羅城—夏家營(yíng)高速公路瀝青路面維修處治設(shè)計(jì)

沙曉鵬

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

公路瀝青路面與水泥路面相比具有噪聲低、耐磨、振動(dòng)小、無接縫、施工周期短等優(yōu)勢(shì)，因而在國(guó)內(nèi)外廣泛采用[1]，伴隨著公路交通建設(shè)的高速發(fā)展，很多路面的使用時(shí)間都已經(jīng)達(dá)到或者超過10年，路面已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的病害，顯然，這些路面已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)入維修或改造期[2]。本文以山西境內(nèi)羅城—夏家營(yíng)高速公路路面維修處治為例，敘述其維修處治設(shè)計(jì)方案。

1 工程概述

羅夏高速公路設(shè)計(jì)速度120 km/h，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100，路基寬度28.5 m，路線全長(zhǎng)36.241 km，路面設(shè)計(jì)年限15年，于2002年9月建成通車，距今已運(yùn)行11年多時(shí)間，交通量以7.4%的平均速度遞增，交通量快速增長(zhǎng)，令羅夏高速現(xiàn)狀交通壓力越來越大。其次，大量的重型貨車和運(yùn)煤車輛對(duì)羅夏高速造成了不同程度的損壞。路面病害主要有縱向裂縫、橫向裂縫、松散、沉陷、車轍和修補(bǔ)等，給高速公路日常維護(hù)造成了很大的難度，同時(shí)路面嚴(yán)重破壞路段對(duì)車輛通行造成潛在的安全隱患，局部路段已經(jīng)出現(xiàn)堵車滯留現(xiàn)象，因此，對(duì)其進(jìn)行維修處治已迫在眉睫。

2 基礎(chǔ)資料調(diào)查及原因分析

2.1 路面檢測(cè)

調(diào)查采用普查、測(cè)量、強(qiáng)度檢測(cè)、平整度和抗滑性檢測(cè)等形式，路面破損狀況主要采用人工調(diào)查方法，以路面破損狀況指數(shù)（PCI）為評(píng)定指標(biāo)；車轍檢測(cè)采用直尺對(duì)路面行車輪跡帶進(jìn)行檢測(cè)，以車轍深度指數(shù)（RDI）為評(píng)定指標(biāo)；路面強(qiáng)度的調(diào)查指標(biāo)為路面彎沉值，采用自動(dòng)彎沉儀測(cè)量回彈彎沉值，以路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）為評(píng)定指標(biāo)；路面平整度的調(diào)查采用3 m直尺檢測(cè)，以路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）為評(píng)定指標(biāo)；路面抗滑的調(diào)查采用路面抗滑性能檢測(cè)設(shè)備，以路面抗滑性能指數(shù)（SRI）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[3]。根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算并作出相應(yīng)評(píng)價(jià)[4]，如表1。

表1 路面檢測(cè)評(píng)價(jià)表

2.2 鉆芯取樣

在全路段鉆芯過程中觀察芯樣得出如下結(jié)論：大多數(shù)病害路段的超車道基層較好，面層破壞嚴(yán)重，在個(gè)別病害嚴(yán)重段落行車道及慢車道基層和面層破壞嚴(yán)重。

對(duì)芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和抽提回收試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：穩(wěn)定度規(guī)范要求8 kN以上，實(shí)測(cè)值基本滿足要求；流值規(guī)范要求2～4 mm，實(shí)測(cè)值偏大，瀝青含量偏低，基本在3%～4%之間，級(jí)配偏粗。

2.3 原因分析

通過對(duì)路面調(diào)查病害的匯總分析及相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果，分析認(rèn)為路面破壞的原因主要有以下幾個(gè)方面：

a)使用年限較長(zhǎng)。

b)交通量的增大和重型車增多的影響。

c)半剛性基層的缺陷。

d)水的影響。

e)層間結(jié)合差。

f)材料及自然氣候的因素。

3 維修處治設(shè)計(jì)原則

對(duì)現(xiàn)有路面的維修處治設(shè)計(jì)與新建公路的設(shè)計(jì)思路有較大的區(qū)別，因此，路面維修處治方案遵循以下原則：

a)減小社會(huì)影響，不中斷交通，快速施工，快速開放交通。

b)經(jīng)濟(jì)合理，綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

c)恢復(fù)路面使用功能及服務(wù)水平。

d)注重環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持廢物利用。

e)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不變，原路線平面、縱坡不作變動(dòng)。

4 維修處治設(shè)計(jì)方案

4.1 維修處治思路

根據(jù)病害成因，決定從結(jié)構(gòu)修復(fù)、路面封水和改善表面功能3個(gè)方面來著手，區(qū)分破壞的情況采取不同措施。

a)對(duì)已損壞基層的路面采用挖除已經(jīng)破壞的基層，從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其結(jié)構(gòu)功能。

b）對(duì)損壞面層的路面，僅對(duì)瀝青面層進(jìn)行處理。

c）對(duì)于強(qiáng)度滿足要求，只是表面功能弱化的路段采用微表處達(dá)到路面封水和恢復(fù)功能的目的。

4.2 維修處治方案

a）路面有輕微縱裂、橫裂，平整度較好路段，灌縫后采用1.0 cm厚的MS-3型微表處罩面處理。

b）對(duì)于路面塊裂、龜裂或車轍深度RD小于20 mm，上、中面層分離的路段，銑刨原路面厚度5 cm后，鋪設(shè)5 cm AC-16中粒式密級(jí)配SBS改性瀝青混凝土，維持原路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。

c）對(duì)于路面龜裂或車轍深度RD大于20 mm，上、中面層分離破壞的路段，銑刨原路面厚度11 cm后，面層由上至下分別為5 cm AC-16中粒式密級(jí)配SBS改性瀝青混凝土、6 cm AC-20密級(jí)配廠拌熱再生瀝青混凝土（摻0.3%的抗車轍劑），維持原路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。

d）對(duì)于路面龜裂嚴(yán)重或路面沉陷，路面面層分離破壞、基層松散路段，將瀝青面層銑刨后，對(duì)原設(shè)計(jì)的基層18 cm進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)冷再生后，重新鋪筑瀝青面層，瀝青上面層為5 cm AC-16C中粒式密級(jí)配SBS改性瀝青混凝土，下面層采用11 cm ATB-25密級(jí)配改性瀝青碎石，維持原路面設(shè)計(jì)標(biāo)高。

e）橋面鋪裝層破壞路段，將橋梁原有的面層及鋪裝層銑刨后重鋪路面，處理厚度為19 cm，路面結(jié)構(gòu)為4 cm細(xì)粒式AC-13C密級(jí)配SBS改性瀝青混凝土+6 cm中粒式AC-20瀝青混凝土（摻0.3%的抗車轍劑）+9 cm C50鋼纖維混凝土鋪裝層（內(nèi)設(shè)一層φ10鋼筋網(wǎng)）。

4.3 方案特點(diǎn)

a）從材料上看，采用SBS改性瀝青及抗車轍劑可以顯著提高瀝青混合料面層的綜合性能。

b）從結(jié)構(gòu)上看，維持了原路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高，基層處治段落的3層面層結(jié)構(gòu)變成兩層，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。

c）從環(huán)保上看，利用廠拌熱再生可以有效利用廢舊瀝青混合料，利用現(xiàn)場(chǎng)冷再生可以有效利用廢舊水穩(wěn)碎石，從而減輕對(duì)沿線環(huán)境的影響。

d）從造價(jià)上看，全路段改造的總造價(jià)估算在4 000萬左右，經(jīng)濟(jì)合理。

5 結(jié)語

當(dāng)下我國(guó)很多高速公路路面已經(jīng)進(jìn)入維修處治期，本文結(jié)合工程實(shí)例，開展相關(guān)外業(yè)調(diào)查和試驗(yàn)分析，提出路面維修處治的原則、思路及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，為同類項(xiàng)目的實(shí)施提供參考。