关于既有货运道路选择路面结构补强措施的探讨

翁子纯

（厦门中平公路勘察设计院有限公司， 福建 厦门 361000）

1 背景

随着我国经济社会的快速发展，道路运输的货运量在逐年增加，大型货车的需求在快速增加；带来现状道路通行的货车比例和载重都有较大幅度的增加，近些年路面设计标准对轴载同时也有所调整，因此，为提高路面的使用年限和道路服务水平，对路面结构强度要求较高。

海翔大道作为闽西南协同发展区深度融合发展互联互通的重要载体，是G228、G319 的重要组成部分，为厦漳泉城市联盟路，同时也是厦门市快速路网的重要骨架，定位为厦门市产业货运通道。厦门境内全长47.7km（其中海沧区7.3km、集美区14.0km、同安区11.7km、翔安区15.3km），路基标准横断面为54 米、60 米，设计速度80km/h，道路等级为一级公路结合城市快速路。

根据调查分析，海翔大道现状交通量累计当量为98708pcu/h（锦园点），货车比例达到47%，交通等级为特重交通。海翔大道日通行交通流量极大，且货车占比高，对主车道路面结构的强度要求极为严格。道路于2005年建成通车，2010年之后陆续实施了罩面，现状主车道路面破损较为严重。因此，本文基于海翔大道（公铁立交-香山段）提升改造工程路面改造方案来探讨既有货运通道主车道路面结构层的补强措施。

2 既有道路路面结构的利用原则

要有效利用既有路面结构，首先必须对拟改造公路的交通量进行调查、分析和预测，再对既有道路进行调查、检测和评价，看看既有道路路面承载能力及破损情况如何，以此为依据来综合考虑直接全部利用、薄层罩面、加铺结构补强层或破除新建等方案。

既有道路之所以要改扩建，原因是多种多样的，由于山区的、平原的、城镇段的、乡村段的其路基路面破损原因不同，破损状况不同，设计时，应根据逐段调查、检测和评价结果的不同，细化不同路段既有道路路面的加铺形式，应“充分利用，注重实效”，不宜大手笔，全部挖除既有道路路面，再按新建路面结构加铺。

本文以海翔大道（公铁立交-香山段）提升改造工程项目的既有路面加铺补强的设计方案为例，进行分析探讨。

3 路面病害常规原因分析

（1）原项目按城市快速路标准设计实施，以及当时的城市规划和路网结构，道路主要承担客车及小汽车为主的交通。但随着城市规划及路网结构的调整，现状道路成为主要的货运通道，随着交通量增长迅速，交通量大、重车多，由此产生了路面结构设计标准与实际交通存在较大的差异，使得路面长期超负荷运营是路面损坏的主要原因。

（2）项目采用分期建设，因此道路承担着沿线工地施工便道的交通需求。以及周边道路如同集路、集美大道、杏锦路、杏滨路和滨海西大道等均进行提升改造工程，大量的货运交通引导至海翔大道通行，长期的施工车辆和过境大型货车的超重荷载也直接造成了路面的损坏。

（3）路面经过多次改造，路面结构较复杂，承载力不均匀，新旧路面搭接处理不当等，是路面反复损坏的重要原因。

（4）部分路段地下水位较高，路基、路面排水不畅，导致雨水长期积在基（垫）层内，造成路基、基（垫）层承载力下降，是路面损坏的重要原因。

4 现状路面状况调查和评价

4.1 路面调查和检测内容

为提出技术可行且经济合理的路面病害维修方案，对海翔大道（公铁立交-香山段）全线路面进行了详细、全面的调查和检测，调查和检测内容如下：

①路面结构承载能力检测；

②路面平整度检测；

③路面破损状况检测；

④车辙深度指数检测；

⑤磨耗指数检测；

⑥抗滑性能检测。

4.2 原路面结构强度评价

原路面结构强度依据检测弯沉结果进行分析。弯沉检测分段统计结果:公铁立交-后浦立交段平均弯沉值17.05（0.01mm 下同），代表弯沉值22.8；后浦立交-白石立交段平均弯沉值24.08，代表弯沉值35.75；白石立交-天马山隧道段平均弯沉值23.86，代表弯沉值38.64；天马山隧道-西柯立交段平均弯沉值25.84，代表弯沉值37.87；西柯立交-琼头立交段平均弯沉值24.32，代表弯沉值39.36；琼头立交-翔安东路段平均弯沉值23.64，代表弯沉值35.07；翔安东路-内田溪中桥段平均弯沉值23.09，代表弯沉值33.40。

原路面结构强度PSSI 应按下式计算：

式中：SSR---- 路面结构强度系数，为路面弯沉标准值与路面实测代表弯沉之比；

l0---- 路面弯沉标准值（0.01mm）；

l---- 路面实测代表弯沉（0.01mm）；

a0---- 模型参数，采用15.71；

a1---- 模型参数，采用-5.19。

路段代表弯沉值依据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的有关规定进行计算。根据路面检测结果，分段对路面结构强度PSSI 进行评价。

路面结构强度PSSI 评价标准

备注：评定PSSI 值为综合车道平均值。

采用上述评价方法进行评价，评价结果如下：

公铁立交-后浦立交段PSSI 为86.4，评定等级为良；后浦立交-白石立交段PSSI 为54.15，评定等级为差；白石立交-天马山隧道段PSSI 为49.13，评定等级为差；天马山隧道-西柯立交段PSSI 为48.52，评定等级为差；西柯立交-琼头立交段PSSI 为44.66，评定等级为差；琼头立交-翔安东路段PSSI为55.63，评定等级为差；翔安东路-内田溪中桥段PSSI 为48.67，评定等级为差。

4.3 原路面现场调查影像资料

海翔大道（公铁立交-香山段）沥青路面病害调查结果表明，全线主要病害类型为横向裂缝、纵向裂缝、局部沉陷、龟裂、坑槽及车辙等，详细调查情况如下：

图1 沉陷病害

图2 横向裂缝

图3 纵向裂缝、车辙

图4 横向裂缝

5 路面补强处理方案

常见旧路补强方案主要有：柔性补强层、半刚性补强层、刚性补强层及刚柔性组合的方案。本文具体分析了海翔大道（公铁立交-香山段）提升改造工程主车道路面补强方案的选择应用及分析。

补强方案A：

铣刨原沥青面层，保留原基层，采用刚性基层+柔性基层补强方案，即20cmC25 碾压混凝土+10cmATB-25 沥青碎石，上面采用两层沥青面层；加铺补强层（旧路补强，总厚度46cm，抬高路面标高30cm）。

补强方案B

铣刨沥青面层，保留基层，采用柔性基层+半刚性基层补强方案，即32cm 6%水泥稳定碎石基层+10cmATB-25 沥青碎石，上面采用两层沥青面层；加铺补强层（旧路补强，总厚度53cm，抬高路面标高37cm）。

补强方案C

铣刨沥青面层，保留基层，采用刚性基层补强方案，即20cmC25 碾压混凝土，上面采用三层沥青面层；加铺补强层（旧路补强，总厚度59cm，抬高路面标高43cm）。

针对以上三种补强方案进行分析比较，比较结果如下：

主车道补强方案比较表

根据对海翔大道病害原因的分析，结合未来交通组成，综合补强造价及重度病害修复造价，采用碾压混凝土基层可以大幅度提高基层强度，设置ATB-25 沥青基层厚度达到10cm，延缓反射裂缝产生的效果最好，且施工工艺较为简单，综合造价适中。因此，海翔大道路面补强措施采用碾压混凝土+ATB-25 沥青柔性基层作为补强层能更好的适应货车通行量大的情况。

6 结语

本文通过对海翔大道（公铁立交-香山段）提升改造工程介绍了既有货车通行量大的沥青混凝土路面结构加铺补强方案的选择，着重探讨了根据交通量、现状路面结构层情况、路面破损调查分析等确定最佳的路面结构补强方案，减少路面反射裂缝，增加路面使用寿命，提高路面整体景观效果。今后将根据本项目竣工后观测数据进行分析，为该项技术的推广应用提供实践经验。