藍(lán) 雄

(柳州市公路管理處，廣西 柳州 545000)

0 引言

以往城市道路建設(shè)側(cè)重點(diǎn)更多在數(shù)量和指標(biāo)上，但隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，道路的通車量急劇上升，如何有效地對(duì)城市在役道路進(jìn)行改建已成為業(yè)界研究的重要課題。文章結(jié)合工程實(shí)例對(duì)城市道路改建工程方案進(jìn)行研究，踐行改建內(nèi)容與現(xiàn)狀緊密結(jié)合，按照“合理、適用、可行”的原則打造最佳的配置方案。這一方面有利于縮短工期，另一方面更能從節(jié)省成本方面起到一定的成效?，F(xiàn)就如何利用現(xiàn)有道路的設(shè)施達(dá)到節(jié)省投資，避免舊路開挖對(duì)附近居民和環(huán)境的影響等做法進(jìn)行探討。

1 工程概況

柳州市現(xiàn)役的新圩至露塘路段改建項(xiàng)目長9.2 km(含一座中橋)。其通達(dá)性強(qiáng)，交通流量大，是柳江區(qū)洛滿鎮(zhèn)、露塘監(jiān)獄、鳳凰河景區(qū)進(jìn)出城的必經(jīng)之道，也是該片區(qū)與中心城區(qū)的主要聯(lián)系通道。柳州市政府為改善該區(qū)域的交通條件，籌集資金2 700萬元，對(duì)該道路進(jìn)行改建，項(xiàng)目屬于三級(jí)公路。頭尾兩段各2 km是在原有的瀝青道路基礎(chǔ)上拓寬整建，改建后的路面仍采用瀝青路面結(jié)構(gòu)。中段5.18 km為新建改直路段，采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。工程在2015年8月開工，2017年3月竣工。

2 工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

(1)為適應(yīng)日漸增大的車流量對(duì)道路載荷，為最終滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，使路面結(jié)構(gòu)滿足使用，如何利用好原有的舊路基進(jìn)行改建設(shè)計(jì)成為難點(diǎn)。

(2)在滿足使用功能的前提下，如何利用改建道路沿線的擋土墻、涵洞等構(gòu)筑物是工程設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。

(3)工程設(shè)計(jì)如何沿道路地勢、交接口等處進(jìn)行平緩對(duì)接。

3 設(shè)計(jì)方案

通過實(shí)地勘察，篩選出改建項(xiàng)目的難點(diǎn)和特點(diǎn)，結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)方案，旨在加強(qiáng)路基載荷，對(duì)路面結(jié)構(gòu)減少道路和雙側(cè)平面差距以及路基搭接等方面都進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì)。

3.1 道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該路原為瀝青道路，特別是頭尾兩段道路路基及基層尚完好，只是因道路使用年限長，路面損壞嚴(yán)重，只需要對(duì)該兩段路面進(jìn)行改造即可。為充分利用現(xiàn)有道路資源，減少投資，路面的重用和改造需要科學(xué)的調(diào)查和檢驗(yàn)方可以做出最終的使用方案。所以，在關(guān)于道路路面結(jié)構(gòu)、路面類型和面積現(xiàn)狀的工程設(shè)計(jì)階段，分別進(jìn)行了實(shí)地勘察和匯總分析，與此同時(shí)還聘請(qǐng)廣西廣達(dá)公司對(duì)將要改造的路段做量化檢測，包括：道路路面撓度值、平滑度和復(fù)合彈性模量測試等。

3.1.1 在役道路狀況調(diào)查、評(píng)論

3.1.1.1 路面通病

在役路面結(jié)構(gòu)系面層細(xì)碎瀝青混凝土3.5 cm+4 cm瀝青碎石貫入層，中層則是20 cm的級(jí)配碎石基層，下層是35 cm級(jí)配碎石底基層。除了近年來做過表面薄層瀝青覆蓋外，都沒有進(jìn)行大修。歷經(jīng)數(shù)年的通車后，因車轍壓損過度致道路通病嚴(yán)重，如表1調(diào)查數(shù)據(jù)所示，當(dāng)前路況已大大下降，強(qiáng)度堪憂，亟待改善。

表1 新圩至露塘破損路面調(diào)查表(m2)

表1道路通病調(diào)查展示的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)路面的損壞的區(qū)域達(dá)12 792 m2和調(diào)查部分的總表面積是45 686 m2。根據(jù)公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073.2-2001)，路面的全面損傷率是：

DR=D/R×100%=Dij×Kij/A×100%

(1)

式中：DR——路面綜合破損率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)；

D——調(diào)查路段內(nèi)的折合破損面積；

A——調(diào)查路段的路面總面積；

Dij——第i類損壞、j類嚴(yán)重程度的實(shí)際破損面積；

Kij——第i類損壞、j類嚴(yán)重程度的換算系數(shù)。

路面狀況指數(shù)為：

PCI=100-15×DR0.412

(2)

式中：PCI——路面狀況指數(shù)，算得為40；

DR——路面綜合破損率，算得為28%。

經(jīng)分析計(jì)算得知，第一段路面出現(xiàn)的缺陷如脫皮、網(wǎng)狀裂紋表面通病應(yīng)優(yōu)先考慮，其余3段路出現(xiàn)的疾病更多，使路面損傷程度增加。

3.1.1.2 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測與評(píng)價(jià)

為了給項(xiàng)目改建提供依據(jù)，對(duì)該段路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了檢測調(diào)查，內(nèi)容包括當(dāng)前情況的路面彎沉值和路面平整度，如表2所示。

表2 新圩至露塘路面強(qiáng)度調(diào)查表

由表2分析回彈彎沉度各段數(shù)據(jù)，可知其瀝青混凝土強(qiáng)度在第1段綜合回彈模量達(dá)336 MPa，屬于良好，其余各段需調(diào)整。另外，由平整度數(shù)據(jù)分析也可得知第1段平整度最接近平整度的標(biāo)準(zhǔn)要求5 mm，但以上4段平整度指標(biāo)均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，第3段的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是最差的，究其原因是由于路基產(chǎn)生較大變形及路面的熱穩(wěn)面料的失穩(wěn)鋪設(shè)所致。

3.1.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)和調(diào)查結(jié)果，將改造路段分為四個(gè)重要的部分來進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)：

(1)第1段由于近期有重建，所以各項(xiàng)數(shù)據(jù)接近合格值，鞏固被穩(wěn)定的石渣路面基層達(dá)20 cm，分級(jí)的碎石底基層是40 cm厚，因此測試結(jié)果表示，路面的回沉彎沉度小，較少路面病害，路面的強(qiáng)度模數(shù)高。可以充分地運(yùn)用道路的基底，并且為達(dá)到設(shè)計(jì)要求可以由中粒的瀝青混凝土AC-16增強(qiáng)層添加后可達(dá)到。

(2)第2、3段：該段位于鳳凰河4A景區(qū)內(nèi)，為保持景區(qū)的完整性以方便管理，將中段外移出景區(qū)，并對(duì)該段進(jìn)行新建改直。結(jié)構(gòu)如下：上面層22 cm水泥混凝土+1.5 cm瀝青碎石封油層；中層20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層；下層15 cm級(jí)配碎石底基層。

(3)第4段路面強(qiáng)度的水平是適度的，因此基層和底基層用于做基本層。結(jié)構(gòu)設(shè)置可以是：上層是5 cmAC-16中等成顆粒狀的瀝青混凝土；中層是6 cmAC-25粗大瀝青混凝土；基底是20 cm-4%水泥穩(wěn)定的石渣。

(4)科學(xué)合理地利用路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，充分利用路面現(xiàn)狀，縮短工程時(shí)間，可以很好地節(jié)約資源和資金。將設(shè)計(jì)方案與路面結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行比較，不需重做，減少施工廢棄物達(dá)6 200 m3，減少水泥穩(wěn)定碎石基層1 300 m3，減少碎石基層、底基層用料達(dá)4 900 m3，降低成本約310萬元。

3.2 擋土墻、涵洞的補(bǔ)強(qiáng)與加固設(shè)置

該項(xiàng)目沿路涵洞和檔土墻是20世紀(jì)90年代修建的，現(xiàn)存在著各種各樣的通病和問題。在經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查和了解以后，應(yīng)該做加強(qiáng)和加固工作，然后運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢綜合處理。

3.2.1 現(xiàn)有擋土墻加固方案

對(duì)頭尾兩個(gè)路段現(xiàn)有護(hù)肩墻內(nèi)側(cè)加筑一道50 cm寬的片石墻，并在舊墻上加高以保證路面抬高后滿足路基寬度的需求，使新舊墻連成整體，共同受力，承受荷載，如圖1所示。護(hù)肩墻加固與改造，完全滿足設(shè)計(jì)要求，觀察接近擋墻的外側(cè)房屋現(xiàn)狀沒有受到任何的影響，工程建設(shè)對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響降到最小程度。在此，原來長560 m擋土墻被允許繼續(xù)利用，從而節(jié)省投資10萬元。用舊擋土墻避免了拆遷建筑物帶來的資金與勞動(dòng)量，本次擋土墻的設(shè)計(jì)方案是獨(dú)特和有效的。

圖1 現(xiàn)有擋土墻加固方案示例圖

3.2.2 現(xiàn)有涵洞補(bǔ)強(qiáng)、加固方案

為避免對(duì)現(xiàn)有涵洞的拆除重建，降低工程造價(jià)，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，在澆筑鋼筋混凝土?xí)r，基礎(chǔ)混凝土用注膠連接在原有的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大涵洞基礎(chǔ)，建立一頂新帽臺(tái)和蓋板，加強(qiáng)涵洞的強(qiáng)度，有效治理存在的問題，提高了縱向承載的能力，增強(qiáng)了現(xiàn)有涵洞的穩(wěn)固性，避免了重建新的25 m涵洞，使施工周期大為縮短，最終項(xiàng)目成本節(jié)省16萬元，方案如圖2所示。

圖2 現(xiàn)有渠、涵洞補(bǔ)強(qiáng)、加固方案示例圖

3.3 道路與兩側(cè)地坪順接方案

該路段位于鳳凰河右岸，沖溝較多，屬高山丘陵地貌。該設(shè)計(jì)方案結(jié)合了地形道路兩邊和底層，道路采用不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高，減少道路兩側(cè)高度的差異化，確保新建的道路和原有的道路順接，方便居民和車輛通行。

3.4 新建路段存在的問題與措施

3.4.1 在路基施工過程中，經(jīng)過現(xiàn)場與設(shè)計(jì)核對(duì)后發(fā)現(xiàn)中段新建路段存在以下問題：

(1)在新建路段修改設(shè)計(jì)過程中不注意控制，K2+660的1×1.17 m混凝土蓋板涵頂高出混凝土路面高程。

(2)在K3+080路段一個(gè)3×3 m混凝土板涵洞，為解決水流方向，施工時(shí)將涵洞與道路正交改為斜交，并對(duì)路基填充高達(dá)7 m的填充段，以致涵洞長度變化后得不到涵長的補(bǔ)充。

(3)在K3+280路段處原設(shè)計(jì)需要開挖深度為2.6 m，左側(cè)原有一條鄉(xiāng)村道路需要銜接，如果按原設(shè)計(jì)進(jìn)行修建，將出現(xiàn)修建后有較大落差不能與現(xiàn)有鄉(xiāng)村道路連接。

3.4.2 新建路段應(yīng)對(duì)的措施

發(fā)現(xiàn)問題后，經(jīng)組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位再次測量核實(shí)，確認(rèn)問題將情況向上級(jí)部門匯報(bào)，在征得上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)同意的情況下，組織上述單位召開會(huì)議，研究解決辦法，提出如下解決措施：

(1)對(duì)K2+660段處涵頂過高問題，調(diào)整縱坡，將路面高度向上推墊，在混凝土路面底部與涵洞蓋板頂之間澆筑一層20 cm厚鋼筋混凝土板，以提高涵洞承載系數(shù)。

(2)基于處理K3+080段處的涵洞不夠長的問題，對(duì)施工實(shí)地的勘察與設(shè)計(jì)圖比較后，發(fā)現(xiàn)兩者之間的縱坡原始設(shè)計(jì)只有0.393%，過于平坦，因而兩處均可采用加大縱坡調(diào)整來解決這些問題。調(diào)整復(fù)位斜率為3.168%后，K3+080段處涵洞比原設(shè)計(jì)低了1.2 m，解決了涵洞長度不足的問題。

(3)在修建K3+280處時(shí)設(shè)計(jì)抬高2.3 m，解決了與鄉(xiāng)村原道路連接的問題。

4 結(jié)語

隨著新興城市化的加速，汽車擁有量迅速增加，原有的城市道路改造的需求量不斷增長，在現(xiàn)役道路改造的過程中不僅需要考慮滿足功能要求，更應(yīng)該了解工程所處地形、地勢和周邊的環(huán)境現(xiàn)狀，充分考慮現(xiàn)有設(shè)施的合理利用，縮短建設(shè)周期，減少改造量，降低工程造價(jià)，減少建筑垃圾，同時(shí)盡量減少對(duì)周邊民居和環(huán)境的干擾，打造“雙優(yōu)”工程。