某二级公路改建项目旧路评价及处治措施

杨彦昌 李红涛 李 良

(1.漯河市公路管理局，河南 漯河 462000；2.漯河市公路工程建设总公司，河南 漯河 462000； 3.长沙理工大学交通运输工程学院，湖南 长沙 410004)

0 引言

随着我国经济的快速发展，早期建设的公路已不能满足日益增长的交通需求，严重的影响了公路运营效率[1]。另一方面，长期的超限超载导致早期修建的公路出现严重破损，严重危及人民的生命财产安全[2]。因此，亟需对部分公路进行改扩建。在公路改扩建工程中，旧路检测与评价为公路改扩建项目的设计提供了所必需的数据和资料，为改扩建工程的规划奠定基础[3]。

1 项目概况

G240保台线北舞渡至舞钢交界段改扩建工程项目起点位于G240保台线(原S220七蚁线)与S241时南线交叉处，桩号为K119+470，三里河桥北漯河舞阳县与平顶山舞钢市交界处即为终点，桩号为K146+930，路线全长27.453 km。

2 旧路检测情况

2.1 路面破损状况检测

本次对路面破损情况采用人工调查法对路面进行了全面的调查。路面破损状况采用路面状况指数(PCI)进行评价，路面状况指数由沥青路面综合破损率(DR)计算得出。路面状况指数(PCI)是用来衡量路面破损状态的数据，PCI的计算公式为：

DR=D/A×100=∑∑DijKij/A×100

(1)

其中，DR为路面综合破损率，以百分数计；D为调查段内的折合破损面积，m2,D=∑∑DijKij；A为调查路段的路面总面积，m2；Dij为第i类破损、j类严重程度的实际破损面积，m2；Kij为第i类破损、j类严重程度的换算系数。

PCI=100-15DR0.412

(2)

路面状况指数PCI的数值范围为0～100，其值越大，路况越好。

根据路面破损情况，可将路面质量分为优、良、中、次、差5个等级[4]。按照《公路沥青路面养护技术规范》给出的路面破损状况的评价标准，PCI≥85，评价等级为优；70≤PCI≤85，评价等级为良；55≤PCI≤70，评价等级为中；40≤PCI≤55，评价等级为次；PCI<40，评价等级为差。

北舞渡至舞钢交界段K119+470～K146+923.4沥青路面PCI检测结果总评表如表1所示。

路面病害调查起点为该二级公路K119+470，终点为K146+923.4，全长27.453 km。从人工表面病害调查情况看，该路段表面路况条件极其不好，路面状况指数整体评价等级为差。该路段的病害主要形式为沉陷、车辙、纵向裂缝、横向裂缝、龟裂交织在一起连续分布，局部有坑槽、壅包。

2.2 路面平整度检测

根据公路技术状况评定标准规定，路面行驶质量的评价指标是路面行驶质量指数(RQI)。本次调查使用车载激光断面仪，对该检测段进行测试，统计出每千米的IRI结果，根据公式确定各检测段的RQI，计算公式[5]为：

IRI=a+b×BI

(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；IRI为国际平整度指数，m/km。

RQI=11.5-0.75×IRI

(4)

按照《公路沥青路面养护技术规范》给出的路面行驶质量的评价标准，RQI≥8.5，评价等级为优；7.0≤RQI<8.5，评价等级为良；5.5≤RQI<7.0，评价等级为中；4.0≤RQI<5.5，评价等级为次；RQI<4.0，评价等级为差。该段路面行驶质量指数总评表如表2所示。

表2 路面行驶质量指数RQI总评表

由表2的路面行驶质量指数总评表统计结果来看，该检测路段的路面平整度较差，路面行驶质量较差，优良率仅为43.6%，严重影响行车舒适性，并存在安全隐患。

2.3 路面抗滑性能检测

路面抗滑性能是旧路检测与评价的重要指标之一，关系着道路安全性能，通常用抗滑性能指数(SRI)来表征。本次采用摆式仪测定路面抗滑系数。

按照《公路沥青路面养护技术规范》给出的路面抗滑性能的评价标准，BPN≥42，评价等级为优；37≤BPN<42，评价等级为良；32≤BPN<37，评价等级为中；27≤BPN<32，评价等级为次；BPN<27，评价等级为差。该检测段路面抗滑性能指数总评表如表3所示。

表3 路面抗滑性能指数SRI总评表

从表3可以看出，该检测路段抗滑性能不好，影响行车的安全。

2.4 路面结构强度检测

目前我国将回弹弯沉作为高等级公路沥青混凝土路面结构强度的控制指标。本次路面结构强度检测采用落锤式弯沉仪进行检测，分别对检测路段上下行车道进行检测，检测间距为1点/25 m。每个检测点重复落锤检测两次，取两次平均值作为该点弯沉检测结果。通过设计弯沉值与实测弯沉值，计算路面结构强度指数(SSI)，对原公路结构强度进行评价。SSI的计算公式为：

(5)

其中，ld为路面设计弯沉；l0为路面实测代表弯沉。

对于二级公路，按照《公路沥青路面养护技术规范》给出路面结构强度评价标准，SSI≥0.83，评价等级为优；0.66≤SSI<0.83，评价等级为良；0.5≤SSI<0.66，评价等级为中；0.3≤SSI<0.5，评价等级为次；SSI<0.3，评价等级为差。该检测段路面结构强度指数总评表如表4所示。

表4 路面结构强度指数SSI总评表

3 道路现状病害分析

本路段破坏最为严重的是路面病害，从总体来看路面损坏主要以裂缝、龟裂、块状裂缝、松散、坑槽、局部沉陷最为普遍。造成道路病害的原因主要有以下几点。

3.1 设计的影响

近年来国道240保台线北舞渡至舞钢交界段沿线经济飞速发展，交通量增长速度超过项目立项时对远景交通量的评估。交通量的骤然增长超过沥青混凝土路面的承载能力，导致病害的出现，缩短了公路的使用寿命。

3.2 施工阶段的质量控制

路基施工时最佳含水率的影响、碾压遍数和路基压实度都会影响工程的质量，导致路面病害的产生。材料质量是沥青路面质量的保证，施工前以及施工过程中未对材料质量进行严格的控制，也会导致沥青路面产生病害。沥青混合料的拌和、运输过程如果对质量的控制不严格，可能导致沥青老化；沥青混合料摊铺、碾压施工时未达到施工要求，这些因素都会导致沥青路面产生病害。

3.3 后期养护和管理

养护工作的滞后使得路面在出现裂缝时不能得到及时的处理，在车辆荷载的作用下又加剧了路面病害的发展。纵向裂缝、横向裂缝、网格裂缝不断延伸发展，导致局部路面网裂、沉陷、出现坑槽。养护工作中，对坑槽、裂缝的处理方式不恰当，使得修补后的路面仍有网裂、沉陷出现。

3.4 超限超载破坏沥青路面

根据交通量预测结果，到远景设计2035年，全线特征年交通量预测为15 868辆/d。伴随着沿线经济的高速发展，车辆荷载明显增大，大型超载车辆日益增多，使得路面出现疲劳破坏。

4 原有公路的综合治理方案

1)对于底基层破损，弯沉值大于100×0.01 mm的路段，铣刨旧面层、旧基层和旧底基层，挖除旧路床下40 cm，先对路床进行填前碾压(20 cm厚，掺8%石灰)，再用40 cm石灰土(掺8%石灰处理)回填至路床顶，再采用2层水泥石灰综合稳定土(37 cm厚)+1层18 cm厚水泥稳定碎石(建议掺入铣刨料不多于30%)回填至旧路面平。

2)对于严重龟裂且分裂成小块、沉陷、基层破损且病害连续，弯沉值介于50×0.01 mm～100×0.01 mm之间的路段，先将原沥青混凝土面层+18 cm厚水泥稳定碎石基层铣刨，然后对原上底基层加6%水泥(建议值)进行就地冷再生处理，然后用水泥稳定碎石(建议掺入铣刨料不多于30%)回填至原路面平。

3)剩余路段直接将沥青混凝土面层和水泥稳定碎石基层加6%水泥(建议值)进行冷再生处理，压实后与原路面平。在妥善处理旧路病害后，然后全幅统一铺筑18 cm厚(20 cm厚)水泥稳定碎石基层+沥青透层+稀浆封层+5 cm中粒式沥青混凝土下面层+沥青粘层+4 cm细粒式沥青混凝土表面层进行补强。

5 结语

根据检测结果，结合评价指标，提出合理的处置方案，对原有道路进行最大程度的利用，实现了改扩建工程的经济效益最大化。

通过对旧路面病害的处理，该道路通行能力得到了极大的提升，该治理方案效果良好。