二级公路升级改造一级公路路面设计方案比选

张高才

（新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830006）

引言

随着我国经济社会的迅猛发展，国省道建设里程大幅度增长，公路网络已逐步完善，老路升级改造已成为公路建设领域的发展趋势[1]。基于发展趋势，国内相当一部分二级公路需提升为一级公路。相比一般的新建公路，改扩建项目面临的问题较为复杂，其中老路路面的改造利用是制约工程建设的关键因素之一。

1 工程概况

G579线库车-拜城-玉尔滚公路工程建设（二期）项目位于新疆阿克苏地区拜城县境内，按照一级公路进行设计，设计速度100 km/h，设计交通荷载等级为中等交通，路线全长约186.293 km，其中K19+300—K114+340段采用分离式路基，左幅新建，右幅利用石油公路，限于篇幅仅以K50+000—K60+000段为例。

石油公路由塔里木油田公司建设，该工程于2015年9月建成通车，采用二级公路技术标准，设计速度80 km/h，路基宽度12.00 m，路面宽度10.00 m，路面结构为：4 cm中粒式沥青混凝土+7 cm粗粒式沥青混凝土+30 cm水泥稳定砂砾+20 cm级配砾石。

2 路面检测及评价

为确定K50+000—K60+000利用石油公路段的路面结构，首先按照《公路技术状况评定标准》（JTG 5210—2018）[2]的规定对老路路面进行现场检测；然后按照《公路沥青路面养护设计规范》（JTG 5421—2018）[3]的规定确定路面处理对策。

2.1 路面检测结果

2.1.1 路面损坏状况

路面材料性能、结构性能衰变最终表现为各种形式的病害。路面病害类型分布及发展趋势是路面性能模型的重要组成部分，也是路面病害处置方案选定的核心之一。通过现场检测路面出现横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝等病害，路面损坏状况检测结果见表1。

2.1.2 路面平整度

路面不平整所引起的车辆振动，会对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、行车速度、路面损害和交通安全等方面产生直接影响，因此，平整度是度量路面行驶质量的一项性能指标，路面平整度状况检测结果见表2。

表1 PCI评定

表2 RQI评定

2.1.3 路面车辙

车辙检测采用多功能激光路面检测仪进行检测，根据《公路技术状况评定标准》（JTG 5210—2018），沥青路面车辙采用路面车辙深度指数（RDI）作为评价指标，结果见表3。

表3 RDI评定

2.1.4 路面抗滑

路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿路面滑移所产生的抗滑力，通常抗滑性能被看作是路面的表面特性。《公路技术状况评定标准》（JTG 5210—2018）以路面车辙深度指数（SRI）作为评价指标，结果见表4。

表4 SRI评定

2.1.5 路面结构强度

公路回弹弯沉数据采用JG-2005型激光自动弯沉仪进行采集，自动采集、纵向连续检测，以每公里为评定单元。对弯沉检测数据进行统计后得到PSSI值，结果见表5。

表5 PSSI评定

2.2 路面处理对策

路面处理对策应根据不同的公路等级制定，按照《公路沥青路面养护设计规范》（JTG 5421—2018）的规定（表6、表7）进行养护类型划分，基于检测结果本项目的养护类型为修复养护。修复养护是指在沥青路面出现明显病害或部分丧失服务功能的情况下，为恢复路面技术状况而进行的修复性养护工程，分为功能性修复及结构性修复。由于K50+000—K60+000段利用的石油公路路面结构强度均为“优”“良”，表明路面结构强度衰减不大且路面损坏状况较轻，故可按照功能性修复进行处理。

表6 评价单元养护类型划分方法

表7 养护标准值参考范围

3 路面方案研究

3.1 方案一

3.1.1 加铺碎石封层+罩面方案

（1）对老路表面层进行精铣刨3 mm，既能起到清洁路表的作用又能使之形成新鲜的粗糙面提高旧路面与加铺层的黏结力。（2）铺筑碎石封层。由于老路路面结构层中未设置碎石封层，为提高路面的防水能力进行增设。（3）加铺4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13C）。

3.1.2 优缺点

（1）优点：老路路面面层不需要挖除，减少产生沥青混合料废料，对生态环境影响较小；能有效利用老路表面层强度，形成上、中、下三层沥青面层，提高路面的使用寿命。（2）缺点：直接加铺4 cm罩面后路面标高发生了变化，桥梁、明涵等构造物前后需进行过渡处理，增加施工难度。

3.2 方案二

3.2.1 表面层铣刨重铺方案

（1）对老路4 cm中粒式沥青混凝土进行铣刨；（2）铺筑碎石封层，封层作用同方案一；（3）加铺4 cm中粒式沥青混凝土（AC-16C）。

3.2.2 优缺点

优点：（1）铣刨后重新铺筑相同厚度的沥青混凝土，不改变既有路面标高，对桥梁、明涵等构造物基本无影响。（2）铣刨表面层后无需进行老路路面病害处理。缺点：（1）铣刨产生很多沥青混凝土废料，若得不到有效地处置对生态环境影响较大。（2）施工较为复杂，施工周期较长。经综合比选，两个方案改造后的路面结构均能满足预测交通量的需求，同时满足《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）[4]规定的路面组合方式及路面铺筑厚度，为工程建设提供了多种选择。由于方案二需对原有路面进行铣刨，涉及到铣刨费用、沥青混凝土废料处理费用，从经济、环保的角度考虑，方案一优势明显，且施工相对简便缩短了施工周期，因此推荐方案一作为路面设计方案。

4 结语

（1）利用旧路进行路面设计的前提是路基可完全利用，应对老路路面进行详细的调查及开展试验检测，以获取准确的基础资料。（2）按照现行规范对基础资料进行系统的归纳分析及必要的理论计算是确定老路路面处理对策的前提条件。（3）路面设计的影响因素是多方面的，前提是符合规范要求，然后从适用、经济、环保等方面进行综合比选以确定最终设计方案。