一般公路路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案選擇

1、一般公路路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案選擇沙延飛（沈陽(yáng)市公路計(jì)劃設(shè)計(jì)院，沈陽(yáng)）摘要： 本文通過(guò)對(duì)各類路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)照分析、計(jì)算，提出了相應(yīng)條件下路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的選擇建議。關(guān)鍵詞： 路面補(bǔ)強(qiáng)、設(shè)計(jì)方案、半剛性基層、柔性基層1 引言隨著公路網(wǎng)密度的不斷增加，最近幾年來(lái)一般公路大修改建工程愈來(lái)愈多，占公路總建設(shè)里程 60%以上的比重， 研究合理的路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案意義尤其重大。 本文以遼寧省一般公路改建現(xiàn)狀為例探討適合的解決方案。2 現(xiàn)狀改建方案存在的問(wèn)題片面追求路表彎沉指標(biāo)，不加分析的采納半剛性基層加鋪方案舊路加鋪半剛性基層確實(shí)能夠有效、經(jīng)濟(jì)的提高路表彎沉，但也存在如下問(wèn)題：1半剛性基層與下臥瀝青層間接

2、觸持續(xù)問(wèn)題。2常常理論計(jì)算需要的半剛性基層厚度只需5-10 厘米，但為了最小施工層厚的要求采納 18 厘米以上，造成浪費(fèi)。3難以兼保全壽命周期本錢的理念，遠(yuǎn)景下一個(gè)壽命周期的維修方案難以選擇。4原瀝青層覆于基層，比較浪費(fèi)。隨意舍棄強(qiáng)度和利用壽命，簡(jiǎn)單地采納加鋪罩面方案這種處置方式只能稱為中修， 若是原路下承層病害較重， 專門快會(huì)反映到罩面層， 長(zhǎng)期本錢并非經(jīng)濟(jì)。不加分析，隨意采納全深式水泥冷再生等新工藝全深式冷再生技術(shù)由于受壓實(shí)條件的限制，層厚只能在20 厘米左右， 無(wú)法提供較高的路面強(qiáng)度和長(zhǎng)久的利用壽命，只適用于品級(jí)較低或原路松散、基層強(qiáng)度嚴(yán)峻喪失情形下的舊路改建工程。在原路面層、基層仍有必

3、然強(qiáng)度的情形下，這種處置是一種浪費(fèi)。一樣，遠(yuǎn)景下一個(gè)壽命周期的維修方案也難以兼顧。3 關(guān)于路面補(bǔ)強(qiáng)方案確信的幾個(gè)問(wèn)題探討路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)Ab 值 的選取路面標(biāo)準(zhǔn)06 版規(guī)定采納半剛性基層時(shí)A b 取值為、采納柔性基層時(shí)Ab 取值為。柔性結(jié)構(gòu)層總厚度在18-30 厘米之間時(shí)， A b 值可內(nèi)插。該規(guī)定是因?yàn)椤安倏v路基允許壓應(yīng)變相同的條件下，不同路面材料和厚度組合時(shí)，路表彎沉值不同”。路面標(biāo)準(zhǔn) 06 版條規(guī)定加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“在確信設(shè)計(jì)彎沉值時(shí)，應(yīng)依照加鋪層的結(jié)構(gòu)選用路面類型系數(shù)” ，在實(shí)際工程實(shí)例中，常常加鋪層與舊路瀝青層的總厚度尚不足18 厘米，現(xiàn)在舊路基層在維修中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)判定，直接阻礙整體柔性

4、結(jié)構(gòu)體系是不是成立的問(wèn)題。柔性結(jié)構(gòu)路面與半剛性結(jié)構(gòu)路面的結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)柔性結(jié)構(gòu)路面在利用期末的結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)是瀝青層層底的拉應(yīng)力疲勞破壞，而柔性基層通太長(zhǎng)期的行車壓密，那么是長(zhǎng)久性結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的修復(fù)主若是瀝青面層的淺層修復(fù)。半剛性結(jié)構(gòu)路面在利用期末的結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)是半剛性基層層底的拉應(yīng)力疲勞破壞，板體基層斷裂為塊狀，能夠近似認(rèn)為已退化為柔性基層。但在維修年， 半剛性基層是不是已經(jīng)退化為該種狀態(tài)那么需要相關(guān)指標(biāo)判定。允許彎沉lR 與設(shè)計(jì)彎沉ld 的關(guān)系允許彎沉lR 的概念是結(jié)構(gòu)利用期未已達(dá)完全破壞時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的路表彎沉。設(shè)計(jì)彎沉ld 的概念是完工后第一年最不利季節(jié)的路表彎沉。依照路面標(biāo)準(zhǔn) 97 版條文說(shuō)明

5、中的彎沉變化曲線，可知 lR= ，故可近似以為當(dāng)實(shí)測(cè)舊路代表彎沉值大于 ld 時(shí)，即能夠?yàn)榕f路半剛性基層已退化為柔性基層，能夠按柔性基層理論進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按路面標(biāo)準(zhǔn)86 版實(shí)施的舊路結(jié)構(gòu)由于經(jīng)濟(jì)條件所限， 在遼寧按86 版修建的半剛性路面結(jié)構(gòu)從90 年代一直延續(xù)至2002 年，其特點(diǎn)是采納路拌法施工，半剛性單基層，只操縱彎沉，不操縱彎拉（事實(shí)上86 版標(biāo)準(zhǔn)的要求也未知足） 。那時(shí)的典型結(jié)構(gòu)如下：結(jié)構(gòu)E 值5cm 細(xì)粒式瀝青砼（2+3 ）110020cm 路拌水穩(wěn)砂礫45020cm 天然砂礫墊層120土基25該種結(jié)構(gòu)的路表允許彎沉lR=87 （ 1/100mm ），能夠以為該種結(jié)構(gòu)當(dāng)實(shí)測(cè)代

6、表彎沉大于87（ 1/100mm ）時(shí)，已退化為柔性結(jié)構(gòu)。按路面標(biāo)準(zhǔn)97 版實(shí)施的單基層舊路結(jié)構(gòu)做為過(guò)渡時(shí)期，在 2002-2004 年間，遼寧省按 97 版標(biāo)準(zhǔn)修建了部份單基層路面結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是知足 97 版標(biāo)準(zhǔn)的彎沉指標(biāo)、不知足彎拉指標(biāo)，基層采納廠拌工藝，大大提高了基層強(qiáng)度。那時(shí)的典型結(jié)構(gòu)如下：結(jié)構(gòu)E 值3cm 細(xì)粒式瀝青砼13004cm 中粒式瀝青砼120020cm 廠拌水穩(wěn)砂礫120020cm 天然砂礫墊層120土基25按此結(jié)構(gòu)反算路表設(shè)計(jì)彎沉ld =66（ 1/100mm ），對(duì)應(yīng)的允許彎沉lR=92 （ 1/100mm ）。由于未操縱彎拉，半剛性基層較易提早達(dá)到疲勞破壞狀態(tài)，能夠?yàn)?/p>

7、舊路實(shí)測(cè)路表彎沉大于92（ 1/100mm ）時(shí)，已退化為柔性結(jié)構(gòu)。按路面標(biāo)準(zhǔn) 97 版實(shí)施的雙基層舊路結(jié)構(gòu)在 2004-2007年間，遼寧省多數(shù)工程完全采納了97 版標(biāo)準(zhǔn)，既操縱彎沉又操縱彎拉，因此修建了很多雙基層路面。典型結(jié)構(gòu)如下：結(jié)構(gòu)E 值3cm細(xì)粒式瀝青砼13004cm中粒式瀝青砼120018cm廠拌水穩(wěn)砂礫120018cm廠拌水穩(wěn)砂礫120020cm天然砂礫墊層120土基25按此結(jié)構(gòu)反算路表設(shè)計(jì)彎沉ld =38（ 1/100mm ），對(duì)應(yīng)的允許彎沉lR=53 （ 1/100mm ）?？梢砸詾楫?dāng)舊路實(shí)測(cè)路表彎沉大于53（1/100mm ）時(shí)，已退化為柔性結(jié)構(gòu)。小結(jié)從以上分析可見(jiàn)，關(guān)于不

8、同結(jié)構(gòu)的舊路路面，在知足必然條件下，能夠按柔性基層理論進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。4 柔性基層補(bǔ)強(qiáng)與半剛性基層補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算對(duì)照柔性基層補(bǔ)強(qiáng)抗壓模量抗壓模量劈裂強(qiáng)度交通量（設(shè)計(jì)彎沉）類型結(jié)構(gòu)200萬(wàn)20，Mpa15，Mpa15，Mpa300萬(wàn)（） 400萬(wàn)（） 600萬(wàn)（）（58）表面層細(xì)粒瀝青砼130020003333下面層中粒式瀝青砼120018004444基層ATB11001400？140（117）舊路代表彎沉120（137）考慮彎拉路基100（164）設(shè)計(jì)層厚（當(dāng)量回彈模量）80（205）（cm）4560（273）反算路表計(jì)算彎沉38-4236-4035-3933-37附注：按二級(jí)路計(jì)算。半剛性基層補(bǔ)強(qiáng)抗

9、壓模量抗壓模量劈裂強(qiáng)度交通量（設(shè)計(jì)彎沉）類型結(jié)構(gòu)200萬(wàn)300萬(wàn)400萬(wàn)600萬(wàn)20，Mpa15，Mpa15，Mpa（36）（33）（32）（29）表面層細(xì)粒瀝青砼130020003333下面層中粒式瀝青砼120018004444基層水穩(wěn)砂礫12003500？140（117）考慮彎拉舊路代表彎沉120（137）21路基設(shè)計(jì)層厚（當(dāng)量回彈模量）100（164）（cm）80（205）18反算路表計(jì)算彎沉13-1613-1512-1512-14附注：按二級(jí)路計(jì)算，彎拉軸次取一半計(jì)。對(duì)照分析：1 柔性基層與半剛性基層造價(jià)比在5 倍左右。2 半剛性基層與柔性基層計(jì)算層厚比為5倍，隨舊路代表彎沉值的增加而

10、減小。3 相同舊路狀況下，累計(jì)軸次的增加對(duì)計(jì)算層厚的轉(zhuǎn)變阻礙不靈敏。5 補(bǔ)強(qiáng)方案的選擇采納柔性基層補(bǔ)強(qiáng)方案，可使建成后路面的黑色結(jié)構(gòu)層總厚達(dá)20-30cm，在下一個(gè)維修期可采納淺層再生、 整體再生或簡(jiǎn)單加鋪的方式，利用壽命較長(zhǎng)， 從長(zhǎng)期看比較經(jīng)濟(jì)，應(yīng)盡可能采納。當(dāng)舊路代表彎沉值在60（ 1/100mm ）以下時(shí)，可直接采納瀝青混凝土補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)舊路代表彎沉值在60-80（ 1/100mm ）之間時(shí)，兩種補(bǔ)強(qiáng)方案等價(jià)，應(yīng)優(yōu)先選擇柔性基層補(bǔ)強(qiáng)方案。當(dāng)舊路代表彎沉值在80-100（ 1/100mm ）之間時(shí)，柔性基層略貴，能夠采納柔性基層補(bǔ)強(qiáng)方案。當(dāng)舊路代表彎沉值大于100（ 1/100mm ）時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)

11、方案應(yīng)通過(guò)慎重比較后確信?，F(xiàn)在采納半剛性基層補(bǔ)強(qiáng)方案， 往往需要雙基層，如果舊路破損、松散嚴(yán)峻， 應(yīng)結(jié)合水泥冷再生方案考慮；如舊路表觀完整，柔性基層補(bǔ)強(qiáng)仍應(yīng)作為比較方案納入考慮。若是舊路彎沉指標(biāo)較好， 但表面功能性病害嚴(yán)峻， 按柔性理論計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)層較薄時(shí)， 應(yīng)采取方法幸免舊路病害的反射。 例如在補(bǔ)強(qiáng)前， 對(duì)舊路表面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱再生或加鋪土工織物等方式。采納柔性基層補(bǔ)強(qiáng)方案， 應(yīng)十分注意可能帶來(lái)的車轍問(wèn)題， 應(yīng)采取合理的層次組合設(shè)計(jì)、 級(jí)配設(shè)計(jì)來(lái)加以解決。 例如可減少瀝青混凝土層厚、 增加密集配瀝青碎石層厚， 以增強(qiáng)動(dòng)穩(wěn)固度。舊路采納柔性基層補(bǔ)強(qiáng)方案時(shí)， 加寬部份宜采納混合式基層， 并盡可能使黑色結(jié)

12、構(gòu)層在道路全斷面上大體等厚。這種方式既只是量增加造價(jià)，又有利于下一個(gè)維修期的大修方案確信。參考文獻(xiàn)JTG D50 2006 ，公路瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。JTG F40 2004 ，公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。公路瀝青路面設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題探討沙延飛（沈陽(yáng)市公路計(jì)劃設(shè)計(jì)院，沈陽(yáng)）摘要： 本文結(jié)合一般公路路面設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)、治理人員普遍容易碰到的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相關(guān)解決方案。關(guān)鍵詞： 一般公路、路面設(shè)計(jì)、問(wèn)題、解決方案1 引言由于一般公路建設(shè)投資不足、工期短、項(xiàng)目多等特點(diǎn)，帶來(lái)一般公路路面設(shè)計(jì)問(wèn)題的復(fù)雜多樣性。本文試就普遍碰到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，供同行參考。2 交通量預(yù)測(cè)現(xiàn)存問(wèn)題交通站觀測(cè)資料嚴(yán)峻

13、失真，且無(wú)軸載調(diào)查資料，使路面設(shè)計(jì)失去靠得住的依據(jù)。交通增加率的確信比較隨意。代表車型的選定各不相同。 對(duì)同一條路， 不同的代表車型選定結(jié)果可致使計(jì)算積存軸次相差數(shù)倍。超載和實(shí)載率的阻礙參數(shù)缺少本地研究資料，參數(shù)無(wú)法確信。以上問(wèn)題致使路面結(jié)構(gòu)計(jì)算變成了數(shù)字游戲， 沒(méi)有意義， 對(duì)路面建成后的利用壽命無(wú)法正確判定。解決方案治理部門應(yīng)加大投入， 嚴(yán)格治理， 保證交調(diào)站數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性， 同時(shí)增設(shè)部份軸載儀常年實(shí)測(cè)積存軸次數(shù)據(jù)， 委托科研部門作對(duì)照分析研究， 以便給出本地域真實(shí)的年平均日交通量、代表車型、增加率等相關(guān)數(shù)據(jù)，供設(shè)計(jì)部門參考利用。3 土基模量及季節(jié)系數(shù)土基模量土基模量的確信與路基填料、壓實(shí)質(zhì)量

14、、路基高度、 實(shí)測(cè)季節(jié)等多種因素相關(guān)，相對(duì)準(zhǔn)確的方式是在路基工程交工驗(yàn)收后， 通過(guò)路基頂面的現(xiàn)場(chǎng)承載板實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確信。 但一般公路的建設(shè)工期、 建設(shè)程序無(wú)法做到， 仍需在設(shè)計(jì)前預(yù)估土基模量， 這就需要有專門的本地域研究資料做指導(dǎo)。季節(jié)系數(shù)各地域的季節(jié)系數(shù)不同較大，應(yīng)由治理部門牽頭進(jìn)行連年的實(shí)測(cè)研究，才能給出本地域參考數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)下班作。4 瀝青面層的結(jié)構(gòu)層次組合省內(nèi)技術(shù)政策規(guī)定二級(jí)公路的瀝青面層采納3+4 厘米瀝青砼的結(jié)構(gòu)組合，比起幾年前的 2+3 厘米結(jié)構(gòu)是一個(gè)進(jìn)步，但因表面層3 厘米瀝青砼如嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)建議，只能選用AC10型，級(jí)配過(guò)細(xì)， 無(wú)法兼顧以后的加鋪維修工作。這一結(jié)構(gòu)選

15、擇的緣故是在投資受限的情形下還要兼顧平整度指標(biāo)。一般公路的設(shè)計(jì)時(shí)速為60-80 千米 / 小時(shí)，太高的路表平整度要求沒(méi)有必要，而且此刻基層普遍采納廠拌機(jī)攤工藝，平整度并非要緊矛盾。建議采納單層式 6 厘米厚瀝青砼，即可降低造價(jià)，利于以后加鋪，又可減少層次組合、幸免薄層瀝青結(jié)合面的滑動(dòng)。如有條件，可增設(shè) 5-10 毫米厚的下封層，既可密水，又可增強(qiáng)層間連接。5 地產(chǎn)材料的利用由于砂礫、碎石資源的饋乏，最近幾年普遍提倡地產(chǎn)材料、工業(yè)廢料的利用。鑒于穩(wěn)固土類材料用做上基層的失敗教訓(xùn)較多，建議上基層仍采納水泥穩(wěn)固粒料類材料。由于現(xiàn)時(shí)新建路面結(jié)構(gòu)普遍采納雙基層，故下基層采納地產(chǎn)材料有著廣漠的空間，可是簡(jiǎn)

16、單地以為利用地產(chǎn)材料、 工業(yè)廢料就會(huì)降低造價(jià)， 那么是一個(gè)誤區(qū)。 由于增加了一種施工工藝、運(yùn)輸、楊塵等阻礙，可能帶來(lái)造價(jià)升高、工期延長(zhǎng)等問(wèn)題。采納地產(chǎn)材料的益處主若是基于環(huán)保、 減緩建設(shè)頂峰期料源緊張等方面的考慮， 治理部門、 設(shè)計(jì)部門需充分熟悉到這點(diǎn)。6 柔性基層結(jié)構(gòu)路面的采納新建路面采納柔性結(jié)構(gòu)增加投資較大，目前一般公路仍難以經(jīng)受。補(bǔ)強(qiáng)路面采納柔性結(jié)構(gòu)增加投資有限，應(yīng)踴躍采納。從技術(shù)上講， 進(jìn)入大修期的舊路實(shí)測(cè)路表彎沉往往已超過(guò)其允許彎沉值，依照允許彎沉值的概念， 能夠以為舊路半剛性基層疲勞破壞后，已退化為柔性基層，按柔性結(jié)構(gòu)理論補(bǔ)強(qiáng)與實(shí)際情形吻合。按柔性結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，一樣會(huì)形成包括舊路面

17、層在內(nèi)的總厚度20 厘米以上的瀝青砼層，對(duì)路面的耐久性，對(duì)下一周期的維修方案確信都比較有利。從經(jīng)濟(jì)性上講， 按柔性結(jié)構(gòu)計(jì)算的補(bǔ)強(qiáng)厚度一樣不大，而按半剛性結(jié)構(gòu)計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)厚度時(shí)，往往計(jì)算厚度僅需 5 10 厘米時(shí)， 也從施工最小層厚方面考慮， 人為的將補(bǔ)強(qiáng)基層厚度設(shè)計(jì)為 18 20 厘米，整體而言造價(jià)節(jié)約有限。7 加寬部份與補(bǔ)強(qiáng)部份路面結(jié)構(gòu)的配合加寬路面結(jié)構(gòu)的選擇取決于補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的選定。 若是舊路采納半剛性基層補(bǔ)強(qiáng)， 加寬部份也應(yīng)采納半剛性基層。若是舊路面補(bǔ)強(qiáng)采納柔性結(jié)構(gòu)，加寬部份宜采納混合式基層，并盡可能使黑色結(jié)構(gòu)層在道路全斷面上大體等厚。 這種方式既只是量增加造價(jià)， 又有利于下一個(gè)維修期的大修

18、方案確信。8 改性瀝青的應(yīng)用目前省內(nèi)一般公路普遍在上面層采納SBS 改性瀝青，確實(shí)對(duì)改善路表低溫縮裂等方面成效顯著，但也存在兩方面問(wèn)題。一是 SBS 價(jià)錢較高，能兼顧高低溫性能，而高溫車轍病害原因要緊來(lái)自于中下面層，故僅為改善路表低溫性能時(shí)，表面層宜采納價(jià)錢較低的SBR 改性瀝青。二是改性瀝青不可再生，尤其是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生工藝更不適用，以后的維修只能采納加鋪的方式。9 層間連接目前設(shè)計(jì)、施工部門對(duì)層間連接問(wèn)題均重視不足，加速了路面的初期破壞。面層與面層之間連接的關(guān)鍵是減少層次組合，需要分層時(shí)，必需切實(shí)做好粘層油。面層與基層的連接，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必需設(shè)置透層，部份工程采納稀漿封層代替透層，事實(shí)上變成了隔離層，未能達(dá)到乳化瀝青滲入基層的連接目的。基層與基層的連接應(yīng)推行采納兩層持續(xù)攤鋪碾壓工藝，并通過(guò)灑水泥漿等方式增強(qiáng)層間連接。10 中修薄層罩面目前中修工程普遍采納了3 厘米厚瀝青砼薄層罩面的方式，部份工程中修后破壞專門快。分析其緣故，有關(guān)資料說(shuō)明，在車