摘 要：結(jié)合合肥地區(qū)X038高新路路面大中修工程設(shè)計(jì)的前期調(diào)查、病害成因分析、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方案等方面的論述，旨在探討和認(rèn)識(shí)公路大中修工程的重要性。

關(guān)鍵詞：公路 大中修 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（a）-0071-02

公路使用一定的年限后，受到各種自然和人為因素的綜合作用會(huì)產(chǎn)生不同程度的破壞，當(dāng)破壞達(dá)到一定的程度后，必須進(jìn)行大中修，以保證公路的正常使用。

中修工程，即對(duì)公路及其工程設(shè)施的一般性磨損和局部損壞進(jìn)行定期的修理加固，以恢復(fù)原狀的小型工程項(xiàng)目。大修工程，即對(duì)公路及其工程設(shè)施的較大損壞進(jìn)行定期性的綜合修理，以全面恢復(fù)到原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，或在原技術(shù)等級(jí)范圍內(nèi)進(jìn)行局部改善和個(gè)別增建，以逐步提高公路通行能力的工程項(xiàng)目。

1 項(xiàng)目綜述

1.1 項(xiàng)目概況

X038高新路（高劉至新倉(cāng)）是目前合肥地區(qū)重要的干線公路，其中K16+000～K26+816.959段于2004年改建，路面寬9.0 m，路基寬12 m。

近年來(lái)，隨著使用年限及交通量的不斷增長(zhǎng)，X038高新路部分路段出現(xiàn)不同程度的損壞，為了提高X038高新路道路使用性能，結(jié)合道路實(shí)際損壞狀況及老路彎沉檢測(cè)情況，對(duì)X038高新路擇段進(jìn)行大中修工程設(shè)計(jì)。

1.2 設(shè)計(jì)路段的確定

根據(jù)老路彎沉檢測(cè)資料、路面破壞狀態(tài)調(diào)查資料及公路管理部門(mén)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，確定X038高新路K16+000～K18+600、K22+611～K22+960作為設(shè)計(jì)路段，全長(zhǎng)2.949 km。其中K16+000～K16+987.5段為水泥混凝土路面段，長(zhǎng)約0.988 km，采取更換損壞板的方式進(jìn)行維修處理；K16+987.5 ～K18+600、K22+611～K22+960段確定為大修補(bǔ)強(qiáng)段，長(zhǎng)約1.962 km。

2 老路破壞狀況調(diào)查

2.1 老路路面結(jié)構(gòu)層鉆芯取樣情況

X038高新路老路結(jié)構(gòu)層鉆芯取樣工作委托安徽國(guó)順交通咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)有限公司檢測(cè)公司實(shí)施，芯樣情況表明，大修段瀝青層厚度為7.0 cm，二灰碎石層厚度約20 cm，芯樣完整，基層以下為石灰土層；水泥混凝土路面面板厚度24 cm，二灰碎石基層厚度20 cm，面板損壞處，基層芯樣松散。

2.2 交通量情況

根據(jù)交通量月統(tǒng)計(jì)報(bào)表，計(jì)算得出該路段2009年日平均交通量為7511輛/日（折合成小客車(chē)）。結(jié)合該區(qū)及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，預(yù)測(cè)竣工后12年的交通量年增長(zhǎng)率為3.4%，交通量預(yù)測(cè)結(jié)果如表1。

瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)年限為12年，根據(jù)累計(jì)軸載計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值。

2.3 瀝青路面老路彎沉檢測(cè)情況

由貝克曼梁法測(cè)定本段老路回彈彎沉值：（0.01 mm）

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算，

K16+987.5～K18+600段老路代表彎沉值為：40.9（0.01 mm）。

K22+000～K23+000段老路代表彎沉值為41.3（0.01 mm）。

3 老路路面狀況評(píng)定

在仔細(xì)研究有關(guān)規(guī)范要求與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)X038高新路路面狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）瀝青路面病害主要表現(xiàn)為坑槽、沉陷為主；

（2）瀝青路面強(qiáng)度采用路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

K16+987.5～K18+600段：

。

K22+000～K23+000段：

。

依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007計(jì)算瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI：。

K16+987.5～K18+000段PSSI值為：81.13（0.01 mm）。

K22+000～K23+000段PSSI值為：80.5（0.01 mm）。

依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007：瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)90>PSSI≥80時(shí)，路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“良”， 瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI≥90時(shí)，路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)為“優(yōu)”。

（3）瀝青路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

路面綜合破損率DR經(jīng)計(jì)算為：52.3。

瀝青路面狀況指數(shù)PCI為：

。

依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007：瀝青路面狀況指數(shù)PCI<60時(shí)，路面破損狀況評(píng)價(jià)等級(jí)為“差”。

結(jié)合瀝青路面強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）及路面狀況指數(shù)（PCI）評(píng)定結(jié)果，可以看出該段路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較強(qiáng)，面層損壞嚴(yán)重，考慮到沿線病害較多，且多為坑槽、沉陷，有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)，故進(jìn)行大修補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。

（4）水泥路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

路面綜合破損率DR經(jīng)計(jì)算為：23.5。

水泥路面狀況指數(shù)PCI為：

。

依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007：瀝青路面狀況指數(shù)PCI<60時(shí)，路面破損狀況評(píng)價(jià)等級(jí)為“差”。

4 病害成因分析

4.1 水泥混凝土段

K16+000～K16+987.5段水泥混凝土路面段病害主要為面板破碎、板角斷裂、裂縫。

病害形成的主要原因有以下幾點(diǎn)。

（1）路面基層、底基層等壓實(shí)不足，經(jīng)行車(chē)荷載作用下面板出現(xiàn)裂縫、板角斷裂。

（2）雨水經(jīng)裂縫及構(gòu)造縫下滲，使得基層水毀，基層強(qiáng)度不足，經(jīng)行車(chē)荷載作用下引起面板破碎。

4.2 瀝青路面段

瀝青路面病害形成的主要成因有以下幾點(diǎn)。

（1）公路超載現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致部分路面出現(xiàn)沉陷等結(jié)構(gòu)性破壞，出現(xiàn)大量龜裂、沉陷。

（2）由于路基不均勻沉降或凍脹作用，形成縱、橫向裂縫。

瀝青面層出現(xiàn)裂縫，雨水下滲，導(dǎo)致基層及路基水毀損壞，路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉陷、坑槽等病害。

5 大修方案設(shè)計(jì)

5.1 補(bǔ)強(qiáng)方案擬定

5.1.1 瀝青路面段

瀝青路面段老路瀝青層厚約7 cm，沿線沉陷、坑槽病害嚴(yán)重，結(jié)合路面狀況評(píng)定及路面補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)計(jì)算并依據(jù)業(yè)主意見(jiàn)確定大修補(bǔ)強(qiáng)方案如下。

K16+987.5～K18+600段銑刨原3 cm瀝青上面層，對(duì)沿線病害進(jìn)行處理后加鋪補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：4 cmAC-13C+6 cmAC-20C+≥20 cm水泥穩(wěn)定碎石。

K22+611～K22+960段對(duì)沿線病害進(jìn)行處理后加鋪補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：4 cmAC-13C+6 cmAC -20C+20cm二灰碎石+≥10 cm級(jí)配碎石。

對(duì)縱、橫縫采用密封膠灌縫處理，對(duì)沉陷、坑槽、伴有沉陷的龜裂進(jìn)行挖補(bǔ)處理（挖除老路面層及部分基層，重新20 cm基層）。

考慮水穩(wěn)加鋪層邊緣難以壓實(shí)，故對(duì)老路面邊土路肩寬50 cm，深20 cm采用級(jí)配碎石進(jìn)行反挖換填。

對(duì)起終點(diǎn)銜接處采取挖除老路結(jié)構(gòu)層進(jìn)行平順銜接。

5.1.2 水泥混凝土路面段

水泥混凝土路面段設(shè)計(jì)方案為：對(duì)嚴(yán)重破碎板、角隅斷裂并有基底破壞等情況板塊采用板塊換板修補(bǔ)措施，對(duì)部分角隅斷裂并有沉陷采取瀝青砂+環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)措施，對(duì)輕度裂縫、面板縱橫向構(gòu)造縫采用密封膠灌縫處理，對(duì)中等、嚴(yán)重裂縫采取以裂縫為中心線開(kāi)槽進(jìn)行灌縫處理，開(kāi)槽寬度為20 cm，深度為5 cm，對(duì)表面坑洞、沉陷進(jìn)行瀝青修補(bǔ)處理。

5.2 平縱面及橫斷面設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目平面線形完全擬合原平面線形。

縱斷面設(shè)計(jì)中充分考慮到現(xiàn)有道路平、縱面，以現(xiàn)狀道路中心高程控制設(shè)計(jì)，做好起終點(diǎn)銜接。

標(biāo)準(zhǔn)路段路面橫坡度為2%，超高路段維持原橫坡，橫坡度于基層進(jìn)行調(diào)整。

5.3 排水工程、路肩及沿線設(shè)施

補(bǔ)強(qiáng)路段抬高后土路肩予以培土，硬路肩按照行車(chē)道結(jié)構(gòu)一并補(bǔ)強(qiáng)處理，路面雨水以橫坡方式排出，拆除原路緣石重新做路緣石，原路基排水系統(tǒng)予以恢復(fù)、完善。

路面建成后，路面標(biāo)線予以恢復(fù)；并根據(jù)現(xiàn)有交口情況增設(shè)缺失的道口標(biāo)柱；更換損壞的標(biāo)志牌，增設(shè)缺失的標(biāo)志牌。

拆除損壞的公里碑，重新做公里碑。

路面補(bǔ)強(qiáng)抬高后，對(duì)沿線的警示樁予以抬高處理，并重新刷漆，缺失的警示樁予以增設(shè)，損壞的予以更換。

沿線交叉予以順接，順接路面結(jié)構(gòu)形式根據(jù)不同道路等級(jí)采用不同結(jié)構(gòu)形式。

5.4 瀝青路面銑刨及病害處理

（1）采用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨作業(yè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定厚度正確銑刨，應(yīng)避免損壞下面層。銑刨應(yīng)對(duì)不平整部分進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對(duì)于突出部分加大銑刨厚度，對(duì)于低凹部分減小銑刨厚度，以使整體橫坡度保持均勻一致。銑刨處理后，應(yīng)清除路面上的泥土雜物。對(duì)銑刨后的舊料應(yīng)避免泥土或其它雜質(zhì)混入并及時(shí)收集，運(yùn)送至拌和廠儲(chǔ)備利用。

（2）對(duì)于局部病害的處理，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)確定挖補(bǔ)面積、位置，修補(bǔ)面積應(yīng)大于病害的實(shí)際面積，修補(bǔ)范圍的輪廓線應(yīng)與路面中心線平行或垂直。

①按照“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)、病害連片、集中處理”的原則，劃出所需修補(bǔ)的輪廓線。

②沿所劃輪廓線用切割機(jī)開(kāi)鑿至坑底穩(wěn)定部分，其深度不得小于原坑槽的最大深度。如果開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際損壞深度大于設(shè)計(jì)中挖補(bǔ)路面結(jié)構(gòu)層的厚度，則應(yīng)繼續(xù)開(kāi)挖至穩(wěn)定層，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整工程量。

③采用人工持風(fēng)鎬配合鑿巖機(jī)挖除原路面或采用合適的破碎機(jī)具將路面破碎。開(kāi)挖時(shí)注意不使機(jī)械左右擺動(dòng)，忽上忽下，挖槽要做到槽底穩(wěn)定、清潔，槽壁水平面順直，豎直面垂直。

④由于基層局部強(qiáng)度不足或水穩(wěn)性不好，使基層松軟而導(dǎo)致的坑槽或沉陷，應(yīng)將面層和基層完全挖除，對(duì)底基層及土基進(jìn)行處理，如土基中含有淤泥，還應(yīng)將淤泥徹底挖出，換填新料并夯實(shí)，在地下水位較高的潮濕路段，應(yīng)采取措施引出地下水并在基層下面加鋪一層水穩(wěn)性好的材料，最后重做面層。

⑤用小型壓實(shí)機(jī)具或鐵制手夯將填補(bǔ)好的部分壓（夯）實(shí)。新填補(bǔ)的部分應(yīng)略高于原路面。

（3）對(duì)沿線縱、橫縫采用密封膠灌縫處理。

道路密封膠是含瀝青的人工合成膠，滲透性好，結(jié)合力強(qiáng)，優(yōu)于傳統(tǒng)瀝青灌縫。其具有的優(yōu)點(diǎn)是：灌縫效果好，能夠做到飽滿、平順、整潔和美觀；便于小型機(jī)械和人工施工；施工方法簡(jiǎn)單，易于操作和掌握；施工成本低。

（4）施工期間應(yīng)采取半幅施工、半幅通車(chē)的交通組織方式，并設(shè)置相應(yīng)的安全預(yù)告牌。

5.5 水泥混凝土mVjScLNzsiEkHZvgQIhuiA==路面段施工方案

5.5.1 混凝土破碎板的挖除及恢復(fù)

（1）切割：破碎面板維修前，先在破碎板上距橫向縮縫4 cm且平行于橫縮縫切割一道深約5 cm縫，防止破碎面板時(shí)引起相鄰板塊破損，整塊板破碎后人工進(jìn)行洗邊，鑿除4 cm寬砼，并將切割表面鑿毛。

（2）破碎及清理：機(jī)械在破碎過(guò)程中注意不要損壞面板周?chē)幕炷涟鍓K和觸及基層，防止損壞完好的基層。機(jī)械在清理已破碎面層時(shí)人工要積極配合，同時(shí)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)查看基層是否完好。盡可能的保留原有拉桿、傳力桿，若拉桿、傳力桿發(fā)生損壞，應(yīng)該重新補(bǔ)設(shè)，應(yīng)將破碎的混凝土碎塊，清理運(yùn)輸運(yùn)到指定的堆放場(chǎng)地。

（3）基層強(qiáng)度符合要求的，應(yīng)進(jìn)行整平；損壞、松散處應(yīng)進(jìn)行處理。基層損壞厚度小于8 cm，可直接澆筑與原面層標(biāo)號(hào)相同砼；損壞厚度大于8 cm，應(yīng)用C15素砼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其補(bǔ)強(qiáng)層頂面標(biāo)高應(yīng)與原路面基層頂面標(biāo)高相同；厚度大于20 cm時(shí)應(yīng)進(jìn)行分層處理。

（4）澆筑混凝土。

5.5.2 拉桿設(shè)置

原混凝土板拉桿予以修復(fù)利用。

5.5.3 各類(lèi)病害處治措施

（1）破碎板采取更換水泥混凝土板。

（2）板角、板邊斷裂出現(xiàn)沉陷、錯(cuò)臺(tái)縱向位移1～3 cm左右時(shí)，采用同厚度的瀝青砂+環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行修補(bǔ)，并碾壓密實(shí)。

（3）裂縫寬度在10～30 mm時(shí)，以裂縫為中心線，兩側(cè)各10 cm寬度范圍內(nèi)用曲線開(kāi)槽器進(jìn)行開(kāi)槽（槽寬為20 cm，深度為5 cm），清除縫內(nèi)雜物和灰塵，采用瀝青砂+環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行填縫。

（4）面板縱、橫向構(gòu)造縫及裂縫張開(kāi)寬度在10 mm以下時(shí)，采用密封膠灌縫處理。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)里程的不斷增加，今后公路養(yǎng)護(hù)大中修工程將成為一項(xiàng)主要任務(wù)。公路養(yǎng)護(hù)大中修工程設(shè)計(jì)也是不同于新建、改建工程設(shè)計(jì)的，它是通過(guò)對(duì)老路沿線水文地質(zhì)和老路建養(yǎng)史的資料搜集，對(duì)老路路面強(qiáng)度、路面破壞狀況等的調(diào)查和評(píng)價(jià)，結(jié)合公路管養(yǎng)部門(mén)對(duì)道路的通行能力要求和遠(yuǎn)景規(guī)劃要求，對(duì)老路的局部損壞進(jìn)行改善、增建等維修措施，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求，以及對(duì)相關(guān)附屬設(shè)施進(jìn)行完善的一項(xiàng)公路工程設(shè)計(jì)工作。

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