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(shè)總公司，河南 漯河 462000； 3.長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，早期建設(shè)的公路已不能滿足日益增長(zhǎng)的交通需求，嚴(yán)重的影響了公路運(yùn)營(yíng)效率[1]。另一方面，長(zhǎng)期的超限超載導(dǎo)致早期修建的公路出現(xiàn)嚴(yán)重破損，嚴(yán)重危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全[2]。因此，亟需對(duì)部分公路進(jìn)行改擴(kuò)建。在公路改擴(kuò)建工程中，舊路檢測(cè)與評(píng)價(jià)為公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了所必需的數(shù)據(jù)和資料，為改擴(kuò)建工程的規(guī)劃奠定基礎(chǔ)[3]。

1 項(xiàng)目概況

G240保臺(tái)線北舞渡至舞鋼交界段改擴(kuò)建工程項(xiàng)目起點(diǎn)位于G240保臺(tái)線(原S220七蟻線)與S241時(shí)南線交叉處，樁號(hào)為K119+470，三里河橋北漯河舞陽(yáng)縣與平頂山舞鋼市交界處即為終點(diǎn)，樁號(hào)為K146+930，路線全長(zhǎng)27.453 km。

2 舊路檢測(cè)情況

2.1 路面破損狀況檢測(cè)

本次對(duì)路面破損情況采用人工調(diào)查法對(duì)路面進(jìn)行了全面的調(diào)查。路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)(PCI)進(jìn)行評(píng)價(jià)，路面狀況指數(shù)由瀝青路面綜合破損率(DR)計(jì)算得出。路面狀況指數(shù)(PCI)是用來(lái)衡量路面破損狀態(tài)的數(shù)據(jù)，PCI的計(jì)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?jǐn)?shù)計(jì)；D為調(diào)查段內(nèi)的折合破損面積，m2,D=∑∑DijKij；A為調(diào)查路段的路面總面積，m2；Dij為第i類破損、j類嚴(yán)重程度的實(shí)際破損面積，m2；Kij為第i類破損、j類嚴(yán)重程度的換算系數(shù)。

PCI=100-15DR0.412

(2)

路面狀況指數(shù)PCI的數(shù)值范圍為0～100，其值越大，路況越好。

根據(jù)路面破損情況，可將路面質(zhì)量分為優(yōu)、良、中、次、差5個(gè)等級(jí)[4]。按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》給出的路面破損狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，PCI≥85，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)；70≤PCI≤85，評(píng)價(jià)等級(jí)為良；55≤PCI≤70，評(píng)價(jià)等級(jí)為中；40≤PCI≤55，評(píng)價(jià)等級(jí)為次；PCI<40，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。

北舞渡至舞鋼交界段K119+470～K146+923.4瀝青路面PCI檢測(cè)結(jié)果總評(píng)表如表1所示。

路面病害調(diào)查起點(diǎn)為該二級(jí)公路K119+470，終點(diǎn)為K146+923.4，全長(zhǎng)27.453 km。從人工表面病害調(diào)查情況看，該路段表面路況條件極其不好，路面狀況指數(shù)整體評(píng)價(jià)等級(jí)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(xù)分布，局部有坑槽、壅包。

2.2 路面平整度檢測(cè)

根據(jù)公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，路面行駛質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)是路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)。本次調(diào)查使用車載激光斷面儀，對(duì)該檢測(cè)段進(jìn)行測(cè)試，統(tǒng)計(jì)出每千米的IRI結(jié)果，根據(jù)公式確定各檢測(cè)段的RQI，計(jì)算公式[5]為：

IRI=a+b×BI

(3)

其中，BI為平整度測(cè)試設(shè)備的測(cè)試結(jié)果；a,b均為標(biāo)定系數(shù)；IRI為國(guó)際平整度指數(shù)，m/km。

RQI=11.5-0.75×IRI

(4)

按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》給出的路面行駛質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，RQI≥8.5，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)；7.0≤RQI<8.5，評(píng)價(jià)等級(jí)為良；5.5≤RQI<7.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為中；4.0≤RQI<5.5，評(píng)價(jià)等級(jí)為次；RQI<4.0，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。該段路面行駛質(zhì)量指數(shù)總評(píng)表如表2所示。

表2 路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI總評(píng)表

由表2的路面行駛質(zhì)量指數(shù)總評(píng)表統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，該檢測(cè)路段的路面平整度較差，路面行駛質(zhì)量較差，優(yōu)良率僅為43.6%，嚴(yán)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(cè)

路面抗滑性能是舊路檢測(cè)與評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，關(guān)系著道路安全性能，通常用抗滑性能指數(shù)(SRI)來(lái)表征。本次采用擺式儀測(cè)定路面抗滑系數(shù)。

按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》給出的路面抗滑性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，BPN≥42，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)；37≤BPN<42，評(píng)價(jià)等級(jí)為良；32≤BPN<37，評(píng)價(jià)等級(jí)為中；27≤BPN<32，評(píng)價(jià)等級(jí)為次；BPN<27，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。該檢測(cè)段路面抗滑性能指數(shù)總評(píng)表如表3所示。

表3 路面抗滑性能指數(shù)SRI總評(píng)表

從表3可以看出，該檢測(cè)路段抗滑性能不好，影響行車的安全。

2.4 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

目前我國(guó)將回彈彎沉作為高等級(jí)公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的控制指標(biāo)。本次路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)采用落錘式彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)，分別對(duì)檢測(cè)路段上下行車道進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)間距為1點(diǎn)/25 m。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)重復(fù)落錘檢測(cè)兩次，取兩次平均值作為該點(diǎn)彎沉檢測(cè)結(jié)果。通過(guò)設(shè)計(jì)彎沉值與實(shí)測(cè)彎沉值，計(jì)算路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(SSI)，對(duì)原公路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。SSI的計(jì)算公式為：

(5)

其中，ld為路面設(shè)計(jì)彎沉；l0為路面實(shí)測(cè)代表彎沉。

對(duì)于二級(jí)公路，按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》給出路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，SSI≥0.83，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)；0.66≤SSI<0.83，評(píng)價(jià)等級(jí)為良；0.5≤SSI<0.66，評(píng)價(jià)等級(jí)為中；0.3≤SSI<0.5，評(píng)價(jià)等級(jí)為次；SSI<0.3，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。該檢測(cè)段路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)總評(píng)表如表4所示。

表4 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)SSI總評(píng)表

3 道路現(xiàn)狀病害分析

本路段破壞最為嚴(yán)重的是路面病害，從總體來(lái)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(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)的影響

近年來(lái)國(guó)道240保臺(tái)線北舞渡至舞鋼交界段沿線經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，交通量增長(zhǎng)速度超過(guò)項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景交通量的評(píng)估。交通量的驟然增長(zhǎng)超過(guò)瀝青混凝土路面的承載能力，導(dǎo)致病害的出現(xiàn)，縮短了公路的使用壽命。

3.2 施工階段的質(zhì)量控制

路基施工時(shí)最佳含水率的影響、碾壓遍數(shù)和路基壓實(shí)度都會(huì)影響工程的質(zhì)量，導(dǎo)致路面病害的產(chǎn)生。材料質(zhì)量是瀝青路面質(zhì)量的保證，施工前以及施工過(guò)程中未對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，也會(huì)導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生病害。瀝青混合料的拌和、運(yùn)輸過(guò)程如果對(duì)質(zhì)量的控制不嚴(yán)格，可能導(dǎo)致瀝青老化；瀝青混合料攤鋪、碾壓施工時(shí)未達(dá)到施工要求，這些因素都會(huì)導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生病害。

3.3 后期養(yǎng)護(hù)和管理

養(yǎng)護(hù)工作的滯后使得路面在出現(xiàn)裂縫時(shí)不能得到及時(shí)的處理，在車輛荷載的作用下又加劇了路面病害的發(fā)展?？v向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)格裂縫不斷延伸發(fā)展，導(dǎo)致局部路面網(wǎng)裂、沉陷、出現(xiàn)坑槽。養(yǎng)護(hù)工作中，對(duì)坑槽、裂縫的處理方式不恰當(dāng)，使得修補(bǔ)后的路面仍有網(wǎng)裂、沉陷出現(xiàn)。

3.4 超限超載破壞瀝青路面

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，到遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)2035年，全線特征年交通量預(yù)測(cè)為15 868輛/d。伴隨著沿線經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)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(xiàn)疲勞破壞。

4 原有公路的綜合治理方案

1)對(duì)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(duì)路床進(jìn)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(wěn)定土(37 cm厚)+1層18 cm厚水泥穩(wěn)定碎石(建議摻入銑刨料不多于30%)回填至舊路面平。

2)對(duì)于嚴(yán)重龜裂且分裂成小塊、沉陷、基層破損且病害連續(xù)，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(wěn)定碎石基層銑刨，然后對(duì)原上底基層加6%水泥(建議值)進(jìn)行就地冷再生處理，然后用水泥穩(wěn)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(wěn)定碎石基層加6%水泥(建議值)進(jìn)行冷再生處理，壓實(shí)后與原路面平。在妥善處理舊路病害后，然后全幅統(tǒng)一鋪筑18 cm厚(20 cm厚)水泥穩(wěn)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(xì)粒式瀝青混凝土表面層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出合理的處置方案，對(duì)原有道路進(jìn)行最大程度的利用，實(shí)現(xiàn)了改擴(kuò)建工程的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

通過(guò)對(duì)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。