舊路原等級改造設(shè)計方法探討及應(yīng)注意的問題

林雋祺 高志超

(河南交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450006)

河南某省道二級公路，擬按原公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級對其進(jìn)行改造，路線全長59.430km。該工程共分為三個標(biāo)段，第一標(biāo)段位于山嶺重丘區(qū)，行駛的車輛多為景區(qū)大巴;第二標(biāo)段位于平原微丘區(qū)，由于存在煤礦開采廠，該段道路的K31+900～K33+600、K35+300～K36+150兩段出現(xiàn)了較嚴(yán)重的車轍;第三標(biāo)段位于平原微丘區(qū)，連接兩座縣城，而兩縣城之間的K45+890～K56+586段落自1992年后就未對路面進(jìn)行過大修，以致個別路段路面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，承載力嚴(yán)重不足。因筆者負(fù)責(zé)并參與了全線舊路改造方案的制定，且該工程的改造涉及山區(qū)、平原、城區(qū)等路段，且舊路各段落承載力差別很大，方案的制定復(fù)雜多變，具有典型性，故本文以該工程為依托進(jìn)行論述。

1 舊路勘測及調(diào)查

在舊路進(jìn)行原等級技術(shù)改造設(shè)計前，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行勘測，將舊路的線形進(jìn)行恢復(fù)，以便確定工作量及為以后的設(shè)計提供依據(jù)。對于平原區(qū)的路線勘測，當(dāng)?shù)缆窓M斷面較單一且橫斷面邊緣較容易判斷時，勘測時只需勘測道路中線，同時相隔合適的間距測量路面寬度即可;對于山區(qū)公路、丘陵區(qū)公路以及平原區(qū)橫斷面多變、邊緣較難判斷時，勘測時需要確定出道路的邊線。

同時，設(shè)計單位應(yīng)對舊路外業(yè)調(diào)查，主要內(nèi)容查閱道路初建時的竣工圖紙、調(diào)查養(yǎng)護(hù)部門的養(yǎng)護(hù)歷史、路面結(jié)構(gòu)形式以及病害的主要類型及病害原因等，對舊路改造設(shè)計提供依據(jù)。

2 路線指標(biāo)問題

若舊路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能達(dá)到鋪設(shè)新建結(jié)構(gòu)層下承層的強(qiáng)度要求，舊路改造遵循的一個宗旨就是“多填少挖”，即拉坡后的設(shè)計線應(yīng)滿足補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)層的最小厚度，不能抬的太高，亦不能過低。若設(shè)計線過低，必然造成舊路結(jié)構(gòu)層挖除較多，舊路利用率降低;若設(shè)計線過高，需要增設(shè)相應(yīng)厚度的找平層，使得新建結(jié)構(gòu)層厚度增大，這都使得公路改造的造價增加，經(jīng)濟(jì)性降低。

3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于舊路按原技術(shù)等價進(jìn)行改造設(shè)計，主要是根據(jù)各段落道路的病害類型、承載力狀況和設(shè)計年限內(nèi)的預(yù)測交通量等，確定不同的結(jié)構(gòu)層厚度和結(jié)構(gòu)組合方案。舊路技術(shù)狀況的評價，是對舊路進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評價、確定各段落舊路利用與否、制定改造方案的基礎(chǔ)。

3.1 舊路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評價及利用

舊路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的確定可在不利季節(jié)通過現(xiàn)場測試路面頂部彎沉值，根據(jù)實測彎沉值并考慮各種影響因素后得出舊路頂面的計算彎沉，根據(jù)此彎沉值劃分不同的段落，如新建路段、一般補(bǔ)強(qiáng)路段等，同時對于城鎮(zhèn)路段應(yīng)采用不同的改造措施，并據(jù)此確定不同的舊路改造方案。

筆者參與的該項目通過檢測和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，第一標(biāo)段位于山嶺區(qū)，主要行駛車輛為景區(qū)大巴，路基較穩(wěn)定，路表面除了有裂縫、松散脫皮、擁抱等病害外，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，對于該段主要是處治完路面病害后利用老路結(jié)構(gòu)層。而第三標(biāo)段部分段落，由彎沉檢測后可知，路面、局部路基承載力嚴(yán)重不足，對于該路段主要是利用老路的路基按新建路面設(shè)計。

3.2 路基設(shè)計

舊路按原等級改造，不用路基單側(cè)或者雙側(cè)加寬，即不會產(chǎn)生路基的不均勻沉降，但是舊路改造常常遇到的問題是舊路路基的含水量過高，或者局部地段的承載能力不能滿足路槽強(qiáng)度的要求。這就需要根據(jù)彎沉檢測結(jié)果確定舊路路面結(jié)構(gòu)挖除厚度，采用換填、翻曬或摻入水泥、石灰等方法處治完病害并達(dá)到壓實標(biāo)準(zhǔn)后，還應(yīng)繼續(xù)檢測該層的彎沉值，依此值進(jìn)行驗算以確定結(jié)構(gòu)層厚度。

筆者參與該工程的第三標(biāo)段設(shè)計時，采用動態(tài)的設(shè)計方法，即挖除的深度根據(jù)實時的檢測彎沉值及結(jié)構(gòu)驗算同時進(jìn)行，以確定最終的挖除方案，充分利用舊路原有結(jié)構(gòu)層，減小補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)層厚度，充分發(fā)揮舊路的經(jīng)濟(jì)價值。

3.3 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計

舊路路面設(shè)計根據(jù)交通量、道路等級、交通組成等基礎(chǔ)資料，考慮沿線氣候、水文、地質(zhì)及筑路材料分布情況，遵循因地制宜，并結(jié)合設(shè)計路段的交通特點，綜合擬定路面設(shè)計方案。舊路結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，不僅要滿足結(jié)構(gòu)厚度驗算(必要時還要進(jìn)行最小防凍層厚度的驗算)，還要考慮沿線居民的出行，若是具有其他特殊用途的道路還應(yīng)考慮保通，這就需要確定合適的結(jié)構(gòu)組合類型。

筆者參與的該工程借鑒河南省高等級公路建設(shè)的成功經(jīng)驗，同時考慮施工的可行性，面層選用通行快、易于養(yǎng)護(hù)的瀝青路面;而對于基層底基層選擇上，則要考慮其應(yīng)具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、板體性和水溫穩(wěn)定性等特點。這里列舉水泥穩(wěn)定碎石和水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石兩種普遍采用的半剛性基層進(jìn)行簡要對比選用(如下表1)。

由上表可知，兩種半剛性基層都具有較好的性能，但半剛性基層的最大缺點就是剛度太高，易產(chǎn)生干縮和溫縮裂縫，若是工期較充裕，建議選用不易產(chǎn)生裂縫的水泥粉煤灰碎石，若是工期較緊，建議選用水泥穩(wěn)定碎石。由于工期要求緊，筆者參與的項目選用了水泥穩(wěn)定碎石。

4 結(jié)語

今后一段時間內(nèi)，舊路改造會是道路工作者遇到的一個主要問題，而舊路的利用情況、根據(jù)不同的舊路狀況采用不同的設(shè)計方法以及最大程度的降低舊路改造成本是面臨的重要問題。

［1］鄧學(xué)鈞.路基路面工程(第二版)［M］.北京:人民交通出版社，2005.8.

［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］，北京:人民交通出版社，2004.11.

［3］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTJ073.2-2001公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］，北京:人民交通出版社，2007.6.