高速公路改擴(kuò)建工程中的路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

申 嬋

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051)

1 概述

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的增長(zhǎng)，高速公路的交通流量隨之增長(zhǎng)迅猛，我國(guó)先期建成的4車道高速公路已出現(xiàn)寬度不足、路面破壞、等級(jí)過(guò)低等狀況，急需拓寬改造。

津?yàn)I高速公路的出行車輛以通勤、辦公為主，早、晚高峰潮汐現(xiàn)象明顯，目前高峰小時(shí)交通量基本達(dá)到飽和，速度也有明顯的下降，交通堵塞時(shí)有發(fā)生。再加上超重超載的車輛的增多，致使路面出現(xiàn)不同程度的破壞，影響了現(xiàn)有車輛的正常通行，因此要對(duì)其進(jìn)行加寬改造。

2 工程現(xiàn)狀

2.1 道路路面現(xiàn)狀

津?yàn)I高速公路長(zhǎng)約28 km，通過(guò)對(duì)47個(gè)孔鉆芯取樣，各孔按面層、水穩(wěn)層、二灰碎進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)分析，得出路面結(jié)構(gòu)層鉆芯結(jié)果。

(1)瀝青混凝土面層：約25%的孔該層厚度略小于設(shè)計(jì)厚度。該層完整性好。

(2)水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石層：約51%的孔層厚大于設(shè)計(jì)厚度，僅13%的孔層厚度略小于設(shè)計(jì)厚度。該層總體完整性好。

(3)石灰粉煤灰碎石層：該層約有34%的孔層厚略小于設(shè)計(jì)厚度。該層在K1～K12里程樁號(hào)范圍內(nèi)整體完整性較差，在K13～K27里程樁號(hào)范圍內(nèi)整體完整性尚可。

圖1為第4號(hào)孔的鉆芯取樣。

從圖1中可以看出石灰粉煤灰碎石層的強(qiáng)度較差。

圖1 第4號(hào)孔鉆芯取樣圖

2.2 路面彎沉資料

由表1可以看出，有些段落彎沉值偏大，路面狀況不好，不考慮補(bǔ)強(qiáng)，直接按新建路面施工；有的地段，彎沉值較小，可采用補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

2.3 舊路路面結(jié)構(gòu)

原行車道及路緣帶路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)分為中濕和干燥兩種干濕類型，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所列。

3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)彎沉

分析交通組成，運(yùn)用Hpds2006，計(jì)算出路面設(shè)計(jì)彎沉值為19.7(0.01mm)，累計(jì)當(dāng)量軸次為2.61E+07。

3.2 新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.2.1 新建路面結(jié)構(gòu)

新建路面結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

3.2.2 計(jì)算結(jié)果

公路等級(jí):高速公路

新建路面的層數(shù):6

標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100

計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值：

第 1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=17.4(0.01mm)

第 2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=18.7(0.01mm)

第 3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=20.7(0.01mm)

表1 路面彎沉資料

表2 原路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù)

圖2 新建路面結(jié)構(gòu)

第 4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=25.6(0.01mm)

第 5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=48.3(0.01mm)

第 6層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=125.6(0.01mm)

路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=221.8(0.01mm)

3.3 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.3.1 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)

我們認(rèn)為最底基層的石灰土是完好的，在石灰土上面施做補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖3。

圖3 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)

3.3.2 計(jì)算結(jié)果

要想計(jì)算出舊路補(bǔ)強(qiáng)后路面的計(jì)算彎沉值，我們必須知道原路面銑刨掉二灰碎以后，二灰土的頂面回彈模量。我們假設(shè)二灰土完好，根據(jù)原路面設(shè)計(jì)彎沉為24.4(0.01 mm)，運(yùn)用軟件來(lái)演算二灰土的頂面回彈模量，演算得出二灰土頂面的回彈模量為68 MPa。進(jìn)而可以算出舊路補(bǔ)強(qiáng)后路面的計(jì)算彎沉值為19.5(0.01 mm)。

公路等級(jí):高速公路

新建路面的層數(shù):5

標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100

計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值:

第 1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=19.5(0.01mm)

第 2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=21.4(0.01mm)

第 3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=24.5(0.01mm)

第 4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=33.1(0.01mm)

第 5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=87.3(0.01mm)

路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=137(0.01mm)

4 結(jié)論

通過(guò)分析，我們找到了一種計(jì)算舊路補(bǔ)強(qiáng)時(shí)舊路路面計(jì)算彎沉值的方法，通過(guò)施工驗(yàn)證，可以運(yùn)用到以后的舊路補(bǔ)強(qiáng)工程中。

但須要指明的是，當(dāng)舊路挖開(kāi)以后，銑刨到二灰土，測(cè)二灰土頂面的回彈模量，如果達(dá)到了68MPa，說(shuō)明二灰土完好，可以在上面進(jìn)行修補(bǔ)，如果達(dá)不到，說(shuō)明二灰土也已經(jīng)被破壞，需要修補(bǔ)。

[1]王曉華，袁延浩，張永軍，等.加寬改建公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)[J].科技信息，2007(17)：619-620.

[2]桂炎德.高速公路拓寬設(shè)計(jì)方法初探[J].公路，2004(7):59-64.