溫州路橋工程設(shè)計(jì)所 / 李蘇文

1 項(xiàng)目概況

我省某公路工程的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的行駛速度是60km/h，自建成通車起已有15年余，現(xiàn)狀為水泥路面。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)布局分布，該二級(jí)公路自通車運(yùn)行以來(lái)，交通量呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，同時(shí)道路兩側(cè)廠房、居民區(qū)林立，非機(jī)動(dòng)車道與機(jī)動(dòng)車道的沖突也日益嚴(yán)重，路面破損情況也較為復(fù)雜。由于本項(xiàng)目?jī)蓚?cè)建筑物林立，產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，該公路在承擔(dān)過(guò)境運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，也起到集散作用，在綜合分析公路功能及遠(yuǎn)期交通量的前提下，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）規(guī)定要求，此公路工程應(yīng)由雙向四車道拓寬為雙向六車道，路基的寬度是36m，采用瀝青砼路面，設(shè)計(jì)的行駛速度是60km/h。

2 改建工程中的難點(diǎn)

2.1 路面處治方案不能充分解決舊路面問(wèn)題

（1）改擴(kuò)建路面設(shè)計(jì)時(shí)，一般能夠根據(jù)原有路面狀況的調(diào)查和評(píng)估的結(jié)果，進(jìn)行路面現(xiàn)狀分析，掌握不同路段路面破損情況，分段擬定路面處治方案。但針對(duì)舊路病害的處治往往缺乏準(zhǔn)確的判別標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，造成舊路病害難以處治到位。（2）早期居民建筑基本沿路而建，房屋標(biāo)高基本與道路齊平，若僅進(jìn)行路面處治后直接加鋪設(shè)計(jì)，導(dǎo)致路面標(biāo)高抬高，不利于兩側(cè)居民出行。（3）舊路面各結(jié)構(gòu)層再生處治方法設(shè)計(jì)不合理，尤其是水泥混凝土路面，應(yīng)充分分析集中再生利用與就地再生利用的適用條件，提高路面處治效果，降低環(huán)境污染。

2.2 舊路面材料再生利用不充分

（1）在公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，對(duì)材料的綜合循環(huán)利用設(shè)計(jì)不夠全面，對(duì)再生骨料通常設(shè)計(jì)用于工程項(xiàng)目的水穩(wěn)基層等建設(shè)，而針對(duì)其他細(xì)料等未進(jìn)行充分設(shè)計(jì)利用，導(dǎo)致廢舊材料的循環(huán)利用率大大降低。（2）結(jié)合改擴(kuò)建項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況來(lái)看，對(duì)廢舊路面材料通常采用廢棄處治或集中堆放用于其他工程項(xiàng)目，未能夠最大限度地利用于設(shè)計(jì)項(xiàng)目工程，既造成了環(huán)境污染，又加大回收材料后期的處治難度。

2.3 路面加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保守且針對(duì)性不高

（1）一般舊路經(jīng)過(guò)多年使用后，路面病害較為復(fù)雜，不同路段路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相差可能較大，若均采用同一種加鋪結(jié)構(gòu)，則加鋪路段改建后的路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能相差較大，可能造成部分路段強(qiáng)度富余較多，而部分路段結(jié)構(gòu)偏危險(xiǎn)。這種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保守，且未能充分針對(duì)舊路狀況進(jìn)行加鋪設(shè)計(jì)，針對(duì)性不強(qiáng)，使得道路使用壽命不長(zhǎng)，增加公路養(yǎng)護(hù)和大修的費(fèi)用。（2）“白加黑”是目前舊路改造常見(jiàn)的處治方式，舊水泥混凝土路面作為路面基層，極易產(chǎn)生反射裂縫，大大降低路面的使用壽命，造成后期養(yǎng)護(hù)及處治難度加大。

3 公路改擴(kuò)建路面工程設(shè)計(jì)基本原則

關(guān)于公路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)的基本原則主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：(1)堅(jiān)持樹(shù)立“以人為本，安全至上”的設(shè)計(jì)原則，確保改擴(kuò)建后的道路服務(wù)水平能滿足行車需求；(2)堅(jiān)持樹(shù)立全生命周期設(shè)計(jì)理念，盡可能地節(jié)約改擴(kuò)建工程建設(shè)的成本；(3)過(guò)鎮(zhèn)路段道路改擴(kuò)建工程涉及到較多的管網(wǎng)以及搬遷工作，道路改擴(kuò)建的管位預(yù)留應(yīng)有效結(jié)合近期改擴(kuò)建方案與遠(yuǎn)期交通功能的設(shè)計(jì)原則；(4)立足于現(xiàn)階段道路改擴(kuò)建需求的基礎(chǔ)上，綜合考慮遠(yuǎn)期交通流量的變化，以適應(yīng)交通量的增長(zhǎng)。

4 改擴(kuò)建設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題解決對(duì)策分析

4.1 舊路處治方案分析

4.1.1 舊水泥混凝土路面現(xiàn)狀調(diào)查。

現(xiàn)狀公路運(yùn)行情況是道路改建的基礎(chǔ)，掌握道路現(xiàn)狀情況是路面改建的基石。水泥混凝土路面應(yīng)調(diào)查路面損壞狀況，以斷板率、板底脫空及接縫傳荷能力為主要參數(shù)，以此來(lái)評(píng)定路面損壞狀況。掌握現(xiàn)場(chǎng)路面損壞、排水及兩側(cè)建筑物情況后，再進(jìn)一步確定路面結(jié)構(gòu)的改造方案。

4.1.2 城鎮(zhèn)及標(biāo)高受限路段路面處治方案。

過(guò)鎮(zhèn)路段及標(biāo)高受限路段路面處治方案設(shè)計(jì)主要考慮路面處治方案對(duì)兩側(cè)敏感構(gòu)筑物及路面標(biāo)高對(duì)居民出行的影響。對(duì)附近有敏感構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用集中破碎再生技術(shù)。對(duì)標(biāo)高受限或需降低路面標(biāo)高路段，建議挖除路基以上路面結(jié)構(gòu)，對(duì)原路基處治以滿足設(shè)計(jì)要求后鋪筑新的路面結(jié)構(gòu)層。

4.2 加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析舊路加鋪

（1）舊水泥混凝土路面利用形式主要分為3類：①舊路補(bǔ)強(qiáng)后加鋪；②面層挖除再生，基層補(bǔ)強(qiáng)后加鋪；③路面結(jié)構(gòu)挖除再生重建。其中針對(duì)第一類路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，原路面結(jié)構(gòu)可劃入路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算層中，對(duì)結(jié)構(gòu)材料模量及強(qiáng)度依據(jù)路面檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算；對(duì)第二類路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，原路面結(jié)構(gòu)不劃入路面結(jié)構(gòu)中，采用未劃入路面的原路路基和留用路面結(jié)構(gòu)頂面當(dāng)量回彈模量進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。（2）應(yīng)力吸收層。通過(guò)調(diào)研顯示，較多地方公路“白+黑”改擴(kuò)建工程為節(jié)約工程造價(jià)未鋪筑應(yīng)力吸收層，通車后路面反射裂縫產(chǎn)生較為明顯。在舊水泥板與加鋪瀝青層間設(shè)置應(yīng)力吸收層，能夠有效地消散板體裂縫在瀝青面層處產(chǎn)生的集中應(yīng)力，防治“白+黑”路面結(jié)構(gòu)反射裂縫的產(chǎn)生。

4.3 新舊路基拼接設(shè)計(jì)

（1）接縫位置設(shè)計(jì)應(yīng)避免位于行車輪跡帶處。受車輛荷載的作用，輪跡帶處接縫更容易出現(xiàn)早期破壞。（2）半剛性基層與瀝青面層間應(yīng)增加防反射裂縫設(shè)計(jì)，可鋪設(shè)一層單邊燒毛土工布。（3）新舊路面拼接臺(tái)階設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、造價(jià)和施工難度考慮，拼接臺(tái)階數(shù)量不宜超過(guò)3個(gè)，搭接寬度不宜＜0.3 m。（4）窄路肩(寬度＜2.5m)加寬時(shí)，路面基層結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮施工方便性，宜采用低強(qiáng)度等級(jí)的水泥混凝土或素混凝土等非碾壓式材料。

4.4 新舊路面拓寬設(shè)計(jì)

（1）拓寬路基施工前應(yīng)對(duì)填方邊坡進(jìn)行清表處理，清表厚度按20cm控制。（2）原路拓寬路基應(yīng)選用臺(tái)階方式開(kāi)挖原路邊坡與路面結(jié)構(gòu)。首先挖除原路的路面結(jié)構(gòu)及土路肩，然后超挖原路路床填料（深度按1.2m控制）,超挖和拓寬部分的路基應(yīng)同步進(jìn)行填筑、碾壓；最后原路堤邊坡按照從下到上的順序開(kāi)挖臺(tái)階，開(kāi)挖一級(jí)回填一級(jí)，開(kāi)挖與填筑順序。（3）拓寬路基填筑選用的是分層填筑方式?；?、上路堤與下路堤的頂面選擇25kJ沖擊碾壓 20遍。（4）軟土部分的拓寬路基，其沉降量控制必須達(dá)到下述要求：拼接路基沉降橋頭位置＜5cm，通道、涵洞位置＜10cm；其他路段＜15cm。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，干線公路改擴(kuò)建路面工程設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)舊路進(jìn)行科學(xué)合理的處治、利用、設(shè)計(jì)。在道路改擴(kuò)建過(guò)程中要充分遵循“節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、充分利用、注重實(shí)效”的原則，引入“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”“全壽命周期成本”的理念，在滿足行車需要的前提下充分考慮不同技術(shù)方案（包括路面結(jié)構(gòu)選型、再生技術(shù)、材料與工藝選擇、差異沉降處理等）與工程經(jīng)濟(jì)的平衡性，提高改擴(kuò)建路面工程的整體設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命。