某二級公路改建項目舊路評價及處治措施

楊彥昌 李紅濤 李 良

(1.漯河市公路管理局，河南 漯河 462000；2.漯河市公路工程建設總公司，河南 漯河 462000； 3.長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南 長沙 410004)

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，早期建設的公路已不能滿足日益增長的交通需求，嚴重的影響了公路運營效率[1]。另一方面，長期的超限超載導致早期修建的公路出現嚴重破損，嚴重危及人民的生命財產安全[2]。因此，亟需對部分公路進行改擴建。在公路改擴建工程中，舊路檢測與評價為公路改擴建項目的設計提供了所必需的數據和資料，為改擴建工程的規劃奠定基礎[3]。

1 項目概況

G240保臺線北舞渡至舞鋼交界段改擴建工程項目起點位于G240保臺線(原S220七蟻線)與S241時南線交叉處，樁號為K119+470，三里河橋北漯河舞陽縣與平頂山舞鋼市交界處即為終點，樁號為K146+930，路線全長27.453 km。

2 舊路檢測情況

2.1 路面破損狀況檢測

本次對路面破損情況采用人工調查法對路面進行了全面的調查。路面破損狀況采用路面狀況指數(PCI)進行評價，路面狀況指數由瀝青路面綜合破損率(DR)計算得出。路面狀況指數(PCI)是用來衡量路面破損狀態的數據，PCI的計算公式為：

DR=D/A×100=∑∑DijKij/A×100

(1)

其中，DR為路面綜合破損率，以百分數計；D為調查段內的折合破損面積，m2,D=∑∑DijKij；A為調查路段的路面總面積，m2；Dij為第i類破損、j類嚴重程度的實際破損面積，m2；Kij為第i類破損、j類嚴重程度的換算系數。

PCI=100-15DR0.412

(2)

路面狀況指數PCI的數值范圍為0～100，其值越大，路況越好。

根據路面破損情況，可將路面質量分為優、良、中、次、差5個等級[4]。按照《公路瀝青路面養護技術規范》給出的路面破損狀況的評價標準，PCI≥85，評價等級為優；70≤PCI≤85，評價等級為良；55≤PCI≤70，評價等級為中；40≤PCI≤55，評價等級為次；PCI<40，評價等級為差。

北舞渡至舞鋼交界段K119+470～K146+923.4瀝青路面PCI檢測結果總評表如表1所示。

路面病害調查起點為該二級公路K119+470，終點為K146+923.4，全長27.453 km。從人工表面病害調查情況看，該路段表面路況條件極其不好，路面狀況指數整體評價等級為差。該路段的病害主要形式為沉陷、車轍、縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂交織在一起連續分布，局部有坑槽、壅包。

2.2 路面平整度檢測

根據公路技術狀況評定標準規定，路面行駛質量的評價指標是路面行駛質量指數(RQI)。本次調查使用車載激光斷面儀，對該檢測段進行測試，統計出每千米的IRI結果，根據公式確定各檢測段的RQI，計算公式[5]為：

IRI=a+b×BI

(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；IRI為國際平整度指數，m/km。

RQI=11.5-0.75×IRI

(4)

按照《公路瀝青路面養護技術規范》給出的路面行駛質量的評價標準，RQI≥8.5，評價等級為優；7.0≤RQI<8.5，評價等級為良；5.5≤RQI<7.0，評價等級為中；4.0≤RQI<5.5，評價等級為次；RQI<4.0，評價等級為差。該段路面行駛質量指數總評表如表2所示。

表2 路面行駛質量指數RQI總評表

由表2的路面行駛質量指數總評表統計結果來看，該檢測路段的路面平整度較差，路面行駛質量較差，優良率僅為43.6%，嚴重影響行車舒適性，并存在安全隱患。

2.3 路面抗滑性能檢測

路面抗滑性能是舊路檢測與評價的重要指標之一，關系著道路安全性能，通常用抗滑性能指數(SRI)來表征。本次采用擺式儀測定路面抗滑系數。

按照《公路瀝青路面養護技術規范》給出的路面抗滑性能的評價標準，BPN≥42，評價等級為優；37≤BPN<42，評價等級為良；32≤BPN<37，評價等級為中；27≤BPN<32，評價等級為次；BPN<27，評價等級為差。該檢測段路面抗滑性能指數總評表如表3所示。

表3 路面抗滑性能指數SRI總評表

從表3可以看出，該檢測路段抗滑性能不好，影響行車的安全。

2.4 路面結構強度檢測

目前我國將回彈彎沉作為高等級公路瀝青混凝土路面結構強度的控制指標。本次路面結構強度檢測采用落錘式彎沉儀進行檢測，分別對檢測路段上下行車道進行檢測，檢測間距為1點/25 m。每個檢測點重復落錘檢測兩次，取兩次平均值作為該點彎沉檢測結果。通過設計彎沉值與實測彎沉值，計算路面結構強度指數(SSI)，對原公路結構強度進行評價。SSI的計算公式為：

(5)

其中，ld為路面設計彎沉；l0為路面實測代表彎沉。

對于二級公路，按照《公路瀝青路面養護技術規范》給出路面結構強度評價標準，SSI≥0.83，評價等級為優；0.66≤SSI<0.83，評價等級為良；0.5≤SSI<0.66，評價等級為中；0.3≤SSI<0.5，評價等級為次；SSI<0.3，評價等級為差。該檢測段路面結構強度指數總評表如表4所示。

表4 路面結構強度指數SSI總評表

3 道路現狀病害分析

本路段破壞最為嚴重的是路面病害，從總體來看路面損壞主要以裂縫、龜裂、塊狀裂縫、松散、坑槽、局部沉陷最為普遍。造成道路病害的原因主要有以下幾點。

3.1 設計的影響

近年來國道240保臺線北舞渡至舞鋼交界段沿線經濟飛速發展，交通量增長速度超過項目立項時對遠景交通量的評估。交通量的驟然增長超過瀝青混凝土路面的承載能力，導致病害的出現，縮短了公路的使用壽命。

3.2 施工階段的質量控制

路基施工時最佳含水率的影響、碾壓遍數和路基壓實度都會影響工程的質量，導致路面病害的產生。材料質量是瀝青路面質量的保證，施工前以及施工過程中未對材料質量進行嚴格的控制，也會導致瀝青路面產生病害。瀝青混合料的拌和、運輸過程如果對質量的控制不嚴格，可能導致瀝青老化；瀝青混合料攤鋪、碾壓施工時未達到施工要求，這些因素都會導致瀝青路面產生病害。

3.3 后期養護和管理

養護工作的滯后使得路面在出現裂縫時不能得到及時的處理，在車輛荷載的作用下又加劇了路面病害的發展?？v向裂縫、橫向裂縫、網格裂縫不斷延伸發展，導致局部路面網裂、沉陷、出現坑槽。養護工作中，對坑槽、裂縫的處理方式不恰當，使得修補后的路面仍有網裂、沉陷出現。

3.4 超限超載破壞瀝青路面

根據交通量預測結果，到遠景設計2035年，全線特征年交通量預測為15 868輛/d。伴隨著沿線經濟的高速發展，車輛荷載明顯增大，大型超載車輛日益增多，使得路面出現疲勞破壞。

4 原有公路的綜合治理方案

1)對于底基層破損，彎沉值大于100×0.01 mm的路段，銑刨舊面層、舊基層和舊底基層，挖除舊路床下40 cm，先對路床進行填前碾壓(20 cm厚，摻8%石灰)，再用40 cm石灰土(摻8%石灰處理)回填至路床頂，再采用2層水泥石灰綜合穩定土(37 cm厚)+1層18 cm厚水泥穩定碎石(建議摻入銑刨料不多于30%)回填至舊路面平。

2)對于嚴重龜裂且分裂成小塊、沉陷、基層破損且病害連續，彎沉值介于50×0.01 mm～100×0.01 mm之間的路段，先將原瀝青混凝土面層+18 cm厚水泥穩定碎石基層銑刨，然后對原上底基層加6%水泥(建議值)進行就地冷再生處理，然后用水泥穩定碎石(建議摻入銑刨料不多于30%)回填至原路面平。

3)剩余路段直接將瀝青混凝土面層和水泥穩定碎石基層加6%水泥(建議值)進行冷再生處理，壓實后與原路面平。在妥善處理舊路病害后，然后全幅統一鋪筑18 cm厚(20 cm厚)水泥穩定碎石基層+瀝青透層+稀漿封層+5 cm中粒式瀝青混凝土下面層+瀝青粘層+4 cm細粒式瀝青混凝土表面層進行補強。

5 結語

根據檢測結果，結合評價指標，提出合理的處置方案，對原有道路進行最大程度的利用，實現了改擴建工程的經濟效益最大化。

通過對舊路面病害的處理，該道路通行能力得到了極大的提升，該治理方案效果良好。