国省干线公路路面改造方案合理性研究
——以G233某段路面改善工程为例

汪国亮 （黄山市公路管理局，安徽 黄山 245000）

G233界牌岭至徽州区段是黄山市重要干线公路，穿歙县、徽州区。具有路线里程长、路段局部市政化明显、病害较为复杂等特点。

1 现状道路特点、病害特征

为了评估和预测不同形式的损坏对路面使用与服务性能的影响，需要分析研究各种损坏产生的原因及其表现形式，并按照产生的原因与表现形式对它们进行合理分类，以判断其对路面结构、使用性能与路面寿命的影响。

1.1 路面病害形式复杂多样

全线裂缝类病害有龟裂、纵缝、横缝；松散类病害有坑槽、松散；变形类病害有沉陷、车辙、波浪拥包；其他类病害有泛油、修补损坏等。公路不同路段各种病害所占比例差别较大。

1.2 病害分布随车道位置变化

本项目位于黄山市境内，起点位于歙绩交界界牌岭（K194+745)，途经牌头、吴山铺转盘、徽城、瑶村，终点位于徽州区（K221+145)。其中 K194+745～K204+745段共10.000km为二级公路双向两车道，K204+745～K221+145共16.4km为一级公路双向四车道。病害分布呈现上下行不同现象，其中上行往徽州区段车道病害程度比下行往界牌岭方向病害严重；双向四车道公路外侧车道比内侧车道病害严重；交叉口、急弯处病害较为严重。

1.3 病害影响程度不一

主要体现在裂缝类病害，下述为施工铣刨面层后照片。可以发现，同样是裂缝类病害，但是该病害是由基层反射而来，裂缝深度已超出调查前肉眼识别范围。

图1 面层铣刨后，基层凸现出的裂缝

2 调查检测

弄清病害形式、影响程度是路面改造的前提，检测则有利于对病害做出深层次分析，是提出合理路面改造方案的关键。

在检测前，我们应加强资料收集，从而有助于在检测过程中加深病害分析。

2.1 养护历史调查

收集现状老路结构层资料，为病害成因分析提供基础。本项目收集了2015年至今的养护历史，可知部分路段结构层设计薄弱，无法适应交通量增长；养护过程中基层材料有石灰稳定砂砾、水泥稳定碎石，在处置路面病害时要根据基层特点给出针对性方案。

道路运输方式调查：该道路歙县对外联系的干线公路之一，材料运输较为频繁，呈现“满载而来，空载而去”的特征，且货车多在外侧车道行驶，导致随着不同车道荷载不同，病害损坏程度跟着变化。

2.2 本地气候数据收集

黄山地区属公路自然区划Ⅳ5区，江南丘陵过湿区，年均雨日180.6d。降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象，如网裂、坑洞、唧浆、辙槽等，是造成路面病害重要原因。

因此根据上述收集资料及分析，在取芯时做到合理布置取芯间距，加强取芯频率，如下穿铁路、“白家黑”、加宽路段及养护历史不明确路段。

取芯位置不仅要选择在好的路段，病害路段也要布置，同样为裂缝类，水稳基层与二灰基层处必须都要取样，除了了解裂缝深度，还要判断裂缝是否由于基层反射原因造成，对于路面改造方案影响较大。

图2 取样位置 横向裂缝 贯穿基层

根据路面破损调查资料及评定结果，对设计路段进行弯沉测定，弯沉测量采用贝克曼梁检测，再按规范要求对弯沉路段进行强度评定计算路面强度指数PSSI。

在满足强度要求的前提下（路面的结构强度系数为中等以上时），若一级公路的路面状况指数（PCI）评价为优、良，或者二级及二级以下公路的路面状况指数评价为优、良、中时，以日常养护为主，并对局部破损进行小修；若一级公路的路面状况指数（PCI）评价为中及中以下，或者二级或二级以下公路的路面状况指数评价为次及次以下，应采取中修罩面措施。

在不满足强度要求的前提下（路面的结构强度系数为中等以下时），应采取大修补强措施以提高其承载能力。

3 方案比较

根据各段的病害情况、取芯结果、弯沉数据等准确、详实参数，进行合理分段并分类处置。

3.1 沥青混凝土罩面方案比选

罩面主要适用于消除损坏、部分或者完全恢复原有的路面平整度、提高路面性能的恢复工作。通过罩面可以直接处理的病害有：病害等级为“轻”的龟裂、块状裂缝、纵横缝、松散，及泛油、修补等病害（见表1）。

综合考虑本项目地区交通情况，选用5cmAC-16C耐久性较好的材料。

3.2 老路局部病害处理

一般病害挖补换填可选用水泥稳定碎石及C15混凝土，两种材料优缺点如表2所示。

沥青材料及罩面厚度比选 表1

基层回填材料比选 表2

综合考虑两种回填材料优缺点可知，小范围小面积病害挖补，回填材料宜选用C15混凝土，大范围、大面积病害挖补，回填材料宜选用水泥稳定碎石。

3.3 路面补强方案比选

在结合病害、取芯及弯沉结果后初拟补强结构层为4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土+hcm水泥稳定碎石。

①乡村、田野等路段标高不受限制，可以根据计算结构层厚度直接加铺相应厚度水泥稳定碎石。

②城区路段受房屋、人行道等影响，不宜直接加铺，应尽量减少抬高或者维持现状标高，采取的是反挖老路方案。

结合项目特点，本项目需注意以下几种情况。①取样基层不同对路面改造方案的影响

局部路段基层为水泥混凝土面板，挖除面板后，发现原有基层略为松散，因此挖除原有水泥面板及松散基层后，应先反算挖除后路面顶面回弹模量，再计算加铺层厚度。

②病害范围影响

K194+745～K204+745段桂林镇局部经村庄段，两侧房屋密集，无法抬高。该处路面宽度为11m，现场病害主要集中在行车道范围，硬路肩病害较轻。因此在考虑施工工作面的情况下，对中线两侧各4米范围内路面采取反挖处理，其余范围铣刨面层后，统一加铺4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土。此方案既实现了路面补强，又避免了不必要的浪费，节省了造价。

3.4 特殊路段设计

①下桥头搭接

一种方式是采取桥头两端路面反挖顺接，当桥梁改造时无法抬高，应对桥头前后路面及基层进行反挖处理，反挖长度一般不小于3s倍设计速度行程。

当桥梁标高与设计标高一致时，应注意与桥头搭板的衔接，根据《公路水泥混凝土路面设计规范》中的要求，设置不小于3m的刚柔衔接过渡段。

②交叉口设计

交叉口内应做好高程衔接设计和竖向排水设计。

一般小型交叉口与主路交叉，为保证主路行车安全，被交叉道路应设置一定长度的平坡段及缓坡段，长度可根据相应设计速度确定。

大型交叉口在路面改造方案时对交叉口内纵坡、渠化车道数量一并考虑。有条件情况下，尽量拓宽左转专用车道，提高通行能力。

③其他路段

根据项目特点对公交站、陡坡、急转弯等易出现车辙、沉陷病害路段，加强路面结构层厚度设计，或者采用新型面层材料，如SBS改性沥青、高模量沥青，提高抗车辙能力。

4 材料循环利用

老路路面开挖废弃材料对环境产生不利影响，充分让老路材料循环利用，变废为宝，是项目环境保护的主要举措，符合公路建设、养护“节能低碳，绿色发展”理念。

4.1 铣刨料及挖除的沥青面层

对旧路面面层浅铣刨产生的废料，以及路面病害处理中，挖除的沥青面层，分开进行回收，将回收的材料运回拌合站破碎、筛分，并对筛分后的材料进行检验，将检验合格的材料，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时)等拌制成热拌再生混合料，经过厂拌热再生后作为农村公路沥青路面的下面层。

4.2 水泥路面面板的回收利用

直接作为沿线挡墙砌筑材料，即对挖除的板块打裂成若干块后，配置一定砂浆。此工艺简易，节省时间。

将挖除的水泥面板，运回拌合站利用反击式破碎机进行破碎后筛分、检验，将检验合格的材料，以一定的比例与水泥、碎石等新加料拌合，经厂拌再生制成水泥稳定碎石混合料，作为路面基层使用。

4.3 挖除的基层混合料

将回收的材料运回拌合站破碎、筛分、检验，将检验合格的材料，以一定的比例与水泥、碎石等新加料拌合，经厂拌再生制成水泥稳定碎石混合料，作为其他道路路面基层。

5 交通组织管理

国省干线公路交通流量大，一般采取的是半幅封闭半幅施工方式，严格按照《公路养护安全作业规程》的要求，做好作业控制区布置、安全设施布设和安全作业管理。以保障养护作业人员、设备和车辆运行安全。

在穿越城区段，提出相应货车、挂车绕行方案，并在进入施工路段前，采用告示牌、人工告知等方式提醒驾驶员注意。

在道路施工过程中，把交通疏导作为项目管理的重要工作内容，通过与交警、路政部门密切合作，成立联合交通疏导协调小组，共同解决道路通行中的问题。

6 后期管理

应当按照标准规范规定的检测指标和频率，定期组织对公路路基、路面、桥梁、附属设施等进行检测和评定。通过对施工效果验证，找出设计方案及施工过程中不足之处，并找出下一步改进方法。

7 结语

本文分析了国省道干线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体工作步骤，只有从加强调查检测、方案比选、严格管理等方面才能更好的提高公路养护质量、延长路面使用寿命。