楊 婕

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

隨著我國公路網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，公路通車?yán)锍淘賱?chuàng)新高。公路管養(yǎng)工作量劇增。另一方面，隨著交通量的增加加之路面材料自身的老化，路面養(yǎng)護維修設(shè)計的重要性日益凸顯。秉承正確的設(shè)計理念，控制好關(guān)鍵設(shè)計流程，梳理常見病害類型，掌握常見設(shè)計方案，是高效準(zhǔn)確地服務(wù)于公路管養(yǎng)的時代要求。

1 設(shè)計理念

a）堅持因地制宜、就地取材、循環(huán)利用、綠色環(huán)保的原則，設(shè)計方案應(yīng)做到科學(xué)、合理、經(jīng)濟環(huán)保。

b）按照“分段設(shè)計、分類處理、合理決策”的基本要求進行方案設(shè)計。

c）統(tǒng)籌考慮交通荷載、地質(zhì)狀況、結(jié)構(gòu)組合、材料組成、結(jié)構(gòu)厚度、排水狀況和路域環(huán)境等因素，采用科學(xué)決策方法，開展路面改造方案設(shè)計。

d）采用全壽命養(yǎng)護周期經(jīng)濟分析方法，按照適度超前的原則，合理增加結(jié)構(gòu)強度儲備，做到技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)兼顧。

e）充分考慮地方路面改造工程實踐經(jīng)驗、基層管養(yǎng)管理掌握的舊路實際情況和養(yǎng)護方案建議，并結(jié)合現(xiàn)代化檢測設(shè)備得出的路面相關(guān)重要技術(shù)指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)資料，綜合評價路面技術(shù)狀況，合理選擇養(yǎng)護對策。

2 設(shè)計內(nèi)容

路面改造方案設(shè)計包括舊路調(diào)查與評價、路面病害診斷與養(yǎng)護對策選擇、養(yǎng)護方案設(shè)計等內(nèi)容。

2.1 舊路調(diào)查與評價

對擬改造路段的交通量、軸載分布、路面技術(shù)狀況、路面結(jié)構(gòu)、排水系統(tǒng)狀況、道路建養(yǎng)歷史等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行資料收集，并對其進行分析評價。

2.2 路面病害診斷與養(yǎng)護對策選擇

依據(jù)舊路調(diào)查與評價結(jié)果，合理劃分養(yǎng)護設(shè)計單元，確定各設(shè)計單元的主導(dǎo)病害類型，結(jié)合交通特點及周邊環(huán)境等分析病害產(chǎn)生原因，從而為確定設(shè)計方案提供依據(jù)。

2.3 設(shè)計方案

根據(jù)路面養(yǎng)護工程處治深度的不同，將養(yǎng)護類型劃分為功能性修復(fù)及結(jié)構(gòu)性修復(fù)兩類，其中：

a）功能性修復(fù) 針對路面結(jié)構(gòu)的一般性損壞和功能衰減進行定期的維修，以恢復(fù)至不低于路面原有技術(shù)狀況的養(yǎng)護工程。本項目中將針對現(xiàn)有路面表面層的處治及修復(fù)或單層直接加鋪罩面歸為功能性修復(fù)。

b）結(jié)構(gòu)性修復(fù) 針對瀝青路面結(jié)構(gòu)整體或部分發(fā)生嚴(yán)重破損或使用功能嚴(yán)重喪失的路段，實施的以修復(fù)瀝青路面病害，恢復(fù)路面功能且不低于原路面結(jié)構(gòu)承載能力為目的的養(yǎng)護工程。本項目中將針對現(xiàn)有路面整體面層或基層的處治及修復(fù)或兩層以上的直接加鋪歸為結(jié)構(gòu)性修復(fù)。

2.3.1 確定設(shè)計目標(biāo)

公路瀝青路面養(yǎng)護設(shè)計應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)有路況特點提出設(shè)計年限要求。

a）結(jié)構(gòu)性修復(fù)設(shè)計年限可參照表1選用，有特殊要求時可適當(dāng)調(diào)整。結(jié)構(gòu)性修復(fù)設(shè)計年限應(yīng)綜合考慮交通狀況、路面使用性能、養(yǎng)護目標(biāo)等因素進行選擇，作為路面結(jié)構(gòu)驗算的計算參數(shù)。其中，僅處治瀝青面層的養(yǎng)護措施，可選用規(guī)定下限值；既有面層及基層均進行處治的養(yǎng)護措施，可選用規(guī)定上限值。

表1 結(jié)構(gòu)性修復(fù)設(shè)計年限[1]

b）功能性修復(fù)預(yù)期使用年限可參照表2選用，有特殊要求時可適當(dāng)調(diào)整。功能性修復(fù)預(yù)期使用年限應(yīng)與養(yǎng)護目標(biāo)相匹配，結(jié)構(gòu)組合設(shè)計時應(yīng)選擇能夠滿足預(yù)期使用年限要求的結(jié)構(gòu)組合形式及材料類型。

表2 功能性修復(fù)預(yù)期使用年限

2.3.2 確定設(shè)計單元

設(shè)計單元為養(yǎng)護設(shè)計及工程實施的最小路段單元。項目路段評價分析及方案設(shè)計應(yīng)針對設(shè)計單元進行，設(shè)計單元的長度宜滿足養(yǎng)護施工最小長度的要求，同時便于后期養(yǎng)護管理，一般情況下宜為1 000 m。特殊路段，如橋面加鋪段、過村鎮(zhèn)路面標(biāo)高受限路段，設(shè)計單元的長度可根據(jù)實際情況進行確定。

2.3.3 養(yǎng)護決策模型

建議以路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)PSSI作為判斷路面結(jié)構(gòu)強度的主要參數(shù)指標(biāo)，綜合考慮山西省路況現(xiàn)狀及對原路剩余結(jié)構(gòu)強度的充分利用，將PSSI標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為70。PSSI＜70時認(rèn)為原路面結(jié)構(gòu)強度不足，PSSI≥70時認(rèn)為原路面結(jié)構(gòu)強度充足，滿足路面使用性能要求。

在以PSSI判斷路面結(jié)構(gòu)強度的基礎(chǔ)上，綜合考慮路面破損PCI及路面行駛質(zhì)量RQI等參數(shù)指標(biāo)，合理劃分路面養(yǎng)護類型。

a）一般養(yǎng)護路段 應(yīng)結(jié)合路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)、路面損壞狀況指數(shù)、路面行駛質(zhì)量指數(shù)等多項指標(biāo)及路面典型病害類型，對路況進行綜合分析，并確定路面養(yǎng)護對策。

使用說明：1.在決策模型基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮基層管理單位掌握的舊路實際狀況和地方路面改造工程實踐經(jīng)驗，綜合確定路面養(yǎng)護類型；2.對于PSSI≥70，PSSI＜70的路段，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場踏勘，取芯結(jié)果綜合判斷基層狀況（取芯位置和頻率需滿足要求）；3.鉆芯取樣分析結(jié)果應(yīng)作為輔助支撐數(shù)據(jù)，用于進一步確認(rèn)養(yǎng)護對策及養(yǎng)護方案；4.加鋪面層和基層結(jié)構(gòu)前，應(yīng)對下部結(jié)構(gòu)病害進行徹底處治；5.應(yīng)充分考慮交通量狀況，對于重載交通路段應(yīng)優(yōu)先選用承載能力較強的養(yǎng)護方案。

b）車轍專項處治路段 應(yīng)根據(jù)車轍病害成因分析結(jié)果，結(jié)合車轍深度合理選擇養(yǎng)護措施，可參考圖2的方法。

圖2 車轍專項處治路段決策方法

c）標(biāo)高受限路段 應(yīng)根據(jù)各路段位置標(biāo)高限制情況，合理選擇養(yǎng)護對策，盡量避免大開挖及舊路材料浪費，并做好新舊結(jié)構(gòu)的銜接。下挖路段應(yīng)充分調(diào)研原路資料，建議盡可能保留原路底基層。

d）其他特殊路段 橋面鋪裝、隧道路面、高填方路段、不良地基路段等特殊路段，應(yīng)結(jié)合各路段病害特點及具體條件，增加必要的勘察手段，分析病害成因，并開展專項設(shè)計。

2.3.4 推薦面層結(jié)構(gòu)厚度

面層結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)綜合考慮公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、交通量、交通組成類型等因素，并結(jié)合路面結(jié)構(gòu)力學(xué)計算結(jié)果進行確定。結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，本文總結(jié)了典型的瀝青面層結(jié)構(gòu)厚度組合方案，如表3所示。

表3 推薦瀝青面層結(jié)構(gòu)層厚度

2.3.5 推薦面層材料類型

結(jié)合山西省重載交通較為普遍，大客車及大型貨車在交通量組成中占比較大的現(xiàn)狀及設(shè)計經(jīng)驗，建議重交通荷載等級及以上交通等級路段面層材料采用改性瀝青混合料。

2.3.6 推薦結(jié)構(gòu)組合形式

路面改造結(jié)構(gòu)組合應(yīng)綜合考慮設(shè)計目標(biāo)、舊路狀況、工程造價、路面標(biāo)高及對原路附屬設(shè)施的影響等因素進行設(shè)計。

一般分為路面功能性修復(fù)和結(jié)構(gòu)性修復(fù)兩種類型。

功能性修復(fù)工程常用結(jié)構(gòu)一般有兩種方式：直接加鋪罩面和表面層銑刨重鋪。

結(jié)構(gòu)性修復(fù)常用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)損壞的情況，進行詳細(xì)設(shè)計。通過鉆芯取樣，裂縫、松散等結(jié)構(gòu)病害發(fā)育至哪一層，原則上修復(fù)至哪一層。

2.3.7 再生材料利用要求

應(yīng)加強舊路材料再生利用，并遵循以下基本要求：

a）原則上充分考慮利用舊路結(jié)構(gòu)剩余強度。

b）充分考慮路面舊料（包括面層及基層材料）回收利用。

c）應(yīng)在設(shè)計文件中明確舊料的回收地點與應(yīng)用位置。各項目路段未利用的路面廢舊材料應(yīng)集中回收，統(tǒng)一利用。

d）舊路面層及基層材料應(yīng)分別再生利用，再生材料盡量用于原結(jié)構(gòu)層位。

e）應(yīng)盡量對舊路材料進行再生利用，同時對原路面是否滿足再生工藝應(yīng)用條件，舊料來源是否充足等關(guān)鍵問題進行充分論證。

f）對于瀝青路面就地冷再生、泡沫瀝青冷再生、乳化瀝青冷再生等工藝，應(yīng)針對工程特點進行材料配合比設(shè)計，提出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

g）對于下基層采用水泥穩(wěn)定廠拌冷再生、水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)。

3 結(jié)語

國省道路面改造工程設(shè)計創(chuàng)新是品質(zhì)工程創(chuàng)建的重要環(huán)節(jié)，是全面推動公路勘察設(shè)計質(zhì)量提升，主動引入綠色公路設(shè)計理念，要注重舊路資源利用、節(jié)約投資、注重環(huán)保，重點研究路面舊料進行廠拌再生或就地再生技術(shù)，完成舊路材料的再生利用，減少資源浪費及環(huán)境污染。