国省道路面大中修分车道设计探讨

谢春林

（北京建达道桥咨询有限公司 杭州 310019）

杭州某省道是杭州地区交通要道，也是经济开发区的黄金通道。通车以来，交通量增长迅速，超限车辆的剧增，严重破坏了公路路况，导致路面病害较多，主要为沥青路面龟裂、块裂、沉陷、车辙等，影响行车舒适性，存在一定的安全隐患，需要进行处治。

1 对旧路现状的调查与检测

该省道为双向4车道一级公路，现状为沥青路面，路基宽24.50 m，路面宽21.00 m。始建于1994年，在2004年对全幅路面进行过大修改造，改造后路面结构为：4 c m沥青混凝土上面层＋5 c m沥青混凝土下面层＋25 c m水泥稳定碎石基层。管养单位在2011年又对左幅行车道进行大修改造，改造措施为：挖除老路面层、基层后加铺4 c m AC-16C＋6 c m AC-20C＋22 c m水泥稳定碎石基层＋20 c m水泥稳定碎石底基层。

根据调查及检测，整条道路路面强度均较低，路面破损状况评价指标左幅路面均为差，右幅路面以中为主［1］，左右幅路面破损情况差异较大，左幅路面龟裂非常严重，分布于整幅路面，大部分路段车辙在1 c m以上。右幅路面以轻中型龟裂为主，基本无车辙。道路平整度较差，行车时存在明显颠簸，左幅平整度比右幅差。因此左幅大修以增强路面结构强度，提高面层抗车辙能力为主；右幅大修以改善路面行驶性能，延缓病害发育为主。调查状况见表1。

表1 公路使用状况评定表

2 交通组成分析

根据现有交通量观测资料，大中修设计的交通组成和代表车型见表2，图1。

表2 代表车型

图1 近5年交通量组成

根据对区域交通系统分析，项目沿线分布有3处石料场，运料车都是大型拖挂车、货车，部分车辆超载现象严重，左幅大型车以矿场外运的满载或超载车为主，右幅大型车以空载回厂的车为主，因此道路左幅路面破损远远比右幅严重。

利用收费站连续9个月的车辆超限资料和项目轴载分析成果，通过分析统计，得出左幅道路货车车辆超载的比例见表3。

表3 左幅道路货车超限比例表 %

由表3可见，左幅道路超载最严重的是特大、大型货车，超载比例达45.39%，左幅补强设计当量轴次计算时考虑45%的大货车超载50%进行计算。

大中修项目的交通量均为对项目交通流监测或现有路网进行监测分析，在项目完工后交通量会增长，且交通流分配基本与大中修前保持一致，即左幅大型车仍以矿场外运的满载或超载车为主，右幅大型车以空载回厂的车为主。

3 弯沉计算和推荐路面结构

根据交通分布特点，左幅以大型车满载或超载为主，右幅以大型车空载为主，左幅按45%的大货车超载50%计算，根据交通运输部路面10年不大修的精神，设计年限取10年。

根据交通组成分析结果，在大中修方案设计时，遵循以下原则：（1）根据交通量特征、现状路面结构、弯沉强度、病害分布等特点，进行分车道差异化设计［2］；（2）从节能环保角度出发，积极推广新材料、新工艺、新技术、新设备，在分车道设计的基础上通过对病害充分、恰当的处理和必要的结构层加铺达到设计要求，并实现老路面的充分利用［3－4］，对沥青混凝土旧料进行再生利用。

经计算［5］，左幅在设计年限内弯沉设计累计轴次为6.2×106次，路面设计弯沉值为0.262 mm（半刚性基层）。行车道提出3个大修方案，见表4。

表4 左幅行车道方案比较表

鉴于左幅行车道主要为重载交通，同时本项目位于城区，泡沫沥青方案抬高高度达20 c m，现状路面已经有42 c m水稳基层，再采用水稳补强将导致基层强度过高，容易产生反射裂缝，因此推荐采用方案三（5 c mAC-13C（SBS）＋7 c mSUP-20＋12 c m沥青碎石），为增强路面抗车辙性能，下面层添加0.3%抗车辙剂。

左幅硬路肩大修推荐方案参照行车道，先对原路面9 c m沥青混凝土面层进行统一铣刨，对25 c m水泥稳定碎石基层进行就地再生处治，然后加铺8 c m ATB-25密级配沥青碎石＋7 c m－SUP-20＋5 c mAC－13C（SBS）。

右幅在设计年限内弯沉累计轴次为2.0×106次，路面设计弯沉值为33.0 mm（半刚性基层）。行车道提出2个大修方案，见表5。鉴于右幅行车道重型车以空载为主，现状道路虽然弯沉较大，但路面破损情况一般，也不存在重型车辙路段，为节能环保、节约投资，推荐采用方案一（4 c mAC-13C＋6 c mAC-20C＋16 c m泡沫沥青冷再生）。

右幅硬路肩大修推荐方案参照行车道，先对原路面9 c m沥青混凝土面层进行统一铣刨，对基层病害进行处理，然后加铺13 c m泡沫沥青冷再生基层＋6 c mAC-20C＋4 c mAC-13C。

表5 右幅行车道方案比较表

4 经济性与耐久性

在左右幅路况及交通轴载相差很大的国省道公路大中修项目中，实现分车道路面设计具有明显的优越性。如果按照常规设计，在左右幅设计轴次及周期相同的条件下，交通轴载偏小的半幅及两侧硬路肩也需按照交通轴载偏大的半幅进行设计，直接导致结构浪费。

进行分车道设计由于充分考虑了车辆运行的特点，对于重载车辆多的半幅，由于设计当量轴次的提高，加上对路面适应重载交通的特殊设计，使得重载交通的半幅耐久性比常规设计有明显的提高，而增加的费用不足常规设计费用的12%。对于交通轴载偏小的半幅及两侧硬路肩，根据实际交通轴次进行针对性设计，比常规设计减少的费用达28%。对于整个项目而已，总的工程建设费将直接节约近16%。

综合而言，国省道路面大中修采用分车道设计既能协调各幅路面的设计周期，又可以提高重载车道的路面耐久性，还可以明显节约工程投资，值得在工程中加以实践。

5 结语

在国省道大中修设计中，由于路面呈现阴阳面，部分车道轴载特别大，按照传统的设计方法往往导致部分车道加铺厚度大，造价高。当用设计弯沉值作为设计指标时，由于各车道分布轴次不同，在理论上各车道补强厚度是不同的。采用分车道进行针对性设计，既能满足路用性能，又符合实际车载轴次分布情况，且降低成本，为今后国省道路面大中修养护设计提供了积极的借鉴意义。

［1］ JTJ H20－2007公路状况评定标准［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ 谢春林.单侧拓宽高速公路考虑交通渠化的路面设计方法［D］.上海：同济大学，2012.

［3］ 苏婷婷，呙润华，林俊舟，等.超薄沥青路面早期损害裂缝和车辙的特点分析［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2014（1）：176-180.

［4］ 廖朝华，王家强.多车道高速公路改扩建工程路面分车道设计探讨［J］.中外公路，2009（2）：241-246.

［5］ JTG D50－2006公路沥青路面设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2006.