福州市西三環路大修工程方案設計

蔡葉瀾

(福州市規劃設計研究院 福建福州 350000)

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福州市西三環路大修工程方案設計

蔡葉瀾

(福州市規劃設計研究院 福建福州 350000)

依托福州市西三環路大修工程(洪灣路～灣邊大橋)，通過對該項目的概況、設計資料、路面病害情況、路面彎沉情況、路面取芯、交通量等多方面進行調研及分析，提出了兩種路面大修方案：方案一采用傳統處理方式，方案二結合全深式水泥就地冷再生進行改造；然后對比這兩種方案優缺點，提出適用于該項目的大修改造方案。

大修工程;舊路狀況;交通量;方案設計

1 西三環路(洪灣路～灣邊大橋)概況

福州市西三環路大修工程(洪灣路～灣邊大橋)，起洪灣路往南390m(即原三環一期起點)，接灣邊大橋，長度約7.87km，紅線寬65m，為城市快速路，路段含一座高架橋，于2003年建成通車，至今已使用13年。現狀道路斷面為四塊板形式：分為主路和輔路，主路設計速度80km/h，輔路設計速度40km/h。

西三環路基本采用中粗砂為主要回填材料，路槽下50cm填粗粒土封層，其余均回填砂，路基狀況良好。

(洪灣路-浦上大橋)段主路路面結構為：4cmAC-13細粒式SBS改性瀝青砼+5cmAC-16中粒式瀝青砼+7cmAC-25粗粒式瀝青砼+1cm下封層+20cm 5%水泥穩定砂礫+15cm3%水泥穩定砂礫+20cm山皮石；(浦上大橋-灣邊大橋)段瀝青混凝土路面結構瀝青面層與墊層與前段相同，基層采用32cm 5%水泥穩定砂礫。

本文僅針對主路路面大修方案設計。

2 舊路狀況

2014年、2015年、2016年連續三年對西三環路路段進行全面檢測，檢測情況如下。

2.1 路面病害調查

圖1為2015年3月檢測的不同車道路面不同類型病害比例統計圖。

由圖1可以看出：路面病害以網裂且下沉為主，并伴有網裂、破損與裂縫等病害；不同車道病害嚴重程度差別較大，以第二車道(中間車道)病害最為嚴重，主路左幅第二車道病害率達50.44%，主路右幅第二車道病害率達32.5%，均遠遠高于第一、第三車道病害率。

圖2為2014年至2016連續三年路面病害增長規律圖。

由圖2可以看出：路面使用達到設計年限后，隨著使用年限的增長，路面的病害不斷增多，且增長速率極快，以主路左幅第二車道路面病害增長速率最快，兩年內增長了50%。

綜合以上，西三環路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面的病害特征如下：

(1)西三環路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面的典型病害有：網裂與塊裂、車轍、縱向裂縫、坑槽、沉陷、推移、松散、破碎等典型類型；

(2)不同病害類型的嚴重程度差別較大，以網裂且下沉為主，并伴有車轍與松散；

(3)不同車道病害嚴重程度差別較大，以中間車道病害最為嚴重；

(4)達到設計年限的路面結構強度衰減急劇，路面基層出現不同程度的損壞，從而導致瀝青面層出現不同程度的病害；

(5)根據調查發現，影響西三環路(洪灣路-灣邊大橋)段瀝青路面性能的因素有：使用年限、高溫多雨的地理氣候、重載車輛、路面結構、層間連接、施工質量控制、地下管網的完整性等。

2.2 路面彎沉檢測

圖3、圖4為2015年3月主路不同樁號不同車道路面彎沉檢測結果。

圖5為2015年3月主路不同車道路面彎沉代表值示意圖。

由圖3～圖5可以看出：

(1)不同樁號、不同車道路表彎沉值離散型較大。

(2)主路彎沉較大，第一、第三車道彎沉代表值約為35，第二車道彎沉代表值約為54，遠遠超過設計彎沉25.1。

(3)主路不同車道彎沉相差較大，第二車道彎沉(代表值54)明顯大于第一、第三車道(代表值35)。

綜上，主路瀝青砼路面彎沉值代表值已遠遠超過設計值，尤其第二車道結構承載力損失超過一半。

表1和表2為2016年3月針對主路第一、第三車道路表彎沉進行檢測統計結果匯總表。

表1 路面病害顯現處路表彎沉統計表 0.01mm

表2 路面無病害顯現處路表彎沉統計表 0.01mm

由表1～表2可以看出，主路第一、第三車道路表彎沉代表值約為67(0.01mm)左右時，表明路面基層已經處于松散狀態，造成路面面層病害顯現；主路第一、第三車道路表彎沉代表值約為32～37(0.01mm)左右時，路面無病害顯現。

2.3 現場取芯

本次基于“代表性、多樣性、對應性”的原則，對主路不同車道不同病害進行取芯，共取芯樣30個。發現路面基層基本取不出完整芯樣，基層處于不同程度的破損狀態。路面病害顯現處，基層處于完全松散狀態。路面病害未顯現處，瀝青面層芯樣基本為完整的。

3 交通量

對西三環路(洪灣路-灣邊大橋)段交通進行錄像，并進行交通量統計、分析、換算，得到設計年限內一個車道上的累計當量軸次為1 206.3萬次，屬重等交通等級。

4 大修方案設計

基于以上分析，可以看出該段瀝青路面病害較為嚴重，以第二車道病害率最高，達80%，且達到設計年限的路面結構強度衰減急劇，路面的病害不斷增多，且增長速率較快；瀝青砼路面彎沉值已超過設計值，尤其第二車道結構承載力損失超過一半，單純的面層翻新改造已不能滿足三環路日益增加的行車荷載需要。因此，需針對不同車道病害程度擬定相應改造方案。

4.1 方案一

挖除新建，即第二車道采用傳統處理方式，挖除舊路面結構，新建瀝青路面結構。第一、第三車道病害處理后直接加鋪。具體做法如下：

(1)挖除第二車道范圍內舊路面結構至底基層后，共39cm，將舊路結構廢料運走；

(2)新建35cm 5%水泥穩定碎石基層(分兩層攤鋪施工)，然后噴灑一層透層油，做1cm封層；

(3)第一、第三車道有病害位置也與第二車道處理方式一致，進行病害處理；第一、第三車道未進行病害處理位置對舊瀝青面層進行銑刨4cm；

(4)全斷面加鋪7cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土+5cmAC-20C改性瀝青混凝土+4cmSMA-13改性瀝青混凝土。

4.2 方案二

現場冷再生[1-4]，即第二車道采用現場冷再生技術對舊路進行結構補強，提高路面結構基層強度。具體做法如下：

(1)銑刨第二車道范圍內舊16cm瀝青面層，將該銑刨廢料運走；

(2)往舊半剛性水穩層添加加水泥與新集料做25cm現場全深式水泥就地冷再生，然后噴灑一層透層油，做1cm封層，攤鋪8cm厚ATB-25密級配瀝青穩定碎石；

(3)第一、第三車道有病害位置也與第二車道處理方式一致，進行病害處理；第一、第三車道未進行病害處理位置對舊瀝青面層進行銑刨4cm；

(4)全斷面加鋪7cmAC-25C粗粒式瀝青混凝土+5cmAC-20C改性瀝青混凝土+4cmSMA-13改性瀝青混凝土。

4.3 方案對比

對以上兩種設計方案優缺點進行對比，匯總表3。通過對比可知，西三環路采用方案二(現場冷再生)，即采用全深式就地冷再生技術對舊路結構進行補強，提高路面結構基層承載能力，且能保證舊路面整體結構的完整性，具有較強的可行性。

4.4 綜合效益分析

全深式水泥就地冷再生工藝與傳統的挖除新建工藝相比，每平方米可節省17.91元[5]，節約幅度達21.36%，具有良好的經濟效益。

全深式水泥就地冷再生工藝施工機械化程度高，節約工期78.12%[5]；能夠充分利用廢舊基層材料，減少新石料的開采，節約資源，具有良好的社會效益和經濟效益。

表3 路面大修方案優缺點對比表

5 結語

采用全深式水泥就地冷再生技術能夠對舊路結構進行補強，提高路面結構基層承載能力，且能保證舊路面整體結構的完整性。同時，能夠節省造價、節約工期、節約資源，具有良好的社會效益和經濟效益。

[1] 馬君毅,谷志文,吉軍鵬.水泥穩定瀝青路面冷再生技術性能研究 [J].中外公路,2008,28(2):40-43.

[2] 王勇.瀝青路面全深式就地冷再生結構設計及經濟性研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2009.

[3] 楊寧.瀝青路面全深度復拌式現場冷再生技術研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工業大學,2007.

[4] 閆月.維特根泡沫瀝青冷再生機在美國州際高速公路的施工案例[J].建設機械技術與管理,2007,20(2):59-62.

[5] 羅龍.全深式就地冷再生基層經濟性研究—以福州市西三環路大修工程為例[J].福建建筑,2015(12):106-108.

Scheme Design of West 3 Circle Road Overhaul Engineering in Fuzhou

CAIYelan

(Fuzhou Planning Design & Research Institute ,Fuzhou 350000)

In this paper,based on the West 3 Circle Road (Hongwan Road ～ Wanbain Bridge) Overhaul Engineering in Fuzhou,the investigation and analysis of the project general situation,design data,pavement disease situation,road surface deflection and traffic volume were taken.Then two Scheme Design were put forward.One was the traditional approach,the other was full-depth cold in place recycling.And the comparison between the advantages and disadvantages of two schemes was taken.Finally,a reasonable scheme design of the overhaul engineering was puts forward in this article.

Overhaul Engineering;Exsiting road conditions;Traffic volume;Scheme Design

蔡葉瀾(1973.2- )，女，高級工程師。

E-mail:caiyelan_214@163.com

2016-07-29

U4

A

1004-6135(2016)11-0062-04