沥青路面大中修设计探讨

夏 漾

沥青路面大中修设计探讨

夏 漾

对沥青路面大中修设计进行了详细探讨,指出沥青路面大中修设计必须在详细的路况调查基础上,根据路面使用品质评价结果,并结合以往成功经验,采用合理的路面大中修方案。

道路工程,沥青路面,大中修设计

沥青路面已成为我国高等级公路的主要路面形式之一,由于我国货运交通运输车辆载重量的特殊性,沥青混凝土路面出现的早期损害较为严重,与发达国家相比,我国路面损坏速度普遍过快,路面平均使用寿命仅为国外的 35%～50%,大量路段因路面或路基的损坏而提前进入维修期。

我国现行路面大中修养护设计是借用 JTG D50-2006公路沥青路面设计规范[1]的方法,缺少独立的沥青路面大中修养护设计技术和规范,针对该情况,本文详细探讨沥青路面大中修设计。

1 沥青路面大中修设计

沥青路面大中修设计主要包括三个步骤：路况调查;既有道路路面技术状况评价;路面改造及加铺补强方案的确定。

1.1 路面调查

路面调查主要包括路面破损状况、路面结构强度、路面平整度、路面抗滑能力四项内容[2,3]。路面破损调查主要指对路面裂缝类(龟裂、不规则裂缝、纵裂、横裂)、松散类(坑槽、麻面、脱皮、啃边、松散)、变形类(沉陷、车辙、搓板、波浪、壅包)及其他类型路面破损(泛油、磨光、修补破损面积、冻胀、翻浆)等病害的调查,其调查指标为综合破损率 DR[2,3]。路面结构强度调查主要指对路面弯沉值的调查,其调查指标为路面弯沉值Ls[3]。路面平整度调查可采用车载式检测设备快速检测,小范围的抽样调查可采用连续式平整度仪或 3m直尺检测,其调查指标为国际平整度指数IRI[2]。路面抗滑能力调查可采用横向力系数测定车或摆式仪,其调查指标为横向力系数SFC或摆值BPN[3]。

1.2 路面使用品质评价

获得路面调查资料后,根据调查资料对路面使用品质进行评价。路面现有使用质量评价的内容包括：路面破损状况、路面行驶质量、路面强度及抗滑性能。

1.2.1 路面破损状况评价

路面破损状况采用路面状况指数PCI进行评价,PCI由沥青路面破损率 DR计算得出[2]。

其中,D为调查路段内的折合破损面积,m2;A为调查路段的路面总面积,m2;Dij为第 i类损坏、j类严重程度的实际破损面积,m2;Kij为第 i类损坏、第 j类严重程度的换算系数。

根据计算的 PCI,评价路面状况,其值越大,路况越好,路面破损状况评价标准请参考JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范。

1.2.2 路面强度评价沥青路面强度评价采用强度指数SSI作为评价指标。

SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值 (3)路段代表弯沉值可依据现行《公路沥青路面设计规范》[1]的有关规定计算。

根据计算的 SSI值评价既有路面的强度,路面强度评价标准请参考 JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范。

1.2.3 行驶质量评价

路面的行驶质量采用行驶质量指数 RQI作为评价指标,行驶质量指数由国际平整度指数 IRI计算[3]。

其中,BI为平整度测试设备的测试结果;a,b均为标定系数。

其中,RQI为行驶质量指数,数值范围为 0～10。如果出现负值,则 RQI值取 0;如果计算结果大于 10,RQI值取 10。

根据计算的 RQI,评价路面行驶质量,路面行驶质量评价标准请参考 JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范。

1.2.4 路面抗滑性能

路面抗滑性能采用抗滑系数作为评价指标,抗滑系数以横向力系数 SFC或摆值 BPN表示。路面抗滑性能评价标准请参考JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范。

1.2.5 路面的综合评价

路面的综合评价采用PQI作为评价指标,PQI用分项指标加权计算得出。PQI的数值范围为 0～100。其值越大,路况越好[3]。

其中,P1,P2,P3,P4为相应指标的权重,按PCI,RQI,SSI,SFC(或BPN)重要性确定,取值见《公路沥青路面养护技术规范》[3]。

根据计算的 PQI进行路面综合评价,路面综合评价标准请参考 JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范。

1.3 路面大中修方案设计

1.3.1 沥青路面大中修评判标准

《公路沥青路面养护技术规范》规定[3]：1)沥青路面在满足强度要求的前提下(路面的结构强度系数SSI为中等以上时),若高速公路及一级公路的 PCI评价为中及中以下,或者二级或二级以下公路的 PCI评价为次及次以下,应采取中修罩面措施;2)沥青路面在不满足强度要求的前提下(路面的结构强度系数 SSI为中等以下时),应采取大修补强措施以提高其承载能力;3)若高速公路及一级公路的 RQI评价为中及中以下,或者二级及二级以下公路的 RQI评价为次及次以下时,应采取罩面等措施改善路面的平整度;4)高速公路及一级公路的抗滑能力不足(SFC＜40)的路段,或二级及二级以下公路抗滑能力不足(SFC＜30或BPN＜32)的路段,应采取加铺罩面层等措施提高路表面的抗滑能力。

1.3.2 罩面设计

罩面主要适用于消除破损、完全或部分恢复原有路面平整度、改善路面性能的恢复工作。罩面厚度应根据所在路段的交通量、公路等级、路面状况、使用功能等综合确定。1)当路面状况指数、行驶质量指数在中、良等级,路面仅有轻度网裂时,可采用较薄的罩面层(1.0 cm～3.0 cm);2)当路面破损、平整度、抗滑性能三项指标都在中等以下,又要求恢复到优、良等级时,应采用较厚的罩面层(3.0 cm～5.0 cm);3)高速公路、一级公路罩面宜采用4.0 cm～5.0 cm的厚度;其他公路可采用较薄的罩面层(1.0 cm～4.0 cm)。

1.3.3 补强设计

在现有的公路等级不变的情况下,沥青路面因损坏严重、强度系数不符合要求时,应进行路面补强。加铺补强层的结构设计应根据原路面综合评价,公路等级、交通量,考虑与周围环境相协调,结合纵、横断面调坡设计等因素,选用直接加铺,或开挖原路至某一结构层,或采取加铺一层或多层沥青补强层,或加铺半刚性基层、贫混凝土基层等结构层设计方案。加铺补强层设计步骤如下：

1)按照《公路沥青路面设计规范》[1]中方法,计算原路面的当量回弹模量。

2)拟定几种可行的结构组合与结构层厚度,并通过试验或参照当地成熟经验确定各补强层的材料参数。对于高速、一级和二级公路的补强,宜采用半刚性基层加沥青混合料面层的结构形式。对于三级公路的补强,在不提高公路等级的情况下,可采用单层或多层补强结构;对于提高公路等级的情况,宜采用半刚性基层加沥青混合料面层的补强结构形式。对于四级公路的补强,可采用单层或多层的补强形式。

3)根据加铺层的类型确定设计指标,当以路表回弹弯沉为设计指标时,弯沉综合修正系数按如下公式计算[1,3],当以层底拉应力为控制指标时,仍按新建路面设计方法进行计算。

其中,Et为原路面的当量回弹模量;ls为路表计算弯沉值,取0.01mm。

4)进行技术经济比较,确定补强设计方案。

2 结语

今后我国有越来越多的路面将进入大中修阶段,本文详细地讨论了沥青路面大中修设计方法,总结如下：1)沥青路面大中修设计方法基本与新建沥青路面结构设计方法相同;2)沥青路面大中修设计,必须经过详细的路况调查,依据路况调查结果,进行路面使用品质评价,然后根据评价结果,并结合以往路面大中修工程成功的经验,得出合理的路面大中修方案;3)路面大中修过程中既有沥青混合料的再生利用有待更深入的研究。

[1]JTG D 60-2006,公路沥青路面设计规范[S].

[2]陈 林.干线公路沥青路面养护大中修工程方案设计探讨[J].公路工程与运输,2008(9)：60-64.

[3]JTJ 073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].

[4]CJJ 36-2006,城镇道路养护技术规范[S].

[5]JTG E60-2008,公路路基路面现场测试规程[S].

Research on large and m idd le repair design of asphalt pavement

XIA Yang

Large and middle repair design ofasphaltpavement was discussed,the study shows that road conditionsmust be investigated in detail,according to the pavement quality evaluation results and combining past successful experiences,taking the reasonab le road during the large andmedium repair of asphalt pavement design.

road engineering,asphalt pavement,large and middle repair design

U 416.217

A

1009-6825(2011)03-0149-02

2010-10-13

夏 漾(1984-),男,助理工程师,广东省冶金建筑设计研究院,广东广州 510080