城镇道路沥青路面大中修及整治方案研究与探讨

2015-01-08张俊

城市道桥与防洪 2015年6期

张俊

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 概述

随着道路建设的飞速发展，沥青路面作为城市道路常规的路面结构，里程极速增长，新建道路随着使用年限增加逐渐出现各种各样的破坏现象，如裂缝（横向裂缝、纵向裂缝及网裂）、车辙、沉陷、拥包、剥落、坑槽、啃边、路框差等。设计人员如何确定合理的、适宜的、规范的、经济的道路养护、大中修技术方案供道路管理部门决策，使其既能满足道路功能的需求,又能结合道路沿线现状，同时兼顾工程经济性，成为设计人员及管理者需要考虑的一个问题。

2 城市道路养护需要考虑的因素

（1）对现状交通流量应充分调查并对交通量进行预测，保证新建路面结构能满足设计年限内交通的需求；

（2）尽量利用原有老路路面的部分结构，力求实现工程的经济性；

（3）综合考虑道路沿线街坊的现状标高，避免因标高抬高影响道路沿线居民区及店铺的出入及雨水倒灌现象等；

（4）道路大修方案的工期能满足现状交通出行需求，大修方案应具有可实施性；

（5）确定设计方案前应充分对现状道路沿线管线进行调查，确定合理的管线保护或者搬迁方案。

3 沥青路面评价指标

根据《城镇道路养护技术规范》（CJJ 36-2006），沥青路面技术状况主要从4个方面进行评价，见图1所示。其内容分别为：平整度、破损、强度及抗滑能力。对应的评价指标为：（1）路面行驶质量指数（RQI）；（2）路面状况指数（PCI）；（3）路表回弹弯沉值；（4）路表抗滑系数（BPN或 SFC）；（5）综合评价指数（PQI）。

图1 沥青路面状况评价体系图

3.1 路面行驶质量指数（RQI）

路面行驶质量指数（RQI）是衡量车辆在道路上行驶的舒适程度的指标，行驶质量指数由国际平整度指数（IRI）计算。

RQI=4.98-0.34×IRI

式中：IRI——国际平整度指数。

3.2 沥青路面破损状况评价（PCI）

既有路面车行道沥青路面损坏类型，参照《城镇道路养护技术规范》（CJJ 36-2006）,沥青路面损坏分为线裂、网裂、碎裂、车辙、沉陷、拥包、剥落、坑槽、啃边、路框差和修补损坏，共计11类。

式中：DP——路面破损率，为各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之百分比,%；

n——单类损坏类型数；

m——某单类损坏所包含的单项损坏类型数；

DPij——第i类路面损坏中的第j单项损坏类型的单项扣分值；

ωij——第i类路面损坏中的第j单项损坏类型的权重。

3.3 综合评价指数（PQI）

综合评价指数（PQI）是表征路面完好和驾驶舒适程度的综合指标，依据RQI值和PCI值通过计算获得。

PQI=T×ω1×RQI+PCI×ω2

式中：T——分值转换系数，取值20；

ω1、ω2——分别为RQI、PCI的权重。

3.4 路面结构强度（SSI）

《城镇道路养护技术规范》（CJJ 36-2006）中沥青路面结构强度评价根据沥青路面路表回弹弯沉值，将不同基层类型和交通量等级的沥青路面结构强度分为足够、临界和不足三个等级。

而《公路路面养护技术规范》中规定，既有路面结构强度采用强度系数SSI进行评价。

式中：ld——路面设计弯沉值，0.01 mm；

l0——路段实测代表弯沉值，0.01 mm。

相比直接采用实测代表弯沉值作为路面结构强度的评价指标，SSI综合考虑了实测代表弯沉值和设计弯沉值这两个指标，更为直观和贴切。该项研究推荐采用SSI这一指标。

3.5 沥青路面抗滑性能评价

沥青路面抗滑性能评价以摆值（BPN）或横向力系数（SFC）表示。根据BPN或SFC，可将沥青路面抗滑能力分为四个等级。

4 养护对策

根据路面评价指标，提出养护对策，见表1所列。

表1 沥青路面大修决策一览表

Ⅰ：铣刨上面层，修复破损的中下面层，重新加罩上面层沥青混合料。

Ⅱ：铣刨上、中面层，修复部分破损的下面层，重新加罩上、中面层。

Ⅲ：铣刨沥青面层，对基层进行补强处理后重新加罩面层；或者如标高允许，铣刨上面层后加罩两层沥青层。

Ⅳ：翻挖老路结构后新建。

5 工程案例

某段道路位于规划上海西北城市副中心“真如副中心”和市级专业中心“虹桥涉外贸易中心”之间，随着两个市级中心的不断开发，特别是随着中环西段的建成开通，金沙江路承担的交通量越来越大，且因沿线地块开发重载车较多，原有路面无法承受越来越大的交通量，路面破损越发严重，严重影响了普陀区的形象，亟待整治。

5.1 道路现状

金沙江路（大渡河路-中山北路）总长约1.4 km，见图2所示。现状为沥青混凝土路面，为双向“4快2慢”布置。

图2 金沙江路（大渡河路-中山北路）地理位置图

金沙江路（大渡河路-中山北路）段道路辟筑宽度为21.25～24.25 m，现状断面按单幅式布置，现状标准横断面布置为3.5 m～4.0 m（人行道）+15.0 m（车行道）+2.75 m～5.2 m（人行道）=21.25～24.2 m，见图3所示。

图3 金沙江路（大渡河路-中山北路）段现状断面图

金沙江路局部出现大量的网裂、坑槽、纵向裂缝、横向裂缝、沉陷、井框差等路面病害现象，在交通尤为繁忙的金沙江路，路面行驶舒适性较差，对交通安全及地区的形象带来了不利的影响，见图4所示。

图4 金沙江路（大渡河路-中山北路）段现状实景

5.2 道路养护决策措施

考虑到大面积的翻挖对于现状交通影响较大，基本无实施的可能性。建议对于基层整体性较好的路段采用整治措施Ⅲ，对于基层松散的路段，采用整治措施Ⅳ，见表2所列。

表2 金沙江路路面养护决策措施一览表

5.3 实施目标

（1）路面结构设计使用年限：a.翻挖新建段沥青路面为10 a；b.铣刨加罩及局部补强、修补段沥青路为8 a。

（2）设计使用年限内，大修路段的路面行驶质量指数 RQI≥3.5（IRI≤4.3），平整度均方差 σ≤3 mm，提高路面行车舒适性。

（3）大修路面结构层确保强度，满足交通需求，同时沥青路面应满足相应的技术规范。

（4）将机动车道上的雨污水检查井调换成自调式防沉降窨井盖框和改进型防沉降窨井盖板，各类检查井“路框差”不大于4 mm。

5.4 道路养护措施

5.4.1 养护措施

针对该工程的情况，具体措施如下：

（1）整治措施Ⅰ：铣刨上面层至设计标高以下4 cm，加罩 4 cm SMA-13（SBS改性)。

（2）整治措施Ⅱ：铣刨上、下面至设计标高以下12 cm，加罩4cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（3）整治措施Ⅲ：铣刨原有老路面层，对基层采用地聚合物注浆补强处理后重新加罩4 cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（4）整治措施Ⅳ：翻挖老路面层和三渣基层后新建基层后再加罩4 cm SMA-13（SBS改性）+8 cm AC-25C。

（5）交叉口范围内处理措施：为保证施工期间维持横向交通通行，交叉口范围内需采用快速修复材料，原则上基层不予翻挖，建议对面层铣刨后加罩或者注浆补强。

5.4.2 新建路面结构基层材料的选择

结合现状道路交通量大，重载车较多的情况，对常用的基层材料进行了调研，机动车道基层材料应综合考虑单价、强度、养护周期、耐久性等因素，采用如下5种方案比选。

5.4.2.1 40 cm水泥稳定碎石（水泥含量5%）

水泥稳定碎石基层具有良好的整体性，足够的力学强度，抗水性和耐冻性，初期强度较高，并随龄期增长而增长，但水泥稳定碎石对拌和、运输和摊铺的时间及条件要求较高，对施工单位的要求较为严格。

5.4.2.2 45 cm粉煤灰三渣

粉煤灰三渣基层具有水硬性、缓凝性、强度高（且强度随龄期不断增加）、稳定性好、成板体、抗水、抗裂，而且收缩性小。

5.4.2.3 30 cm连续配筋混凝土

连续配筋混凝土基层沥青路面以连续配筋混凝土为基层、沥青层为面层，其基层纵向配置数量足够且为连续的钢筋，通过纵向钢筋限制混凝土板因纵向收缩而产生的开裂，减少由接缝引起的路面病害，提高路面的使用性能，除了设施工缝及近构造物处所需的胀缝外，基层不设胀缝和缩缝。

5.4.2.4 20 cm碾压混凝土

道路碾压混凝土是碾压混凝土技术在道路工程中的应用，相对于土、砂石、普通水泥混凝土、沥青与沥青混合料等传统道路建筑材料而言，属于新型筑路材料之一。碾压式混凝土施工机械通用性好，可用沥青摊铺机摊铺、压路机碾压，施工过程可不用模板，简便快速，工期可缩短20%～33%，可掺加大量掺合料，节省水泥约30%，经济性较好，工程投资可节约10%～30%，单位用水量少，干缩小，可扩大接缝间距，且初期强度高，养护期短，可提前开放交通。

5.4.2.5 25 cm沥青稳定碎石（ATB-30）+30 cm级配碎石

不同于常规的半刚性基层材料，柔性基层材料，不但具有防止反射裂缝的能力，同时还具有抵抗弯拉疲劳破坏的能力，减少路面的疲劳开裂，使用寿命一般可达20 a，远大于国内目前的半刚性基层沥青路面，但价格较高。

基层材料比选见表3所列。

由于金沙江路在普陀区贯穿内环、中环、外环，是环线间重要射线状道路之一，且周边路网密度较低，交通极为繁忙，如养护周期过长，对现状交通影响较大，难以实施。结合该工程的实际情况建议采用碾压混凝土作为实施方案，可有效地缩短工期，减小道路施工对交通的影响。

5.4.3 “井框差”的处理

为避免出现“井框差”，将机动车道范围内的各类检查井更换为自调式防沉降窨井盖框和改进型防沉降窨井盖板。