瀝青路面大中修設計探討

夏 漾

瀝青路面大中修設計探討

夏 漾

對瀝青路面大中修設計進行了詳細探討,指出瀝青路面大中修設計必須在詳細的路況調查基礎上,根據路面使用品質評價結果,并結合以往成功經驗,采用合理的路面大中修方案。

道路工程,瀝青路面,大中修設計

瀝青路面已成為我國高等級公路的主要路面形式之一,由于我國貨運交通運輸車輛載重量的特殊性,瀝青混凝土路面出現的早期損害較為嚴重,與發達國家相比,我國路面損壞速度普遍過快,路面平均使用壽命僅為國外的 35%～50%,大量路段因路面或路基的損壞而提前進入維修期。

我國現行路面大中修養護設計是借用 JTG D50-2006公路瀝青路面設計規范[1]的方法,缺少獨立的瀝青路面大中修養護設計技術和規范,針對該情況,本文詳細探討瀝青路面大中修設計。

1 瀝青路面大中修設計

瀝青路面大中修設計主要包括三個步驟：路況調查;既有道路路面技術狀況評價;路面改造及加鋪補強方案的確定。

1.1 路面調查

路面調查主要包括路面破損狀況、路面結構強度、路面平整度、路面抗滑能力四項內容[2,3]。路面破損調查主要指對路面裂縫類(龜裂、不規則裂縫、縱裂、橫裂)、松散類(坑槽、麻面、脫皮、啃邊、松散)、變形類(沉陷、車轍、搓板、波浪、壅包)及其他類型路面破損(泛油、磨光、修補破損面積、凍脹、翻漿)等病害的調查,其調查指標為綜合破損率 DR[2,3]。路面結構強度調查主要指對路面彎沉值的調查,其調查指標為路面彎沉值Ls[3]。路面平整度調查可采用車載式檢測設備快速檢測,小范圍的抽樣調查可采用連續式平整度儀或 3m直尺檢測,其調查指標為國際平整度指數IRI[2]。路面抗滑能力調查可采用橫向力系數測定車或擺式儀,其調查指標為橫向力系數SFC或擺值BPN[3]。

1.2 路面使用品質評價

獲得路面調查資料后,根據調查資料對路面使用品質進行評價。路面現有使用質量評價的內容包括：路面破損狀況、路面行駛質量、路面強度及抗滑性能。

1.2.1 路面破損狀況評價

路面破損狀況采用路面狀況指數PCI進行評價,PCI由瀝青路面破損率 DR計算得出[2]。

其中,D為調查路段內的折合破損面積,m2;A為調查路段的路面總面積,m2;Dij為第 i類損壞、j類嚴重程度的實際破損面積,m2;Kij為第 i類損壞、第 j類嚴重程度的換算系數。

根據計算的 PCI,評價路面狀況,其值越大,路況越好,路面破損狀況評價標準請參考JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范。

1.2.2 路面強度評價瀝青路面強度評價采用強度指數SSI作為評價指標。

SSI=路面設計彎沉值/路段代表彎沉值 (3)路段代表彎沉值可依據現行《公路瀝青路面設計規范》[1]的有關規定計算。

根據計算的 SSI值評價既有路面的強度,路面強度評價標準請參考 JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范。

1.2.3 行駛質量評價

路面的行駛質量采用行駛質量指數 RQI作為評價指標,行駛質量指數由國際平整度指數 IRI計算[3]。

其中,BI為平整度測試設備的測試結果;a,b均為標定系數。

其中,RQI為行駛質量指數,數值范圍為 0～10。如果出現負值,則 RQI值取 0;如果計算結果大于 10,RQI值取 10。

根據計算的 RQI,評價路面行駛質量,路面行駛質量評價標準請參考 JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范。

1.2.4 路面抗滑性能

路面抗滑性能采用抗滑系數作為評價指標,抗滑系數以橫向力系數 SFC或擺值 BPN表示。路面抗滑性能評價標準請參考JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范。

1.2.5 路面的綜合評價

路面的綜合評價采用PQI作為評價指標,PQI用分項指標加權計算得出。PQI的數值范圍為 0～100。其值越大,路況越好[3]。

其中,P1,P2,P3,P4為相應指標的權重,按PCI,RQI,SSI,SFC(或BPN)重要性確定,取值見《公路瀝青路面養護技術規范》[3]。

根據計算的 PQI進行路面綜合評價,路面綜合評價標準請參考 JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范。

1.3 路面大中修方案設計

1.3.1 瀝青路面大中修評判標準

《公路瀝青路面養護技術規范》規定[3]：1)瀝青路面在滿足強度要求的前提下(路面的結構強度系數SSI為中等以上時),若高速公路及一級公路的 PCI評價為中及中以下,或者二級或二級以下公路的 PCI評價為次及次以下,應采取中修罩面措施;2)瀝青路面在不滿足強度要求的前提下(路面的結構強度系數 SSI為中等以下時),應采取大修補強措施以提高其承載能力;3)若高速公路及一級公路的 RQI評價為中及中以下,或者二級及二級以下公路的 RQI評價為次及次以下時,應采取罩面等措施改善路面的平整度;4)高速公路及一級公路的抗滑能力不足(SFC＜40)的路段,或二級及二級以下公路抗滑能力不足(SFC＜30或BPN＜32)的路段,應采取加鋪罩面層等措施提高路表面的抗滑能力。

1.3.2 罩面設計

罩面主要適用于消除破損、完全或部分恢復原有路面平整度、改善路面性能的恢復工作。罩面厚度應根據所在路段的交通量、公路等級、路面狀況、使用功能等綜合確定。1)當路面狀況指數、行駛質量指數在中、良等級,路面僅有輕度網裂時,可采用較薄的罩面層(1.0 cm～3.0 cm);2)當路面破損、平整度、抗滑性能三項指標都在中等以下,又要求恢復到優、良等級時,應采用較厚的罩面層(3.0 cm～5.0 cm);3)高速公路、一級公路罩面宜采用4.0 cm～5.0 cm的厚度;其他公路可采用較薄的罩面層(1.0 cm～4.0 cm)。

1.3.3 補強設計

在現有的公路等級不變的情況下,瀝青路面因損壞嚴重、強度系數不符合要求時,應進行路面補強。加鋪補強層的結構設計應根據原路面綜合評價,公路等級、交通量,考慮與周圍環境相協調,結合縱、橫斷面調坡設計等因素,選用直接加鋪,或開挖原路至某一結構層,或采取加鋪一層或多層瀝青補強層,或加鋪半剛性基層、貧混凝土基層等結構層設計方案。加鋪補強層設計步驟如下：

1)按照《公路瀝青路面設計規范》[1]中方法,計算原路面的當量回彈模量。

2)擬定幾種可行的結構組合與結構層厚度,并通過試驗或參照當地成熟經驗確定各補強層的材料參數。對于高速、一級和二級公路的補強,宜采用半剛性基層加瀝青混合料面層的結構形式。對于三級公路的補強,在不提高公路等級的情況下,可采用單層或多層補強結構;對于提高公路等級的情況,宜采用半剛性基層加瀝青混合料面層的補強結構形式。對于四級公路的補強,可采用單層或多層的補強形式。

3)根據加鋪層的類型確定設計指標,當以路表回彈彎沉為設計指標時,彎沉綜合修正系數按如下公式計算[1,3],當以層底拉應力為控制指標時,仍按新建路面設計方法進行計算。

其中,Et為原路面的當量回彈模量;ls為路表計算彎沉值,取0.01mm。

4)進行技術經濟比較,確定補強設計方案。

2 結語

今后我國有越來越多的路面將進入大中修階段,本文詳細地討論了瀝青路面大中修設計方法,總結如下：1)瀝青路面大中修設計方法基本與新建瀝青路面結構設計方法相同;2)瀝青路面大中修設計,必須經過詳細的路況調查,依據路況調查結果,進行路面使用品質評價,然后根據評價結果,并結合以往路面大中修工程成功的經驗,得出合理的路面大中修方案;3)路面大中修過程中既有瀝青混合料的再生利用有待更深入的研究。

[1]JTG D 60-2006,公路瀝青路面設計規范[S].

[2]陳 林.干線公路瀝青路面養護大中修工程方案設計探討[J].公路工程與運輸,2008(9)：60-64.

[3]JTJ 073.2-2001,公路瀝青路面養護技術規范[S].

[4]CJJ 36-2006,城鎮道路養護技術規范[S].

[5]JTG E60-2008,公路路基路面現場測試規程[S].

Research on large and m idd le repair design of asphalt pavement

XIA Yang

Large and middle repair design ofasphaltpavement was discussed,the study shows that road conditionsmust be investigated in detail,according to the pavement quality evaluation results and combining past successful experiences,taking the reasonab le road during the large andmedium repair of asphalt pavement design.

road engineering,asphalt pavement,large and middle repair design

U 416.217

A

1009-6825(2011)03-0149-02

2010-10-13

夏 漾(1984-),男,助理工程師,廣東省冶金建筑設計研究院,廣東廣州 510080