改扩建公路路面结构设计优化探析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

改扩建公路路面结构设计优化探析

发表时间：2020/10/13 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张斌

[导读] 摘要：在新时代背景下，随着汽车数量的迅速增加和区域经济的快速发展，各地对交通路网提出了更高的要求，许多道路已经不能满足实际需求，对既有道路进行改扩建已成为必然趋势。

        身份证：62222319870215xxxx 陕西德尚龙路桥工程设计有限公司陕西西安 710016
        摘要：在新时代背景下，随着汽车数量的迅速增加和区域经济的快速发展，各地对交通路网提出了更高的要求，许多道路已经不能满足实际需求，对既有道路进行改扩建已成为必然趋势。路面结构是公路改扩建的重要组成部分，其结构强度直接影响公路的整体性能，因此对路面结构的设计至关重要。本文以某公路改扩建工程为例，对其路面结构设计进行了研究，以期为类似工程提供参考。
        关键词：改扩建；公路路面；结构设计；优化
        现阶段，许多公路在长期使用后逐渐出现很多病害，导致其性能逐渐下降，同时人们对交通道路的要求越来越高，因此，许多现状公路需要进行改造或扩建。重建道路为确保路面满足使用要求，并具有良好的使用寿命，需要根据重建公路的实际使用功能，着重进行路面结构设计，这不仅是提高公路质量的需要，也是促进路网的可持续发展。
        1、路面结构设计要点
        1.1 路面结构设计方案
        在本项目中，原路的线性指标相对较低，现需要按成二级公路标准改建，因此对线性指标有更高的要求。在工程设计中，由于路线指标有了很大的提高，与旧路有一定的偏差，所以有必要对偏离旧路的部分修筑新路基。对于旧路基中可以使用的部分，应采用加固或新方案进行再利用[1]。在新建路基范围，根据工可阶段的交通量预测结果，结合实际的实地调查和路面结构设计使用年限，采用相应的路面结构设计程序进行路面结构设计计算，最终确定采用4cm细粒式沥青混凝土+7cm中粒式沥青混凝土+36cm水泥稳定碎石基层+20cm级配碎石垫层复合型路面结构型式。在对部分旧路面进行再利用时，应先查阅和掌握原有道路的设计图和竣工图，然后确定所使用的路面结构层各层类型及厚度。在没有道路竣工图和道路养护数据的情况下，可通过现场岩芯取样的方式确定原路面的各层类型及厚度。在本项目中，由于旧路使用年限较长，已建道路图纸和养护资料不够完善，需要通过钻孔取芯的方式确定。根据公路沥青路面养护规范中的路面损坏状况评定表，通过PCI分段计算和处理，可以实现对路面损坏的有效评价。
        1.2 进行路面结构承载力评价
        根据公路沥青路面养护规范，结合旧路面弯沉检测结果，进行旧路路面结构强度计算，据此进行沥青路面强度评定，具体公式如下：SSI(路面结构的承载能力)=路面设计弯沉值 / 道路路段代表弯沉值，式中的路面设计弯沉值依据交通量预测结果及道路等级进行计算。根据相应的沥青路面养护规范表中具体的路面强度评价标准，可以实现对旧路面规范的有效评价。
        1.3 路面开挖及利用设计
        根据旧路破损路面和道路承载力测试，对路面取芯芯样根据破损情况抽取代表芯样进行表观与结构强度试验，根据路基强度及路面各层材料类型，进行分析损坏原因，确定是否可以继续使用。在本文的案例项目，通过压碎值和分层测试材料强度，不符合要求的结构层挖除重建或降低层位功能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        1.4 路基设计
        通过对该路基的调查，分析路基的强度、稳定性和排水特性，并对旧路基的路基土进行取样试验，判断该路基的含水率、加州比承载力（CBR）和路基土的类型。如果当地路基确实存在严重的积水情况，可以对旧路基填料实施挖除换填，待换填材料压实完成后再铺筑新的路面结构。如果路基填料含水率过高，可以有针对性地设置纵向盲沟，引导路基内的存水。如果路基强度、稳定性和排水性能不佳，需根据实际情况采取合理措施，确保路基性能满足使用要求[2]。
        1.5 交通量预测
        在实际调查和预测的交通量中，主要根据旧路交通调查结果，依据道路区域经济发展实际情况，开展交通相关的模型建立，并进行交通量预测。
        1.6 设计层厚度计算
        根据预测交通量、旧路路基顶面回弹模量或改建后未划入路面的原路路基与留用路面结构层顶面当量回弹模量，运用分层系统理论设计理论，进行路面设计结构层的厚度计算。在计算中，所使用的路面材料具有力学参数，一般需要通过相应的试验或根据以往的经验合理确定。如果旧路的填筑高度超过路面结构层总厚度∑hi，需要在路面结构层底面与旧路路基之间设置找平层，找平层厚度应满足相应规范的要求的最低厚度标准。如果在铺装加固层中，底基层与找平层材料相同，底基层与找平层可以同时铺装，不需要开挖旧路路面的结构层。如果旧路的填筑高度低于∑hi，则旧路的路面结构层应挖除，按照新建道路结构的要求进行设计。
        2、公路路面改扩建设计中的注意事项
        根据以往改扩建公路的运营状况，在新旧路面的搭接处极易出现纵向裂缝，所以有必要进行对新旧路基搭接处采取一些强化处治措施。例如，可以在新旧路基结合位置铺设土工格栅，以减少两者之间的沉降差异。如果桥梁需要加固和重复使用，而不增加桥梁本身的荷载时，桥面标高应保持不变，或适当降低原有桥面标高[3]。桥台两端旧路面开挖完成后，实施新路面结构时，应调整路线纵向坡度，保证桥头路基平顺过渡。在设计找平层的最小厚度时，应根据相应的公路沥青路面规范设计各结构层的最小厚度要求，以保证施工具有良好的精度。为防止路面明显渗水，可将填充层铺满，并在挖出的边沟内侧设计一些排水盲沟。若工程区域为季节性冰冻区域，则需检查加固后防冻层的厚度是否符合相应规范的要求。同时，为了确保充分利用旧路面，补强层的厚度应根据等效弹性模量计算每个部分的旧路面，然后路线的纵断面应根据旧路面的高程拟合，从而实现设计尽量减少填筑和开挖以节省工程投资。
        3、结束语
        综上所述，公路改扩建工程涉及范围广，内容多。既要分析考虑工程技术的可行性，又要很好地协调各部分的内容，只有这样才能避免工程后期频繁出现问题，才能使公路改扩建工程有序、高效地进行。
        参考文献
        [1]王志岗.改扩建公路路基路面设计优化措施[J].交通世界，2020(15)：24-25.
        [2]吴飞,余松.改扩建公路路面结构设计的研究[J].工程技术研究，2020，5(09)：216-217.
        [3]谢奕,刘丽.路面改扩建结构设计研究[J].交通世界，2019(36)：42-43.