3 富阳段路面行驶质量评价表

2 公路现状性能评价

2.1 路面使用性能评价

根据《公路技术状况评定标准》规定，二级以下公路路面使用性能指数（PQI）分别用路面行驶质量（RQI）和路面损坏状况指数（PCI）2项技术内容的赋值加权计算得出。

PQI评价标准参照《公路沥青路面养护技术规范》中的规定，见表4。

表4 性能评价表

经计算，各段路面使用性能见表5。

表5 富阳段路面使用性能评价表

2.2 公路技术状况评定

根据《公路沥青路面养护技术规范》中的养护评价公式，经计算，各段公路技术状况评价结果见表6。

表6 富阳段公路技术状况评定表

3 病害处治设计

沥青路面病害处理遵循圆洞方补、小洞大补的原则，根据病害产生原因并结合结构层加铺方案，本项目病害处理按以下方案进行：

（1）加铺水稳基层大修补强路段的病害处理。①松散、脱落、泛油、网裂、龟裂等较轻病害在大修加铺基层路段不作处理；②沉陷、坑槽、翻浆等病害挖除病害区范围的沥青混凝土面层和基层，用水泥稳定碎石回填，再加铺路面结构层。

（2）直接加铺沥青混凝土面层中修罩面路段的病害处理。①松散、脱落、泛油：刨除原沥青面层3～5cm 厚的面层，整平后回填AC－20C 沥青混凝土；②纵横向裂缝、网裂、龟裂：按设计图所示的范围挖除损坏的面层，将挖槽底面整平并清扫干净，用乳化沥青灌缝，槽内回填AC－20C沥青混凝土；③沉陷、坑槽、翻浆：挖除病害区范围的沥青混凝土面层和基层，采用水泥稳定碎石回填，上槽采用AC－20C 沥青混凝土回填并压实，压实度需满足相应施工规范的要求。

（3）桥头跳车病害处理。①大修路段。根据设计纵坡保持桥面标高不变，对桥头路段进行挖除，然后加铺设计路面结构层。开挖整平压实后测其回弹模量，若小于45 MPa或开挖后基底有积水，应对台后填料进行换填处理和增设盲沟；②中修路段。保持桥面标高不变，以桥头伸缩缝作为衔接点，并以桥头伸缩缝的高程作为控制标高，视桥头高差及路面病害严重程度，开挖一定长度范围内的路面结构层至原破损基层底，然后加铺沥青面层和水泥稳定碎石基层。

4 路面加铺方案设计

4.1 路面加铺原则

（1）路面强度指数（PSSI）评价等级在“次”及以下，同时路面使用性能在“中”及以下时，则采取大修补强措施以提高其承载能力。

（2）路面强度指数（PSSI）评价等级为“中”，同时路面使用性能在“中”及以下时，则采取中修罩面处理恢复其使用功能。

4.2 路面结构层加铺方案

富阳段K1＋000～K1＋150段下穿杭新景高速公路，为维持原有净空高度不变，加铺前先铣刨原路面10cm，然后加铺本次设计的路面结构层；K8＋800～K9＋300为富阳龙门穿镇路段，为减少因路面加铺抬高而给右侧房屋带来影响，设计先铣刨原路面5cm，然后加铺本次设计的路面结构层。根据评价结果和实际情况，各段加铺方案见表7。

表7 富阳段路面结构层加铺方案表

4.3 纵断面设计

4.3.1 一般路段纵坡设计

纵坡设计按各路段需加铺结构层的总厚度对现地面线进行抬高处理，但由于经过多年的运营，路面难免出现不平整，在纵坡设计时很难达到一致的厚度，纵断面线形拟合程度一般较困难，从而会出现局部桩号填挖高度偏差较大。因此在大修设计时，应考虑满足补强路面厚度的要求，适当考虑路面标高。如水泥稳定碎石基层加铺，按适宜施工厚度的下限值18cm 进行控制，即设计标高满足18cm 时可以直接加铺，不必对原老路进行挖除，从而减少原路面挖除数量。

中修路段一般不进行纵断面设计，路面按等厚度加铺，仅在局部高差突变或有倒坡路段对局部位置进行铣刨，然后加铺沥青面层。

4.3.2 特殊路段纵坡设计

由于路面加铺使原有标高发生了变化，设计拟按以下方案实现与桥涵的衔接及路线接顺，纵坡设计时应充分考虑桥头跳车病害处理。

（1）与起、终点衔接。大中修路段与现有路面之间的衔接部位，按纵向坡度不大于0.5%进行接顺，坡长一般不小于50 m，并视具体情况向下挖除路面结构层。

（2）与中、小桥涵衔接。桥面标高（铺装层厚度）应保持不变，以桥头伸缩缝作衔接点，桥头伸缩缝的高程作为控制标高，按坡差小于0.5%进行接顺，坡长一般不小于50 m，并视具体情况向下挖除路面结构层。

（3）下穿路段。下穿路段应保持原有路面标高不变，即在下穿范围内必须下挖原路面结构层至产生新加铺结构层厚度的高差，然后再加铺路面结构层。

5 路面改造设计应注意的问题

5.1 老路路面基础资料的收集应齐全

老路路面基础资料包括：改建设计前历年的年平均双向日交通量、交通组成及交通量增长率等；收集公路养护的有关技术资料及原老路的路面结构和材料组成、接缝构造等资料。

5.2 突出旧路试验检测工作的重要性

老路的试验检测是老路改建设计的基础，检测分为路面损坏状况调查（损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等）；路面结构强度（路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度以及原状土的试验等）；已承受的交通荷载及预计的交通需求（交通量、轴载谱的调查等）。在设计过程中，设计人员必须对老路的试验检测数据进行认真细致的分析，并分段进行路况评价。针对不同路段的破损情况，切合实际地提出不同的旧路处治方案。

5.3 重视路面材料的各项性能指标试验

对于老路拓宽改建工程必须做好路面各结构层的材料配比试验，确定混合料的抗弯拉强度、劈裂强度等重要指标，并运用这些指标经过力学计算提出合理的差异沉降控制指标，为老路拓宽提供可靠合理的施工控制措施。

5.4 采用全寿命周期成本分析路面结构方案

对于各设计阶段提出的路面结构方案的经济成本分析，在选择路面结构时不仅要考虑路面的初始性能和费用，而且应考虑路面在罩面或改建以后的性能和费用。路面结构设计可以有多种策略性选择：是花费较高的初建费用、采用承载能力较强的结构和保证优良的施工质量，以获取较长的使用寿命、较少的改建费用、较好的使用性能和较省的使用费用；还是采用较弱的结构，以节省初期建设费用，但由此带来较短的使用寿命，较高的养护费用等，这在不同地区、对不同等级的道路和不同的投资方式，业主可以有不同的考。这里重要的是，应该在路面使用寿命内采用全寿命周期费用分析法进行技术经济比较，才能从整个寿命角度去选择最经济合理的路面结构厚度组合。

［1］JTGH20－2007 公路技术状况评定标准［S］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］JTJ073.2－2001公路沥青路面养护技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2001.