福州市西三环路大修工程方案设计

蔡叶澜

(福州市规划设计研究院 福建福州 350000)



福州市西三环路大修工程方案设计

蔡叶澜

(福州市规划设计研究院 福建福州 350000)

依托福州市西三环路大修工程(洪湾路～湾边大桥)，通过对该项目的概况、设计资料、路面病害情况、路面弯沉情况、路面取芯、交通量等多方面进行调研及分析，提出了两种路面大修方案：方案一采用传统处理方式，方案二结合全深式水泥就地冷再生进行改造；然后对比这两种方案优缺点，提出适用于该项目的大修改造方案。

大修工程;旧路状况;交通量;方案设计

1 西三环路(洪湾路～湾边大桥)概况

福州市西三环路大修工程(洪湾路～湾边大桥)，起洪湾路往南390m(即原三环一期起点)，接湾边大桥，长度约7.87km，红线宽65m，为城市快速路，路段含一座高架桥，于2003年建成通车，至今已使用13年。现状道路断面为四块板形式：分为主路和辅路，主路设计速度80km/h，辅路设计速度40km/h。

西三环路基本采用中粗砂为主要回填材料，路槽下50cm填粗粒土封层，其余均回填砂，路基状况良好。

(洪湾路-浦上大桥)段主路路面结构为：4cmAC-13细粒式SBS改性沥青砼+5cmAC-16中粒式沥青砼+7cmAC-25粗粒式沥青砼+1cm下封层+20cm 5%水泥稳定砂砾+15cm3%水泥稳定砂砾+20cm山皮石；(浦上大桥-湾边大桥)段沥青混凝土路面结构沥青面层与垫层与前段相同，基层采用32cm 5%水泥稳定砂砾。

本文仅针对主路路面大修方案设计。

2 旧路状况

2014年、2015年、2016年连续三年对西三环路路段进行全面检测，检测情况如下。

2.1 路面病害调查

图1为2015年3月检测的不同车道路面不同类型病害比例统计图。

由图1可以看出：路面病害以网裂且下沉为主，并伴有网裂、破损与裂缝等病害；不同车道病害严重程度差别较大，以第二车道(中间车道)病害最为严重，主路左幅第二车道病害率达50.44%，主路右幅第二车道病害率达32.5%，均远远高于第一、第三车道病害率。

图2为2014年至2016连续三年路面病害增长规律图。

由图2可以看出：路面使用达到设计年限后，随着使用年限的增长，路面的病害不断增多，且增长速率极快，以主路左幅第二车道路面病害增长速率最快，两年内增长了50%。

综合以上，西三环路(洪湾路-湾边大桥)段沥青路面的病害特征如下：

(1)西三环路(洪湾路-湾边大桥)段沥青路面的典型病害有：网裂与块裂、车辙、纵向裂缝、坑槽、沉陷、推移、松散、破碎等典型类型；

(2)不同病害类型的严重程度差别较大，以网裂且下沉为主，并伴有车辙与松散；

(3)不同车道病害严重程度差别较大，以中间车道病害最为严重；

(4)达到设计年限的路面结构强度衰减急剧，路面基层出现不同程度的损坏，从而导致沥青面层出现不同程度的病害；

(5)根据调查发现，影响西三环路(洪湾路-湾边大桥)段沥青路面性能的因素有：使用年限、高温多雨的地理气候、重载车辆、路面结构、层间连接、施工质量控制、地下管网的完整性等。

2.2 路面弯沉检测

图3、图4为2015年3月主路不同桩号不同车道路面弯沉检测结果。

图5为2015年3月主路不同车道路面弯沉代表值示意图。

由图3～图5可以看出：

(1)不同桩号、不同车道路表弯沉值离散型较大。

(2)主路弯沉较大，第一、第三车道弯沉代表值约为35，第二车道弯沉代表值约为54，远远超过设计弯沉25.1。

(3)主路不同车道弯沉相差较大，第二车道弯沉(代表值54)明显大于第一、第三车道(代表值35)。

综上，主路沥青砼路面弯沉值代表值已远远超过设计值，尤其第二车道结构承载力损失超过一半。

表1和表2为2016年3月针对主路第一、第三车道路表弯沉进行检测统计结果汇总表。

表1 路面病害显现处路表弯沉统计表 0.01mm

表2 路面无病害显现处路表弯沉统计表 0.01mm

由表1～表2可以看出，主路第一、第三车道路表弯沉代表值约为67(0.01mm)左右时，表明路面基层已经处于松散状态，造成路面面层病害显现；主路第一、第三车道路表弯沉代表值约为32～37(0.01mm)左右时，路面无病害显现。

2.3 现场取芯

本次基于“代表性、多样性、对应性”的原则，对主路不同车道不同病害进行取芯，共取芯样30个。发现路面基层基本取不出完整芯样，基层处于不同程度的破损状态。路面病害显现处，基层处于完全松散状态。路面病害未显现处，沥青面层芯样基本为完整的。

3 交通量

对西三环路(洪湾路-湾边大桥)段交通进行录像，并进行交通量统计、分析、换算，得到设计年限内一个车道上的累计当量轴次为1 206.3万次，属重等交通等级。

4 大修方案设计

基于以上分析，可以看出该段沥青路面病害较为严重，以第二车道病害率最高，达80%，且达到设计年限的路面结构强度衰减急剧，路面的病害不断增多，且增长速率较快；沥青砼路面弯沉值已超过设计值，尤其第二车道结构承载力损失超过一半，单纯的面层翻新改造已不能满足三环路日益增加的行车荷载需要。因此，需针对不同车道病害程度拟定相应改造方案。

4.1 方案一

挖除新建，即第二车道采用传统处理方式，挖除旧路面结构，新建沥青路面结构。第一、第三车道病害处理后直接加铺。具体做法如下：

(1)挖除第二车道范围内旧路面结构至底基层后，共39cm，将旧路结构废料运走；

(2)新建35cm 5%水泥稳定碎石基层(分两层摊铺施工)，然后喷洒一层透层油，做1cm封层；

(3)第一、第三车道有病害位置也与第二车道处理方式一致，进行病害处理；第一、第三车道未进行病害处理位置对旧沥青面层进行铣刨4cm；

(4)全断面加铺7cmAC-25C粗粒式沥青混凝土+5cmAC-20C改性沥青混凝土+4cmSMA-13改性沥青混凝土。

4.2 方案二

现场冷再生[1-4]，即第二车道采用现场冷再生技术对旧路进行结构补强，提高路面结构基层强度。具体做法如下：

(1)铣刨第二车道范围内旧16cm沥青面层，将该铣刨废料运走；

(2)往旧半刚性水稳层添加加水泥与新集料做25cm现场全深式水泥就地冷再生，然后喷洒一层透层油，做1cm封层，摊铺8cm厚ATB-25密级配沥青稳定碎石；

(3)第一、第三车道有病害位置也与第二车道处理方式一致，进行病害处理；第一、第三车道未进行病害处理位置对旧沥青面层进行铣刨4cm；

(4)全断面加铺7cmAC-25C粗粒式沥青混凝土+5cmAC-20C改性沥青混凝土+4cmSMA-13改性沥青混凝土。

4.3 方案对比

对以上两种设计方案优缺点进行对比，汇总表3。通过对比可知，西三环路采用方案二(现场冷再生)，即采用全深式就地冷再生技术对旧路结构进行补强，提高路面结构基层承载能力，且能保证旧路面整体结构的完整性，具有较强的可行性。

4.4 综合效益分析

全深式水泥就地冷再生工艺与传统的挖除新建工艺相比，每平方米可节省17.91元[5]，节约幅度达21.36%，具有良好的经济效益。

全深式水泥就地冷再生工艺施工机械化程度高，节约工期78.12%[5]；能够充分利用废旧基层材料，减少新石料的开采，节约资源，具有良好的社会效益和经济效益。

表3 路面大修方案优缺点对比表

5 结语

采用全深式水泥就地冷再生技术能够对旧路结构进行补强，提高路面结构基层承载能力，且能保证旧路面整体结构的完整性。同时，能够节省造价、节约工期、节约资源，具有良好的社会效益和经济效益。

[1] 马君毅,谷志文,吉军鹏.水泥稳定沥青路面冷再生技术性能研究 [J].中外公路,2008,28(2):40-43.

[2] 王勇.沥青路面全深式就地冷再生结构设计及经济性研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2009.

[3] 杨宁.沥青路面全深度复拌式现场冷再生技术研究[D].哈尔滨: 哈尔滨工业大学,2007.

[4] 闫月.维特根泡沫沥青冷再生机在美国州际高速公路的施工案例[J].建设机械技术与管理,2007,20(2):59-62.

[5] 罗龙.全深式就地冷再生基层经济性研究—以福州市西三环路大修工程为例[J].福建建筑,2015(12):106-108.

Scheme Design of West 3 Circle Road Overhaul Engineering in Fuzhou

CAIYelan

(Fuzhou Planning Design & Research Institute ,Fuzhou 350000)

In this paper,based on the West 3 Circle Road (Hongwan Road ～ Wanbain Bridge) Overhaul Engineering in Fuzhou,the investigation and analysis of the project general situation,design data,pavement disease situation,road surface deflection and traffic volume were taken.Then two Scheme Design were put forward.One was the traditional approach,the other was full-depth cold in place recycling.And the comparison between the advantages and disadvantages of two schemes was taken.Finally,a reasonable scheme design of the overhaul engineering was puts forward in this article.

Overhaul Engineering;Exsiting road conditions;Traffic volume;Scheme Design

蔡叶澜(1973.2- )，女，高级工程师。

E-mail:caiyelan_214@163.com

2016-07-29

U4

A

1004-6135(2016)11-0062-04