國省干線公路路面改造方案合理性研究
——以G233某段路面改善工程為例

汪國亮 （黃山市公路管理局，安徽 黃山 245000）

G233界牌嶺至徽州區(qū)段是黃山市重要干線公路，穿歙縣、徽州區(qū)。具有路線里程長、路段局部市政化明顯、病害較為復(fù)雜等特點(diǎn)。

1 現(xiàn)狀道路特點(diǎn)、病害特征

為了評估和預(yù)測不同形式的損壞對路面使用與服務(wù)性能的影響，需要分析研究各種損壞產(chǎn)生的原因及其表現(xiàn)形式，并按照產(chǎn)生的原因與表現(xiàn)形式對它們進(jìn)行合理分類，以判斷其對路面結(jié)構(gòu)、使用性能與路面壽命的影響。

1.1 路面病害形式復(fù)雜多樣

全線裂縫類病害有龜裂、縱縫、橫縫；松散類病害有坑槽、松散；變形類病害有沉陷、車轍、波浪擁包；其他類病害有泛油、修補(bǔ)損壞等。公路不同路段各種病害所占比例差別較大。

1.2 病害分布隨車道位置變化

本項(xiàng)目位于黃山市境內(nèi)，起點(diǎn)位于歙績交界界牌嶺（K194+745)，途經(jīng)牌頭、吳山鋪轉(zhuǎn)盤、徽城、瑤村，終點(diǎn)位于徽州區(qū)（K221+145)。其中 K194+745～K204+745段共10.000km為二級公路雙向兩車道，K204+745～K221+145共16.4km為一級公路雙向四車道。病害分布呈現(xiàn)上下行不同現(xiàn)象，其中上行往徽州區(qū)段車道病害程度比下行往界牌嶺方向病害嚴(yán)重；雙向四車道公路外側(cè)車道比內(nèi)側(cè)車道病害嚴(yán)重；交叉口、急彎處病害較為嚴(yán)重。

1.3 病害影響程度不一

主要體現(xiàn)在裂縫類病害，下述為施工銑刨面層后照片?？梢园l(fā)現(xiàn)，同樣是裂縫類病害，但是該病害是由基層反射而來，裂縫深度已超出調(diào)查前肉眼識別范圍。

圖1 面層銑刨后，基層凸現(xiàn)出的裂縫

2 調(diào)查檢測

弄清病害形式、影響程度是路面改造的前提，檢測則有利于對病害做出深層次分析，是提出合理路面改造方案的關(guān)鍵。

在檢測前，我們應(yīng)加強(qiáng)資料收集，從而有助于在檢測過程中加深病害分析。

2.1 養(yǎng)護(hù)歷史調(diào)查

收集現(xiàn)狀老路結(jié)構(gòu)層資料，為病害成因分析提供基礎(chǔ)。本項(xiàng)目收集了2015年至今的養(yǎng)護(hù)歷史，可知部分路段結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)薄弱，無法適應(yīng)交通量增長；養(yǎng)護(hù)過程中基層材料有石灰穩(wěn)定砂礫、水泥穩(wěn)定碎石，在處置路面病害時(shí)要根據(jù)基層特點(diǎn)給出針對性方案。

道路運(yùn)輸方式調(diào)查：該道路歙縣對外聯(lián)系的干線公路之一，材料運(yùn)輸較為頻繁，呈現(xiàn)“滿載而來，空載而去”的特征，且貨車多在外側(cè)車道行駛，導(dǎo)致隨著不同車道荷載不同，病害損壞程度跟著變化。

2.2 本地氣候數(shù)據(jù)收集

黃山地區(qū)屬公路自然區(qū)劃Ⅳ5區(qū)，江南丘陵過濕區(qū)，年均雨日180.6d。降水透入路面結(jié)構(gòu)層后使路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象，如網(wǎng)裂、坑洞、唧漿、轍槽等，是造成路面病害重要原因。

因此根據(jù)上述收集資料及分析，在取芯時(shí)做到合理布置取芯間距，加強(qiáng)取芯頻率，如下穿鐵路、“白家黑”、加寬路段及養(yǎng)護(hù)歷史不明確路段。

取芯位置不僅要選擇在好的路段，病害路段也要布置，同樣為裂縫類，水穩(wěn)基層與二灰基層處必須都要取樣，除了了解裂縫深度，還要判斷裂縫是否由于基層反射原因造成，對于路面改造方案影響較大。

圖2 取樣位置 橫向裂縫 貫穿基層

根據(jù)路面破損調(diào)查資料及評定結(jié)果，對設(shè)計(jì)路段進(jìn)行彎沉測定，彎沉測量采用貝克曼梁檢測，再按規(guī)范要求對彎沉路段進(jìn)行強(qiáng)度評定計(jì)算路面強(qiáng)度指數(shù)PSSI。

在滿足強(qiáng)度要求的前提下（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中等以上時(shí)），若一級公路的路面狀況指數(shù)（PCI）評價(jià)為優(yōu)、良，或者二級及二級以下公路的路面狀況指數(shù)評價(jià)為優(yōu)、良、中時(shí)，以日常養(yǎng)護(hù)為主，并對局部破損進(jìn)行小修；若一級公路的路面狀況指數(shù)（PCI）評價(jià)為中及中以下，或者二級或二級以下公路的路面狀況指數(shù)評價(jià)為次及次以下，應(yīng)采取中修罩面措施。

在不滿足強(qiáng)度要求的前提下（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中等以下時(shí)），應(yīng)采取大修補(bǔ)強(qiáng)措施以提高其承載能力。

3 方案比較

根據(jù)各段的病害情況、取芯結(jié)果、彎沉數(shù)據(jù)等準(zhǔn)確、詳實(shí)參數(shù)，進(jìn)行合理分段并分類處置。

3.1 瀝青混凝土罩面方案比選

罩面主要適用于消除損壞、部分或者完全恢復(fù)原有的路面平整度、提高路面性能的恢復(fù)工作。通過罩面可以直接處理的病害有：病害等級為“輕”的龜裂、塊狀裂縫、縱橫縫、松散，及泛油、修補(bǔ)等病害（見表1）。

綜合考慮本項(xiàng)目地區(qū)交通情況，選用5cmAC-16C耐久性較好的材料。

3.2 老路局部病害處理

一般病害挖補(bǔ)換填可選用水泥穩(wěn)定碎石及C15混凝土，兩種材料優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

瀝青材料及罩面厚度比選 表1

基層回填材料比選 表2

綜合考慮兩種回填材料優(yōu)缺點(diǎn)可知，小范圍小面積病害挖補(bǔ)，回填材料宜選用C15混凝土，大范圍、大面積病害挖補(bǔ)，回填材料宜選用水泥穩(wěn)定碎石。

3.3 路面補(bǔ)強(qiáng)方案比選

在結(jié)合病害、取芯及彎沉結(jié)果后初擬補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)層為4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土+hcm水泥穩(wěn)定碎石。

①鄉(xiāng)村、田野等路段標(biāo)高不受限制，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)層厚度直接加鋪相應(yīng)厚度水泥穩(wěn)定碎石。

②城區(qū)路段受房屋、人行道等影響，不宜直接加鋪，應(yīng)盡量減少抬高或者維持現(xiàn)狀標(biāo)高，采取的是反挖老路方案。

結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，本項(xiàng)目需注意以下幾種情況。①取樣基層不同對路面改造方案的影響

局部路段基層為水泥混凝土面板，挖除面板后，發(fā)現(xiàn)原有基層略為松散，因此挖除原有水泥面板及松散基層后，應(yīng)先反算挖除后路面頂面回彈模量，再計(jì)算加鋪層厚度。

②病害范圍影響

K194+745～K204+745段桂林鎮(zhèn)局部經(jīng)村莊段，兩側(cè)房屋密集，無法抬高。該處路面寬度為11m，現(xiàn)場病害主要集中在行車道范圍，硬路肩病害較輕。因此在考慮施工工作面的情況下，對中線兩側(cè)各4米范圍內(nèi)路面采取反挖處理，其余范圍銑刨面層后，統(tǒng)一加鋪4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土。此方案既實(shí)現(xiàn)了路面補(bǔ)強(qiáng)，又避免了不必要的浪費(fèi)，節(jié)省了造價(jià)。

3.4 特殊路段設(shè)計(jì)

①下橋頭搭接

一種方式是采取橋頭兩端路面反挖順接，當(dāng)橋梁改造時(shí)無法抬高，應(yīng)對橋頭前后路面及基層進(jìn)行反挖處理，反挖長度一般不小于3s倍設(shè)計(jì)速度行程。

當(dāng)橋梁標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致時(shí)，應(yīng)注意與橋頭搭板的銜接，根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求，設(shè)置不小于3m的剛?cè)徙暯舆^渡段。

②交叉口設(shè)計(jì)

交叉口內(nèi)應(yīng)做好高程銜接設(shè)計(jì)和豎向排水設(shè)計(jì)。

一般小型交叉口與主路交叉，為保證主路行車安全，被交叉道路應(yīng)設(shè)置一定長度的平坡段及緩坡段，長度可根據(jù)相應(yīng)設(shè)計(jì)速度確定。

大型交叉口在路面改造方案時(shí)對交叉口內(nèi)縱坡、渠化車道數(shù)量一并考慮。有條件情況下，盡量拓寬左轉(zhuǎn)專用車道，提高通行能力。

③其他路段

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)對公交站、陡坡、急轉(zhuǎn)彎等易出現(xiàn)車轍、沉陷病害路段，加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)，或者采用新型面層材料，如SBS改性瀝青、高模量瀝青，提高抗車轍能力。

4 材料循環(huán)利用

老路路面開挖廢棄材料對環(huán)境產(chǎn)生不利影響，充分讓老路材料循環(huán)利用，變廢為寶，是項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)的主要舉措，符合公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)“節(jié)能低碳，綠色發(fā)展”理念。

4.1 銑刨料及挖除的瀝青面層

對舊路面面層淺銑刨產(chǎn)生的廢料，以及路面病害處理中，挖除的瀝青面層，分開進(jìn)行回收，將回收的材料運(yùn)回拌合站破碎、篩分，并對篩分后的材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的材料，以一定的比例與新集料、新瀝青、再生劑（必要時(shí))等拌制成熱拌再生混合料，經(jīng)過廠拌熱再生后作為農(nóng)村公路瀝青路面的下面層。

4.2 水泥路面面板的回收利用

直接作為沿線擋墻砌筑材料，即對挖除的板塊打裂成若干塊后，配置一定砂漿。此工藝簡易，節(jié)省時(shí)間。

將挖除的水泥面板，運(yùn)回拌合站利用反擊式破碎機(jī)進(jìn)行破碎后篩分、檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的材料，以一定的比例與水泥、碎石等新加料拌合，經(jīng)廠拌再生制成水泥穩(wěn)定碎石混合料，作為路面基層使用。

4.3 挖除的基層混合料

將回收的材料運(yùn)回拌合站破碎、篩分、檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)合格的材料，以一定的比例與水泥、碎石等新加料拌合，經(jīng)廠拌再生制成水泥穩(wěn)定碎石混合料，作為其他道路路面基層。

5 交通組織管理

國省干線公路交通流量大，一般采取的是半幅封閉半幅施工方式，嚴(yán)格按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》的要求，做好作業(yè)控制區(qū)布置、安全設(shè)施布設(shè)和安全作業(yè)管理。以保障養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員、設(shè)備和車輛運(yùn)行安全。

在穿越城區(qū)段，提出相應(yīng)貨車、掛車?yán)@行方案，并在進(jìn)入施工路段前，采用告示牌、人工告知等方式提醒駕駛員注意。

在道路施工過程中，把交通疏導(dǎo)作為項(xiàng)目管理的重要工作內(nèi)容，通過與交警、路政部門密切合作，成立聯(lián)合交通疏導(dǎo)協(xié)調(diào)小組，共同解決道路通行中的問題。

6 后期管理

應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的檢測指標(biāo)和頻率，定期組織對公路路基、路面、橋梁、附屬設(shè)施等進(jìn)行檢測和評定。通過對施工效果驗(yàn)證，找出設(shè)計(jì)方案及施工過程中不足之處，并找出下一步改進(jìn)方法。

7 結(jié)語

本文分析了國省道干線公路路面病害成因及改造方案受制的因素，提出了改造方案的具體工作步驟，只有從加強(qiáng)調(diào)查檢測、方案比選、嚴(yán)格管理等方面才能更好的提高公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、延長路面使用壽命。