高速公路改扩建工程中的路面结构层设计

申 婵

(天津市市政工程设计研究院，天津市 300051)

1 概述

近年来，随着社会经济的快速发展，人口的增长，高速公路的交通流量随之增长迅猛，我国先期建成的4车道高速公路已出现宽度不足、路面破坏、等级过低等状况，急需拓宽改造。

津滨高速公路的出行车辆以通勤、办公为主，早、晚高峰潮汐现象明显，目前高峰小时交通量基本达到饱和，速度也有明显的下降，交通堵塞时有发生。再加上超重超载的车辆的增多，致使路面出现不同程度的破坏，影响了现有车辆的正常通行，因此要对其进行加宽改造。

2 工程现状

2.1 道路路面现状

津滨高速公路长约28 km，通过对47个孔钻芯取样，各孔按面层、水稳层、二灰碎进行分层统计分析，得出路面结构层钻芯结果。

(1)沥青混凝土面层：约25%的孔该层厚度略小于设计厚度。该层完整性好。

(2)水泥稳定级配碎石层：约51%的孔层厚大于设计厚度，仅13%的孔层厚度略小于设计厚度。该层总体完整性好。

(3)石灰粉煤灰碎石层：该层约有34%的孔层厚略小于设计厚度。该层在K1～K12里程桩号范围内整体完整性较差，在K13～K27里程桩号范围内整体完整性尚可。

图1为第4号孔的钻芯取样。

从图1中可以看出石灰粉煤灰碎石层的强度较差。

图1 第4号孔钻芯取样图

2.2 路面弯沉资料

由表1可以看出，有些段落弯沉值偏大，路面状况不好，不考虑补强，直接按新建路面施工；有的地段，弯沉值较小，可采用补强结构。

2.3 旧路路面结构

原行车道及路缘带路面结构层设计分为中湿和干燥两种干湿类型，具体设计参数如表2所列。

3 路面结构设计

3.1 设计弯沉

分析交通组成，运用Hpds2006，计算出路面设计弯沉值为19.7(0.01mm)，累计当量轴次为2.61E+07。

3.2 新建路面结构设计

3.2.1 新建路面结构

新建路面结构见图2。

3.2.2 计算结果

公路等级:高速公路

新建路面的层数:6

标准轴载:BZZ-100

计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：

第 1层路面顶面交工验收弯沉值 LS=17.4(0.01mm)

第 2层路面顶面交工验收弯沉值 LS=18.7(0.01mm)

第 3层路面顶面交工验收弯沉值 LS=20.7(0.01mm)

表1 路面弯沉资料

表2 原路面结构层设计参数

图2 新建路面结构

第 4层路面顶面交工验收弯沉值 LS=25.6(0.01mm)

第 5层路面顶面交工验收弯沉值 LS=48.3(0.01mm)

第 6层路面顶面交工验收弯沉值 LS=125.6(0.01mm)

路基顶面交工验收弯沉值LS=221.8(0.01mm)

3.3 旧路补强路面结构设计

3.3.1 旧路补强路面结构

我们认为最底基层的石灰土是完好的，在石灰土上面施做补强结构，见图3。

图3 旧路补强路面结构

3.3.2 计算结果

要想计算出旧路补强后路面的计算弯沉值，我们必须知道原路面铣刨掉二灰碎以后，二灰土的顶面回弹模量。我们假设二灰土完好，根据原路面设计弯沉为24.4(0.01 mm)，运用软件来演算二灰土的顶面回弹模量，演算得出二灰土顶面的回弹模量为68 MPa。进而可以算出旧路补强后路面的计算弯沉值为19.5(0.01 mm)。

公路等级:高速公路

新建路面的层数:5

标准轴载:BZZ-100

计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:

第 1层路面顶面交工验收弯沉值 LS=19.5(0.01mm)

第 2层路面顶面交工验收弯沉值 LS=21.4(0.01mm)

第 3层路面顶面交工验收弯沉值 LS=24.5(0.01mm)

第 4层路面顶面交工验收弯沉值 LS=33.1(0.01mm)

第 5层路面顶面交工验收弯沉值 LS=87.3(0.01mm)

路基顶面交工验收弯沉值 LS=137(0.01mm)

4 结论

通过分析，我们找到了一种计算旧路补强时旧路路面计算弯沉值的方法，通过施工验证，可以运用到以后的旧路补强工程中。

但须要指明的是，当旧路挖开以后，铣刨到二灰土，测二灰土顶面的回弹模量，如果达到了68MPa，说明二灰土完好，可以在上面进行修补，如果达不到，说明二灰土也已经被破坏，需要修补。

[1]王晓华，袁延浩，张永军，等.加宽改建公路路面结构层设计[J].科技信息，2007(17)：619-620.

[2]桂炎德.高速公路拓宽设计方法初探[J].公路，2004(7):59-64.