國省干線公路路面改造方案合理性研究
——以G233某段路面改善工程為例

汪國亮 （黃山市公路管理局，安徽 黃山 245000）

G233界牌嶺至徽州區段是黃山市重要干線公路，穿歙縣、徽州區。具有路線里程長、路段局部市政化明顯、病害較為復雜等特點。

1 現狀道路特點、病害特征

為了評估和預測不同形式的損壞對路面使用與服務性能的影響，需要分析研究各種損壞產生的原因及其表現形式，并按照產生的原因與表現形式對它們進行合理分類，以判斷其對路面結構、使用性能與路面壽命的影響。

1.1 路面病害形式復雜多樣

全線裂縫類病害有龜裂、縱縫、橫縫；松散類病害有坑槽、松散；變形類病害有沉陷、車轍、波浪擁包；其他類病害有泛油、修補損壞等。公路不同路段各種病害所占比例差別較大。

1.2 病害分布隨車道位置變化

本項目位于黃山市境內，起點位于歙績交界界牌嶺（K194+745)，途經牌頭、吳山鋪轉盤、徽城、瑤村，終點位于徽州區（K221+145)。其中 K194+745～K204+745段共10.000km為二級公路雙向兩車道，K204+745～K221+145共16.4km為一級公路雙向四車道。病害分布呈現上下行不同現象，其中上行往徽州區段車道病害程度比下行往界牌嶺方向病害嚴重；雙向四車道公路外側車道比內側車道病害嚴重；交叉口、急彎處病害較為嚴重。

1.3 病害影響程度不一

主要體現在裂縫類病害，下述為施工銑刨面層后照片。可以發現，同樣是裂縫類病害，但是該病害是由基層反射而來，裂縫深度已超出調查前肉眼識別范圍。

圖1 面層銑刨后，基層凸現出的裂縫

2 調查檢測

弄清病害形式、影響程度是路面改造的前提，檢測則有利于對病害做出深層次分析，是提出合理路面改造方案的關鍵。

在檢測前，我們應加強資料收集，從而有助于在檢測過程中加深病害分析。

2.1 養護歷史調查

收集現狀老路結構層資料，為病害成因分析提供基礎。本項目收集了2015年至今的養護歷史，可知部分路段結構層設計薄弱，無法適應交通量增長；養護過程中基層材料有石灰穩定砂礫、水泥穩定碎石，在處置路面病害時要根據基層特點給出針對性方案。

道路運輸方式調查：該道路歙縣對外聯系的干線公路之一，材料運輸較為頻繁，呈現“滿載而來，空載而去”的特征，且貨車多在外側車道行駛，導致隨著不同車道荷載不同，病害損壞程度跟著變化。

2.2 本地氣候數據收集

黃山地區屬公路自然區劃Ⅳ5區，江南丘陵過濕區，年均雨日180.6d。降水透入路面結構層后使路面產生早期破壞的現象，如網裂、坑洞、唧漿、轍槽等，是造成路面病害重要原因。

因此根據上述收集資料及分析，在取芯時做到合理布置取芯間距，加強取芯頻率，如下穿鐵路、“白家黑”、加寬路段及養護歷史不明確路段。

取芯位置不僅要選擇在好的路段，病害路段也要布置，同樣為裂縫類，水穩基層與二灰基層處必須都要取樣，除了了解裂縫深度，還要判斷裂縫是否由于基層反射原因造成，對于路面改造方案影響較大。

圖2 取樣位置 橫向裂縫 貫穿基層

根據路面破損調查資料及評定結果，對設計路段進行彎沉測定，彎沉測量采用貝克曼梁檢測，再按規范要求對彎沉路段進行強度評定計算路面強度指數PSSI。

在滿足強度要求的前提下（路面的結構強度系數為中等以上時），若一級公路的路面狀況指數（PCI）評價為優、良，或者二級及二級以下公路的路面狀況指數評價為優、良、中時，以日常養護為主，并對局部破損進行小修；若一級公路的路面狀況指數（PCI）評價為中及中以下，或者二級或二級以下公路的路面狀況指數評價為次及次以下，應采取中修罩面措施。

在不滿足強度要求的前提下（路面的結構強度系數為中等以下時），應采取大修補強措施以提高其承載能力。

3 方案比較

根據各段的病害情況、取芯結果、彎沉數據等準確、詳實參數，進行合理分段并分類處置。

3.1 瀝青混凝土罩面方案比選

罩面主要適用于消除損壞、部分或者完全恢復原有的路面平整度、提高路面性能的恢復工作。通過罩面可以直接處理的病害有：病害等級為“輕”的龜裂、塊狀裂縫、縱橫縫、松散，及泛油、修補等病害（見表1）。

綜合考慮本項目地區交通情況，選用5cmAC-16C耐久性較好的材料。

3.2 老路局部病害處理

一般病害挖補換填可選用水泥穩定碎石及C15混凝土，兩種材料優缺點如表2所示。

瀝青材料及罩面厚度比選 表1

基層回填材料比選 表2

綜合考慮兩種回填材料優缺點可知，小范圍小面積病害挖補，回填材料宜選用C15混凝土，大范圍、大面積病害挖補，回填材料宜選用水泥穩定碎石。

3.3 路面補強方案比選

在結合病害、取芯及彎沉結果后初擬補強結構層為4cmAC-13C細粒式瀝青混凝土+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土+hcm水泥穩定碎石。

①鄉村、田野等路段標高不受限制，可以根據計算結構層厚度直接加鋪相應厚度水泥穩定碎石。

②城區路段受房屋、人行道等影響，不宜直接加鋪，應盡量減少抬高或者維持現狀標高，采取的是反挖老路方案。

結合項目特點，本項目需注意以下幾種情況。①取樣基層不同對路面改造方案的影響

局部路段基層為水泥混凝土面板，挖除面板后，發現原有基層略為松散，因此挖除原有水泥面板及松散基層后，應先反算挖除后路面頂面回彈模量，再計算加鋪層厚度。

②病害范圍影響

K194+745～K204+745段桂林鎮局部經村莊段，兩側房屋密集，無法抬高。該處路面寬度為11m，現場病害主要集中在行車道范圍，硬路肩病害較輕。因此在考慮施工工作面的情況下，對中線兩側各4米范圍內路面采取反挖處理，其余范圍銑刨面層后，統一加鋪4cmAC-13C細粒式瀝青混凝土+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土。此方案既實現了路面補強，又避免了不必要的浪費，節省了造價。

3.4 特殊路段設計

①下橋頭搭接

一種方式是采取橋頭兩端路面反挖順接，當橋梁改造時無法抬高，應對橋頭前后路面及基層進行反挖處理，反挖長度一般不小于3s倍設計速度行程。

當橋梁標高與設計標高一致時，應注意與橋頭搭板的銜接，根據《公路水泥混凝土路面設計規范》中的要求，設置不小于3m的剛柔銜接過渡段。

②交叉口設計

交叉口內應做好高程銜接設計和豎向排水設計。

一般小型交叉口與主路交叉，為保證主路行車安全，被交叉道路應設置一定長度的平坡段及緩坡段，長度可根據相應設計速度確定。

大型交叉口在路面改造方案時對交叉口內縱坡、渠化車道數量一并考慮。有條件情況下，盡量拓寬左轉專用車道，提高通行能力。

③其他路段

根據項目特點對公交站、陡坡、急轉彎等易出現車轍、沉陷病害路段，加強路面結構層厚度設計，或者采用新型面層材料，如SBS改性瀝青、高模量瀝青，提高抗車轍能力。

4 材料循環利用

老路路面開挖廢棄材料對環境產生不利影響，充分讓老路材料循環利用，變廢為寶，是項目環境保護的主要舉措，符合公路建設、養護“節能低碳，綠色發展”理念。

4.1 銑刨料及挖除的瀝青面層

對舊路面面層淺銑刨產生的廢料，以及路面病害處理中，挖除的瀝青面層，分開進行回收，將回收的材料運回拌合站破碎、篩分，并對篩分后的材料進行檢驗，將檢驗合格的材料，以一定的比例與新集料、新瀝青、再生劑（必要時)等拌制成熱拌再生混合料，經過廠拌熱再生后作為農村公路瀝青路面的下面層。

4.2 水泥路面面板的回收利用

直接作為沿線擋墻砌筑材料，即對挖除的板塊打裂成若干塊后，配置一定砂漿。此工藝簡易，節省時間。

將挖除的水泥面板，運回拌合站利用反擊式破碎機進行破碎后篩分、檢驗，將檢驗合格的材料，以一定的比例與水泥、碎石等新加料拌合，經廠拌再生制成水泥穩定碎石混合料，作為路面基層使用。

4.3 挖除的基層混合料

將回收的材料運回拌合站破碎、篩分、檢驗，將檢驗合格的材料，以一定的比例與水泥、碎石等新加料拌合，經廠拌再生制成水泥穩定碎石混合料，作為其他道路路面基層。

5 交通組織管理

國省干線公路交通流量大，一般采取的是半幅封閉半幅施工方式，嚴格按照《公路養護安全作業規程》的要求，做好作業控制區布置、安全設施布設和安全作業管理。以保障養護作業人員、設備和車輛運行安全。

在穿越城區段，提出相應貨車、掛車繞行方案，并在進入施工路段前，采用告示牌、人工告知等方式提醒駕駛員注意。

在道路施工過程中，把交通疏導作為項目管理的重要工作內容，通過與交警、路政部門密切合作，成立聯合交通疏導協調小組，共同解決道路通行中的問題。

6 后期管理

應當按照標準規范規定的檢測指標和頻率，定期組織對公路路基、路面、橋梁、附屬設施等進行檢測和評定。通過對施工效果驗證，找出設計方案及施工過程中不足之處，并找出下一步改進方法。

7 結語

本文分析了國省道干線公路路面病害成因及改造方案受制的因素，提出了改造方案的具體工作步驟，只有從加強調查檢測、方案比選、嚴格管理等方面才能更好的提高公路養護質量、延長路面使用壽命。