城市道路大修工程设计

高力侠 ,孟维伟

(中国市政工程华北设计研究总院，天津市 300074)

1 概述

随着我国城市建设的发展，道路交通基础设施已逐步从大规模的修建期陆续进入大修养护期。随着城市道路交通量和汽车载重量逐年增加，路面破损日渐严重，路面的使用功能、行驶质量和城市美观都受到很大影响。近年来，道路大修工程所占基础设施投资的比重越来越大。

2 道路大修特点

城市道路大修工程是指对道路的较大损坏进行的综合整修或路面的翻修补强，以恢复道路使用功能的工程项目，特点如下。

（1）路面病害处理措施针对性强。旧路病害处理是道路大修工程的关键，因此必须做好旧路结构调查、路面使用和损坏情况调查，对存在的问题进行深入分析，提出有效的处理措施[1]。

（2）设计施工考虑因素多。设计时应充分考虑与周边地块出入口以及相交道路的衔接，并且避免对地下管线的影响。

（3）施工要求工艺简便、施工速度快、工期短。为减少对周边的影响，应尽量减少工期，减小工作面[1]。

（4）充分有效利用好旧路面剩余能力。由于道路大修工程是在现有道路的基础上进行相应的处理，故在设计及施工中应充分考虑旧路结构层的利用[2]。

（5）确保短期内不会出现改造及翻修。道路大修不应仅仅是修复路面，还应趁道路大修之际，充分挖掘道路资源，根据交通需求，在有条件的情况下提高道路的通行能力，改善道路环境和景观[3]。

（6）确保交通安全及通行。做好施工期间交通组织，防止由于道路大修造成交通堵塞。

3 工程实例

3.1 技术路线

根据以往设计经验以及相关规范，确定本次大修设计技术路线如图1。

图1 技术路线图

3.2 工程概况

工程地点：天津空港加工区

道路等级：主干路

旧路结构：4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13）+6 cm中粒式沥青混凝土（AC-20）+18 cm水泥稳定碎石（5%）+18 cm石灰粉煤灰碎石（8∶12∶80）+18 cm石灰粉煤灰土（12∶40∶48），总厚64 cm。

道路使用时间：约5 a

大修范围：机动车道

3.3 路面检测内容与方法

3.3.1 检测内容

为了确定路面现状使用性能，从而为大修设计方案提供依据，需进行现状路面检测。路面检测的内容主要为以下4个方面。

（1）路面破损状况：调查指标为综合破损率（D r）。路面破损状况数据采用自动化的检测系统自动检测，设备为多功能路况检测车（见图2），检测范围包含所有车行道。

图2 多功能路况检测车

根据《天津市城市道路养护技术规程》（DB 29-47—2003），将路面分为优、良、中、次、差 5个等级（见表1）。

表1 路面破损状况评价标准表[4]

（2）路面结构强度：调查指标为路段代表弯沉值（Ls），采用连续式路面自动弯沉仪检测（见图3）。

图3 连续式路面自动弯沉仪检测车

根据《天津市城市道路养护技术规程》（DB 29-47—2003），路面结构强度评价指标为γ：

式中：Ld为路面设计弯沉值，0.01 mm；L s为路段代表弯沉值，0.01 mm。

根据路面结构强度系数γ，将路面结构强度划分为优、良、中、次、差5个等级（见表2）。

表2 路面结构强度评价标准表[4]

（3）钻芯取样：评价路面路基各结构层结构类型、厚度及外观强度，采用小钻机（见图4）取样，每200 m测一断面，每断面测两点，深度1.5 m。

图4 小钻机钻芯取样

3.3.2 检测及评价结果

根据以上方法对车行道进行检测，评价结果如表3、表4所示。

（1）路面破损状况

表3 路面破损状况评价

（2）路面结构强度

表4 路面结构强度评价

（3）钻芯取样

根据钻孔报告显示，面层沥青芯样完整，原水泥稳定碎石和石灰粉煤灰结构层芯样呈碎块状，硬，石灰粉煤灰底基层拌合均匀，芯样呈柱、（碎）块状，较硬，填土层为粉质黏土，夹有石灰颗粒，较硬。部分路段地下水位偏高，距路床顶仅30 cm。

3.4 现状交通分析

通过对区域内部及周边道路进行调查，该工程是区域内部一条南北向交通主干路，沿线地块入驻率较低，开口较少，园区内产生的交通量较小，并且以小客车为主，而由杨北公路转移的过境交通量较多，并且以大货车为主，轴载相对较大。

3.5 破损原因分析

根据以上检测结果及现状交通分析，总结出该工程路面破损原因主要有以下几个方面。

（1）交通量大，重载车辆多：目前所发生交通流除去空港自身发生外，还有相当一部分由杨北公路转移的过境交通，其车辆车载较大。从现场看，沉陷、车辙和龟裂为主要病害，路面破损严重，说明路面不仅承受很大的交通量，还要承受重载车，累计交通轴次过大，造成路面疲劳破坏。

（2）路面结构强度不足:从钻芯检查发现，路面破损严重的路段水泥稳定碎石上基层和石灰粉煤灰碎石下基层芯样多数不完整。

（3）温差产生疲劳裂缝，半刚性基层的裂缝产生反射裂缝。

（4）雨水下渗滞留，地下水毛细作用上升，导致路基和路面结构承载力降低。

（5）地下水位高，路基处理不到位。

3.6 大修设计方案

按照200～500 m划分为一个大修处理单元，根据路面使用性能评价结果及交通分析，将大修方案分为3个等级。

（1）罩面处理

针对路面结构性破坏较少的路段进行罩面处理，在进行罩面前应对路面病害进行相应处理。

（2）补强处理

针对路面结构强度评价为“中”以上，且钻芯取样底基层完好的路段进行补强处理。补强结构为上面层+下面层+上基层。

（3）新建路面结构

对于路面结构强度评价为“中”以下，且钻芯取样底基层呈碎块状的路段，挖除原路面结构，新建路面结构，且对于地下水位较高的路段，其下施做30 cm挖除的水泥稳定碎石废料。

3.7 细节设计

（1）与周边出入口的衔接

由于大修设计范围一般为车行道，在与周边出入口衔接时，设置小缘石，将市政道路与小区道路分离，要求高差不超过2 mm。

（2）道路搭茬

在新旧路搭接处及因交通原因半幅施工段落，在基层与面层和沥青面层之间加铺玻纤土工格栅，在基层和基层之间加铺聚丙烯材料的双向土工格栅，有效地减少层间的反射裂缝。

4 结论与建议

（1）大修工程设计是一项非常细致且复杂的工作，本文结合工程实例提出了大修工程设计的技术路线，对天津空港大修工程道路做路面检测并进行了评价，分析了路面破损的原因，并提出了大修设计方案。

（2）本文主要是根据路面检测评价结果来确定大修设计方案，对于大修结构理论计算方面还有欠缺，应尽快建立一套适用于大修设计的结构设计理论，通过结构理论和检测结果共同确定大修设计方案，相信这样会更利于最终的道路大修效果。

[1]臧金萍.城市道路大修工程的精细化设计[J].城市道桥与防洪，2012（5）:41-44.

[2]罗桂东.北京市沥青路面道路大修中几个问题的探讨[J].城市道桥与防洪，2007（2）:77-80.

[3]吕涛.道路大修新理念新技术应用 [J].市政技术，2012（3）:34-37.

[4]DB 29-47—2003，天津市城市道路养护技术规程[S].