省道大中修工程路面改造探析

　　1工程概况

 

　　239省道作为江苏境内的一条重要纵向干线公路,南至高淳,北经溧阳、常州至丹阳与338省道相交,239省道连接了宁杭高速、沿江高速及沪蓉高速,常州段全长约58公里,其重要的地理位置对推动沿线经济发展具有重要的支撑作用.同时,239还承担了较大的过境交通量,其重要的地理位置,对推动区域经济发展,加快沿线乡镇的开发具有重要的支撑作用.本次拟大中修路段主要有两段(如图1所示):新北罗溪至奔牛段起自与西浦线交叉口处,向南下穿沪宁高速,止于奔牛桥,全长约9公里;儒林段位于239省道与金坛儒林北路交叉口处,全长约1.0公里.新北罗溪至奔牛段自建成通车以来,除下穿沪宁高速K10+610~K11+110路段在2013年对原有水泥路面进行了"白改黑"改造,其余路段均未进行过大中修;儒林段自2009年改造通车以来,常年损坏,需对病害原因深入分析,本次进行大修.

 

　　2路面状况调查与分析

 

　　2.1路面状况

 

　　调查路面状况调查包括记录路面病害类型、病害严重程度及病害工程量,并对原有路面的平整度、车辙和弯沉进行检测,同时搜集交通量资料和工程建设以及原有路面设计、施工、养护等方面资料,为路面大中修方案的制定提供数据支撑[1].该路段为一级公路标准,设计速度为80km/h,为沥青路面.根据西夏墅自动观测点近三年观测数据可知,该路段重车比例较大,拖挂及大货等重型交通的比例约占总交通量的12%.新北罗溪至奔牛段一般路段路面宽24m,城镇段路面宽27m,儒林段路基宽24.5m,全线路桥同宽.老路路面结构相关图纸未收集到,主要根据取芯结果进行确定.

 

　　2.2公路技术状况评定

 

　　公路技术状况评定主要对路面损坏(PCI)、路面车辙(RDI)、路面车辙(RDI)、路面行使质量(RQI)、路面结构强度(PSSI)等方面进行评定[2].通过对全线的路况调查发现,一般路段的路面病害主要是车辙、纵横向裂缝、龟裂.其中轻微裂缝已于日常的小修保养时进行临时处理,主要采取的养护方式是灌缝和局部挖补处理.根据现场调查,对病害类型、面积等进行统计.结合统计结果可以看出:K7+000~K16+600段主要路面病害为变形类病害及裂缝类病害,变形类病害比例高达76.95%.K11+000~K16+700段右幅路面PCI明显低于左幅,破损率DR明显高于左幅.K56+000~K57+000段主要病害为松散类病害及变形类病害,结合现场调查情况,该路段沥青面层大面积剥落,车辙现象严重,路面发生沉陷.针对现场病害调查及路面PCI评定,对路面行驶质量(RQI)及路面车辙深度(RDI)进行了详细测设、分析.采用自动断面激光平整度仪对路面行车道及超车道车辙深度进行调查,调查数据结果表明,该路段K7+000~K8+000、K8+000~K9+000、K11+000~K12+000段右幅车辙相对左幅较严重,K12+000~K16+700则相反;行车道部位车辙病害程度基本高于超车道部位,K11+0000~K16+700段右幅车辙程度明显大于左幅.结合现场调研,K56+000~K57+000段平均车辙深度已达23.73mm,RDI指数为45.6,车辙病害严重.路面平整度用路面行驶质量指数(RQI)评价.对比左、右幅RQI指数可知,K11+000-K12+000段左幅RQI指标相对较低,其余指标基本维持在优良.对比行车道、超车道的RQI可以看出,除K12+000~K14+000路段行车道与超车道RQI相差较大,其余路段相差较小,且大部分路段超车道路面行驶质量要高于行车道.

 

　　K56+000~K57+000左幅RQI指标评价仅为中,路面行驶质量较差,从车辙指标来看,此路段的车辙病害也较为严重.沥青路面结构强度采用路面结构强度指数(PSSI)评价.从路面结构强度检测结果来看,全线基本处于优良状态.对比左、右幅的路面结构强度指数可知,左幅路面现状强度要高于右幅,左幅基本全部处于"优"的状态,右幅强度除前面3公里处于"优"、其余均处于"良"的状态.根据路面取芯检测的结果发现,基层总体成型较差,存在松散断裂情况,部分沥青层断裂,基层与面层之间粘结分离.路面主要结构类型为:10cm沥青混凝土面层+32cm水泥稳定碎石基层.综合路面弯沉PSSI指标及钻芯成果,路面整体强度较好,基层病害主要为松散不成型,基层与面层间的粘结效果较差.K11+000~K16+700段右幅路面强度明显低于左幅.现场调查发现K56+000~K57+000段左幅病害尤为严重;经了解,该段每年都进行大量养护工作,但效果不理想,目前病害日趋严重.本次调查对该段分别进行了路面损坏、车辙、平整度、弯沉及钻芯调查,除路面松散病害严重以外,其余数据与一般路面相比均未出现较大差异,初步分析后对其地基土不良地质情况调查,主要进行了2处地质钻孔.地勘调查显示,地基土层中未出现明显不良地质层位,其主要不良地质为2-2及2-3层粉质黏土层,土体呈软塑~流塑状,埋深约6.2~9.4m,含水量24.1%~29.8%,孔隙比0.786~0.992,经判别为一般软弱土,非淤泥质土.

 

　　综合上述对各段的分析,PCI总体评价为"优"的路段,病害种类相对较少,以横向裂缝为主,且程度相对较轻,路面结构强度评价为"优",但是由于项目路运营时间较长,面层由于磨耗等原因变薄.PCI总体评价为"良"的路段,大部分PCI指标均处于70~80,相对较低,出现的病害以车辙、修补以及横、纵向裂缝为主,RDI评价基本为"良"、RQI评价"优"、"良",从取芯结果来看,部分基层出现松散不成型,整体情况均比较一般.PCI评价为"中"的路段车辙、沉陷、横向裂缝等病害较多,各指标评价基本为"良",与PCI指标评价为"良"的路段情况较为相似.PCI评定为"差"的路段情况较为复杂,虽然路面强度评价为"优",但是出现较多车辙、麻面以及波浪等病害.

 

　　3路面改造方案设计

 

　　结合路面各指标评定结果及现场调查的情况,针对不同路段、病害严重程度分别针对性的处治方案.在处治方案设计中,应遵循病害针对性、铣铇料充分利用、经济可行和安全可靠、动态设计、便于交通组织等设计原则,针对病害提出经济合理的处理方案,对部分需要铣铇路面后再处理的路段对铣铇的路面材料应充分利用,设计方案要能解决实际问题,并能在施工过程中根据实际情况调整原有设计方案[3].

 

　　3.1PCI优秀路段的处治方案

 

　　PCI指标评定为"优"的K9+000~K11+000、K14+000~K15+000路段,出现的主要病害为横向裂缝、车辙及少量纵向裂缝.对于横向裂缝处,沿裂缝发展方向开槽,开槽宽度在裂缝两侧各50cm范围,深度至基层顶面,对基层松散的进行挖除补强后在基层顶面撒喷热沥青并粘贴高性能聚酯布后回铺沥青混合料面层;对于车辙病害,铣铇老路两层沥青面层后对基层进行补强,其上回填两层沥青混合料面层;对于纵向裂缝,沿纵向裂缝发展方向开槽,开槽宽度在裂缝两侧各100cm范围,深度至下基层顶面,在下基层顶面撒布热沥青并满铺玻纤格栅,其上加铺一层水泥稳定碎石后粘贴高性能聚酯布,其后回填沥青混合料面层[4].

 

　　3. 2 PCI 良好路段的处治方案

 

　　PCI 指标评定为"良"的 K8 + 000 ~ K9 + 000、K11 + 000 ~ K14 + 000及 K15 +000 ~ K15 +600 路段,主要病害为车辙、横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝及老路修补等.对于块状裂缝,沿块状裂缝四周往外各 50cm范围开槽至基层顶面,若基层松散则采用混凝土补强,其上喷洒热沥青后满铺玻纤格栅后回填沥青混合料面层.对于老路修补路段,原老路修补路段若出现二次病害则铣铇面层及部分基层补强后重新铺筑路面,若无病害则与一般路段同样处理.

 

　　3. 3 PCI 中等路段的处治方案

 

　　PCI 指标评定为"中"K7 + 000 ~ K8 + 000 及 K16 + 500 ~ K16 + 700路段病害种类较多,除横、纵向裂缝、车辙、块状裂缝、老路修补外,还包括坑槽、松散、沉陷等.横向裂缝、纵向裂缝、车辙、块状裂缝、老路修补等病害的处理方法同上.对于坑槽、沉陷病害,应严格按"圆洞方补、斜洞正补"的原则,划出所需修补的轮廓线,处理范围适当扩大; 沿所划轮廓线开凿至坑底稳定部分,其深度不得小于原坑槽的最大深度,且至少处理至下面层; 若基层已经松散破坏,将破坏的基层清除后换填 C20 砼补强; 清除槽底、槽壁的松动部分及粉尘、杂物,并涂刷粘层沥青; 回铺沥青混合料面层[5].对于松散病害,应挖除松散的面层,基层补强后喷洒热沥青,其上重新回铺沥青混合料面层.

 

　　3. 4 PCI 差路段的处治方案

 

　　PCI 指标评定为"差"的 K56 + 000 ~ K57 + 000 路段主要病害为松散、车辙及波浪,从现场检测的情况以及对此路段养护历史的了解来看,此路段病害出现的原因比较复杂.总体思路是铣铇沥青面层,检查基层的平整度及强度,特别是车辙及波浪路段,检测基层是否出现与面层同步的不均匀沉陷.若基层出现不均匀沉陷,则开挖至路床顶面,若路床不成型则继续开挖至成型为止,回填级配碎石并压实至路床顶面,路床顶面满铺土工格栅,其上填筑水泥稳定碎石及沥青混合料面层.若基层完整无不均匀沉陷,则原沥青混合料再生后,调整配比,增强沥青与矿料间的粘附性,并在各层位间设置粘层[6].

 

　　4 结语

 

　　随着交通荷载的持续增加,许多道路都出现了路面破损问题,需要及时进行养护维修,才能阻止路面病害的扩张,延长路面的使用寿命.导致路面破损的原因很多,在制定路面养护维修方案前,有必要对路面状况进行综合评定,根据 PCI 的评价等级分路段制定相应的改造方案,合理利用资源,促进道路养护工作的良性发展.

 

　　参考文献

 

　　[1]张龙. 省道 S270 线三江至南门大桥段改造工程方案设计[J]. 广东公路交通,2016( 3) : 25 -28.

　　[2]邹华国. 国省干线公路拓宽改造方案研究[J]. 山东交通科技,2011( 1) : 53 -55.

　　[3]谢进通. 冷再生技术在省道正港线旧路改造中的应用[J]. 交通标准化,2010( 7) : 146 -149.

　　[4]卢佳斌. 国省道升级改造勘察设计的几点体会[J]. 中外公路,2008,28( 4) : 13 - 16.

　　[5]莫飞. 探讨国省道公路改造项目设计要点[J]. 黑龙江交通科技,2016( 11) : 46 - 47.

　　[6]常浩. 浅谈 340 省道金坛段路面改造方案[J]. 交通科技,2010( 10) : 49 -52