解析加寬改建公路路面結構層設計

葉福遠 陳偉

摘要：文章以加寬改建公路路面結構層設計要點為研究背景，深入分析公路路面結構層設計內容，首先提出公路路面結構設計的要求，同時在闡述路面結構的承載能力的基礎上，從設計試驗、路面調查等方面對路面結構層設計內容進行解析，目的在于提高加寬改建公路路面質量，促進我國交通事業的發展。

關鍵詞：加寬改建公路;路面結構層;設計

1.項目概況

某公路的舊路為三等公路，有部分是四級公路，前者采用的是瀝青路面的結構形式，而后者采用的是泥結碎石形式，路基寬度為5.0m～6.5m之間，該公路為該地區的重要公路改造工程，將公路的等級逐漸提升到二級公路中，表面結構為瀝青結構，路基寬度為10m。

2.加寬改建公路路面結構設計

對于舊路改造施工項目來說，其設計過程如下所示：

2.1公路路面結構設計要求

該工程中原指標非常低，目前計劃將其提升為二級公路，所以整體的性能指標會有大幅提升，這就需要在部分路段中建設新路基結構滿足需要，縱坡應用的是補強處理或者是新建設路面的方式。

在新建設的路面結構中，依據實際情況調查分析，準確預測在基準期內所存在的軸載參數，依據當前我國國家標準的規定，依據瀝青路面設計標準規定的要求，從當前的路面實際情況來分析，綜合計算確定滯后性選擇合適的工程材料以及結構形式，同時還要明確每層的厚度參數，為工程質量的提升打下堅實的基礎。

通過及時查閱原有設計方案、竣工圖紙以及養護等基本資料，可以更加準確的確定舊路面的具體情況，如果上述資料比較欠缺，則需要使用鉆芯取樣的方法確定路面基礎情況。本次舊路改建工程中，因為該路面投入使用時間比較長，加上管理機構存在失察的情況，導致竣工圖、養護資料都不完善，所以決定使用鉆芯取樣方法確定路面狀況。在本次路段中分別選擇外觀質量好、中、差三個方面來實施鉆芯取樣，密度為2處/千米即可。通過鉆芯之后確定該公路為3 cm ～5 cm瀝青碎石，+20 cm 碎石基層，+15 cm碎石墊層。以四級公路的情況來分析，該路面主要是泥結水泥碎石路面的結構形式，其表面存在的坑洼積水比較嚴重，平整度無法滿足交通的需要，不予采用該結構。根據當前我國公路領域中的JTJ 073.2—2001中的規定，對該路段內所存在的破損問題進行路面狀況指數（PCI）分析：

其中，PCI 為路面狀況指數;DR 為路面綜合破損率;A 為調查路面的總面積;Dij為第 i 類破壞、第 j 類嚴重程度的實際破損面積;Kij為第 i 類破壞、第 j 類嚴重程度的換算系數。

從上述計算公式分析得出PCI參數之后，依據該規范的要求分析破損狀況，從而可以準確的了解該路面的實際情況。

2.2評價路面結構的承載能力

從上述規范中的要求檢測路面彎沉值，進而可以獲取其路面彎沉值參數，進而可以準確評價瀝青路面的性能，即對其承載性能進行評價：SSI = 路面設計彎沉值/路段代表彎沉值。

彎沉值的設計可以綜合分析該地區的交通運行量，根據該地區的經濟發展的速度來分析，然后根據三級公路基準年限的基本數據，推斷出未來交通量的增長狀況，從而獲取在該年度內所存在的累計標準軸載參數，最終可以得到該路面設計彎沉值的具體參數。

2.3設計試驗

全面分析該路面所存在的破損情況，以及承載性能參數，綜合各個路況中的鉆芯取樣結果，并且對面層、基層、墊層以及各個結構部分的材料進行試驗分析，總結出導致該損壞問題的主要原因，以及是否還能夠使用，以該項目為基準，基層以及墊層都是通過壓碎值試驗和級配試驗確定的，對于不符合的層次分析，可以進行重建或降低要求作為新建設墊層結構的加厚層。

2.4路面調查

深入了解路基的實際情況，掌握其穩定性、強度以及排水狀態，通過對路基結構中進行取土試驗，以判定含水量、土質以及承載性能是否符合要求。局部積水過于嚴重的區域要根據工程具體狀況進行開挖填土施工，換填合適的土質之后還要進行壓實處理，然后才能進行新建設路面的鋪筑施工。路床填料含水過高時，應該設置排水設施，以消除積水問題;穩定性與強度都不能達標的部分，應該根據工程的要求采取必要的處理措施，確保該路面滿足工程的施工需要，交通運行安全性也能夠保證。

2.5 OD調查

總結該路段內的交通運行情況，了解交通量，同時還要對未來進行科學的預測，將整個區域內的運行情況進行OD調查，同時參考該地區的發展規劃以及經濟狀況，建立模型進行預測，以保證公路的設計方案更加的科學與合理。

2.6公路瀝青路面設計

以各個路段中所測量的彎沉值作為代表，通過國家標準規范的要求進行路面回彈模量的計算：Et=1 0002pδl0m1m2。

2.7回彈模量設計

根據所預測的交通運行量，以及回彈模量等參數，運用層狀體系理論設計確定各個層厚度參數，同時模擬相應的力學參數，通過試驗確定該地區的設計參數值。依據補強結構的總厚度∑hi及路線縱坡，應用不同的設計方案：（1）當舊路填高 HT>∑hi時，在路面中所設置的調平層的厚度，應該達到技術標準所要求的最小厚度參數，否則需應該將原有基礎結構層直接清理干凈，從而能夠保證其最小厚度達標;如果調平層與補強最底層的材料是一致的，可以同時將該兩層結構進行鋪筑施工，而不將原有的就結構層清理。（2）當舊路填高 HT=∑hi時，則需要在原結構系統上直接填筑補強層。（3）當舊路填高 HT<∑hi時，需將原有結構部分清理干凈，根據新要求對結構進行設計。

3.改擴建道路路面設計比較常見的問題

（1）通過積極的總結實踐經驗可以發現，在路面改建的工程中，橫向新舊路面結合位置上極易發生開裂、錯臺等問題，所以在該結合位置上應該實施加固處理，比如根據工程的需要設置合理土工格柵而避免沉降過大。

（2）對于加固實施之后的橋梁結構，可以大大增強承載性能，橋面標高可以適當的降低以使得自重下降，橋臺兩側應該清理原路基結構，而進行新路面結構的建設施工，然后對縱坡進行調整，保證橋頭更加的平順。

（3）本次所設計的補強層、調平層的最小厚度參數都要達到技術規范的要求，從而可以全面提升工程的質量，以滿足交通運行的需要。

（4）如果在舊路面結構上需要填筑高度較大的新建設路面，其墊層底部至舊路面頂高差 H≤50 cm 時，此時應該使用碎石材料進行補強施工，防止在新舊路面中存在有薄弱的結構，同時也能夠達到技術標準規范的要求;而當H >50 cm 時，則只需要在工程中選擇符合要求的填料進行路基填筑施工即可。

（5）為了可以有效的排出工程結構部分中所存在的滲水，應該在填方部分中填滿墊層，進行路段挖方施工，同時還要設置盲溝結構。

（6）舊路改建施工結束之后，需要檢測彎沉值，同時依據舊路面的各個部分計算回彈當量和結構，以確定各項參數都能夠達到工程的要求。

（7）季節性冰凍的區域內，還要保證其防凍層厚度滿足工程使用的需要。

（8）為了可以合理的使用舊路面結構，要從各個路段部分中進行補強層施工之后，還要合理設置縱坡，并且盡量減少開挖施工量，以降低工程成本。

4.結束語

綜合以上敘述，在加寬改擴建公路路面結構層設計過程中，想要提高路面結構層的設計水平，則需要從公路路面結構設計要求入手，在理解路面結構層設計要求的基礎上，采取科學的方式對路面結構層的設計方式確定，唯有如此，才能切實提高改擴建公路路面設計水平。

參考文獻：

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