干线公路沥青路面养护大中修工程方案设计探讨
公路工程与运输
交通标准化
2008年第9期(总第181期)
干线公路沥青路面
养护大中修工程方案设计探讨
陈
林
(仪征市公路管理站,江苏仪征211900)
摘要:结合某干线路面大中修工程方案设计中的路况调查结果,对其路面使用品质加以评价,有利于得出合理的路面大中修方案。
关键词:大中修;路况调查;方案设计中图分类号:U416.217
文献标识码:A
文章编号:1002-4786(2008)09-0060-05
ResearchonSchemeDesignofTrunkHighwayAsphalt
PavementLargeandMediumMaintenance
60
CHENLin
(YizhengCityHighwayAdministrativeStation,Yizheng211900,China)
Abstract:Basedonthetrafficinvestigationresultsintheschemedesignofsometrunkhighwaylargeandmediummaintenanceengineering,thepavementusepropertyisanalyzedandevaluated.Itisinfavourofworkingoutlargeandmediummaintenanceofpavement.
Keywords:largeandmediummaintenance;pavementconditionsurvey;schemedesign1
概述
实施干线公路养护大中修工程是加强干线公路预防性养护、周期性养护,恢复和提高干线公路路况水平,促进干线公路实现良性循环的重要措施。随着我国公路建设事业的快速发展和建成营运公路里程的不断增加,合理安排公路养护大中修工程,全面提高公路服务水平,显得尤其重要,公路养护大中修工程质量的重要性也越来越受到人们的关注和重视。目前我国一些养护单位在公路养护方案的制定过程中,仅凭主观经验制定路面养护大中修方案的现象仍然存在,导致路面养护质量难以得到提高,养护资金使用效益下降。针对该情况,笔者将结合工作实践,谈谈关于干线公路沥青路面大中修工程的方案设计。
2公路沥青路面大中修工程方案设计
公路大中修工程方案设计主要包括三个步骤:
路面调查、路面使用品质评价、路面改造及加铺补强方案的确定。下面对这三个步骤的工作内容分别加以阐述。
2.1路面调查
路面调查主要为路况评价提供基础资料,为项
目制定大中修方案提供决策依据,因此路面调查是确定路面大中修方案的关键步骤,路面调查数据的准确与否直接影响到路面加铺、补强及改造方案的合理性。
路面调查主要指对相关数据资料(主要为现状道路近五年的交通量增长情况、工程竣工图纸等)的收集,包括现状交通量的观测、路面破损状况、
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路面结构强度、路面平整度、路面抗滑能力五项内摆值BPN。
容。根据需要还可增加对桥头、通道两侧以及涵洞2.2路面使用品质评价
的不均匀沉降观测[1]。
获得路面调查资料后,需要根据调查资料对路
路面破损状况调查主要指对路面裂缝、路面松面使用品质进行评价。路面现有使用质量评价的内散(包括坑槽、麻面、脱皮、啃边、松散)、路面变容包括:路面破损状况、行驶质量、强度及抗滑性形(包括沉陷、车辙、搓板、波浪、拥包)及其他类能。
型路面破损(主要为泛油、磨光、修补破损面积、2.2.1路面破损状况评价
冻胀、翻浆)的调查。路面破损的调查指标为综合路面破损状况采用路面状况指数PCI进行评价,
破损率DR。
且路面状况指数由沥青路面破损率DR计算得出,路面结构强度调查主要指对公路路面弯沉值的具体计算方法参照《公路沥青路面养护技术规范》。调查。对于高速公路和一级公路路面弯沉值的调查路面破损状况评价标准见表1。
宜采用自动弯沉仪或落锤式弯沉仪进行,同时应建表1
路面破损状况评价标准
立与贝克曼梁测定结果的对应关系;对于其他等级评价等级
的公路,则可直接采用贝克曼梁弯沉仪进行调查。评价指标优
良
中
次
差
路面强度的调查指标为路面弯沉值Ls。
路面状况指数PCI
≥85[70,85)[55,70)[40,55)<40
路面平整度调查可采用车载式检测设备进行快2.2.2路面强度评价
速检测,小范围的抽样调查可采用连续式平整度仪沥青路面强度评价常采用强度指数SSI作为评
或三米直尺检测。路面平整度调查指标为国际平整价指标,其计算公式为:
度指数IRI。
SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值
路面抗滑能力调查可采用横向力测定车或摆式具体方法可参照《公路沥青路面养护技术规范》。路仪。路面抗滑能力的调查指标为横向力系数SFC或
面强度评价标准见表2。
表2
路面强度评价标准
标准优良
中
次
差
公高速公路、其他公路高速公路、其他公路、高速公路、其他公路、高速公路、其他公路、高速公路、其他公路、评价指标
级
一级公路
等级公路
一级公路
等级公路
一级公路
等级公路
一级公路
等级公路
一级公路
等级公路
强度指数
SSI
≥1.0≥0.83[0.83,1.0)[0.66,0.83)[0.66,0.83)[0.5,0.66)[0.5,0.66)[0.3,0.5)<0.5<0.3
2.2.3路面行驶质量评价
《公路沥青路面养护技术规范》。路面抗滑能力评价路面行驶质量采用行驶指数RQI作为评价指
标准见表4。
标。行驶质量指数由国际平整度指数IRI计算,而表4
路面抗滑能力评价标准
国际平整度指数IRI的具体计算方法参照《公路沥青评价等级
优
良
中
次
差
路面养护技术规范》。路面行驶质量评价标准见表
评价指标3。
横向力系数SFC
≥50[40,50)[30,40)[20,30)<20表3
路面行驶质量评价标准
摆值BPN
≥42[37,42)
[32,37)
[27,32)
<27
评价等级
优
良
中
次
差
评价指标
2.2.5路面的综合评价
行驶质量指数RQI≥8.5[7.0,8.5)[5.5,7.0)[4.0,5.5)<4.0
路面的综合评价采用PQI作为评价指标。PQI
用分项指标加权计算得出,且PQI的数值范围为0~
2.2.4路面抗滑性能评价
100,一般其值越大,表明路况越好,具体计算方
路面抗滑性能采用抗滑系数作为评价指标。抗
法参照《公路沥青路面养护技术规范》。路面综合评滑系数以横向力系数SFC或摆式仪的摆值BPN表价标准见表5。各项评价内容所用的指标及其关系示,且路面抗滑性能评价指标具体计算方法参照
如图1所示[1]。
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表5
评价等级
评价指标
路面综合评价指标PQI
指标调查内容评价指标
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路面综合评价标准
良
中
次
差
3.1工程概况
现列举已完成的232省道泰常公路泰兴段工程
优
来说明路面大中修方案的具体设计过程。
≥85[70,85)[55,70)[40,55)<40
232省道泰常公路泰兴段北起宁通高速公路泰
兴北互通(根思立交),向南沿济川路与泰兴北二环路交叉,转向西沿北二环路与江平线相交,继续向西后往南,折经大生镇、蒋华镇,七圩镇封圩村、至七圩汽渡码头止,公路等级为一级公路。
本次设计范围分为以下两段。
第一段起于宁通高速公路泰兴北互通,向南沿济川路与泰兴北二环路交叉止,桩号为K0+000~三块板”型式,K4+750,路线长4.75km。该段为“
路基宽35m,具体为16m快车道+2×3.5m侧分带+2×
平整度破损强度抗滑性能
IRIRQI
DRPCI
LsSSI
SFC或BPNSFC或BPN
综合指标
PQI
图1评价指标关系图
2.32.3.1
路面改造及加铺补强方案路面加宽
路面的加宽与否主要依据目前道路的服务水平
5.25m慢车道+2×0.75m土路肩。本次工程只对快车
道进行处理。
第二段路线沿北二环路向西,至桩号K14+000起向南至七圩汽渡码头止。桩号为K14+000~K33+两块板”型式,路888,路线长19.888km。该段为“
基宽25.5m,为一级公路标准断面,中间设中央分隔带宽2.0m,两侧为0.5m路缘带、2×3.75m行车道和3.0m硬路肩,两侧土路肩各宽0.75m。本项目于
及现状路面是否适应现有交通量或载重的需要。现状道路的服务水平可通过近几年交通量的实测资料及现状交通量的观测结果计算得出。如果现状道路的服务水平不能满足交通量的需要,就需要对现状路面进行加宽,反之则不需要。
62
2.3.2路面加铺补强
依据路面使用品质评价结果,在满足强度要求
2001年完成拓宽改建,全线绿化、交通安全设施完
好,路基排水系统基本完善。
的前提下(路面的结构强度系数为中等以上时),若高速公路及一级公路的路面状况指数(PCI)评价为优、良,或者二级及二级以下公路的路面状况指数评价为优、良、中时,应以日常养护为主,并对局部破损进行小修;若高速公路及一级公路的路面状况指数评价为次及次以下,应采取中修罩面措施;在不满足强度要求的前提下(路面的结构强度系数为中等以下时),应采取大修补强措施以提高其承载能力。另外,若高速公路及一级公路的行驶质量指数(RQI)评价为优、良,或者二级及二级以下的公路的行驶质量指数评价为优、良、中时,应以日常养护为主;若高速公路及一级公路的行驶质量指数(RQI)评价为中及中以下时,或者二级及二级以下的公路的行驶质量指数评价为次及次以下时,应采取罩面等措施改善路面的平整度;对于高速公路及一级公路的抗滑能力不足(SFC<40)的路段,或二级及二级以下公路抗滑能力不足(SFC<30或BPN
3.2调查与分析
3.2.1交通量调查与分析
本项目第一段为泰兴地区上宁通高速的一条重要通道,第二段通过七圩汽渡沟通苏南苏北,起到连接沪宁高速与宁通高速两个大动脉的作用。
根据泰兴市公路管理处提供的交通量观测资料(2002~2005年),经分析计算,2002~2005年的交通量变化情况如表6所示。
表6
逐年年平均日交通量及增长率统计表
200266638512
200383711088127.8
1724
247043.3
38
40
200411078
200511103
观测年份(年)交通量绝对数交通量折算数交通量增长率(%)折算标准轴载数轴载增长率(%)重车比率(%)
14366.513707.532.0308624.937
-4.62364-23.432
<32)的路段,应采取加铺罩面层的措施来提高路
面表面的抗滑能力[1]。
注:交通量折算数为小客车数量
由表6可以看出,本项目的折算小客车交通量整体上呈上升趋势,交通组成中重车比重较大,亦
3工程实例
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呈逐年上升趋势。为更直观地看出交通组成中重车的变化情况,将逐年交通组成统计如表7所示。
表7
逐年年平均日交通组成统计表
车种
图2
K0+000~K4+750段弯沉检测图
交通
量(
小型载中型载大型载小型大型载货拖辆/
日货汽车货汽车货汽车
客车
客车挂车
年份(年)
)
2002942969983319850764图3K14+000~K33+888段弯沉检测图
2003117812321470388652481第一段从宁通高速公路泰兴北互通至北二环路20041427159716655504630255交叉口,行车道为沥青混凝土路面,本次弯沉调查2005
1206
1550
1233
6356
613
145
按每车道、每100m测一个点。检测结果显示,弯由表7可看出,对交通通行能力及路面损坏最沉代表值为19.8(0.01mm),经过季节影响、湿度影大的拖挂车增长最快,客车、载货汽车也呈逐年上响及温度影响修正后的路段代表弯沉值为25(0.
升趋势。
01mm),这说明路面强度较好。沥青路面强度指数3.2.2路面病害调查
SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值,根据路面
根据调查,由于本工程于2001年完成拓宽改
强度评价标准,路面强度评价为:优。
造,路面病害较少,主要病害为横向裂缝、纵向裂第二段从K14+000至七圩汽渡公路段,检测结缝及少量龟裂、沉陷。路表平整度较好,路基稳定。
果显示,弯沉代表值为16.0(0.01mm),经过季节影第一段,从宁通高速公路泰兴北互通至北二环响、湿度影响及温度影响修正后的路段代表弯沉值路交叉口,由于该段为连接泰兴地区和宁通高速的为18(0.01mm),说明路面强度也较好[2]。根据路面交通要道,经过5年的使用,路面出现了不同程度强度评价标准,路面强度评价为:优。
的横向裂缝、纵向裂缝和不规则裂缝,局部路段出两路段具体的路面强度评价值见表8。
现了龟裂和轻微的坑槽、沉陷。老路现状最主要的表8
路面强度评价表
病害为横缝,基本为10m~15m一道,局部较密集原路面
长度处,间距在5m左右。从横缝的分布及病害的状况路线编号
桩号范围
路面强老路设计计算弯沉
当量回
(m)
度评价弯沉值弹模量来看,明显具有基层反射裂缝的特点。龟裂、坑SSI(0.01mm)(0.01mm)(MPa)
槽、沉陷等病害多为横、纵缝较严重处,随着路表1K0+000~K4+
良
水的渗入7504750
25
656,路面面层在行车时高压水的作用下,形S232
成支缝;路基也一定程度地出现了唧浆等情况,病2
K14+000~
23.8
K33+888
19888
优
18
911.2
害不断发展,形成龟裂、坑槽、沉陷等不同程度的3.2.4钻芯取样调查情况
破坏。若不进行及时处理,此类病害会呈逐步增加采用取芯法观察老路面的面层厚度完整性、基
的趋势。根据病害调查与计算结果,本段的PCI值层整体性状况、层间连续状况、成型情况,以期更约为83.7,总体评价为“良”。
好地了解老路面下部基层状况。取芯情况见表9。
第二段从K14+000至七圩汽渡公路段,此段也表9
取芯情况表
于2001年在老路的基础上进行了拓宽改造,至今未二灰碎
二灰碎石成型
沥青砼面桩号
石厚度层厚度沥青砼面备注
进行大中修,路面病害与第一段相似,主要表现为(cm)
情况(cm)
层状况横向裂缝、纵向裂缝及轻、中型龟裂,路面平整度K0+550右
芯样开裂,成
幅超车道
14.5型9.5完好沉陷较好。由于过江货车数量的增加,对路面也造成了K1+000右
一定的损坏,根据病害调查结果计算显示,本段的幅行车道
14.1成型9.4完好二灰碎石底不
是灰土K1+200左
PCI值约为80,总体评价为“良”。幅行车道
11.2开裂8.8开裂横缝,7.6m3.2.3弯沉调查与分析
K2+200右
15.3成型8.9完好二灰碎石底为
幅行车道
灰土第一段K0+000~K4+750弯沉检测结果如图2所K2+300右
16.9
芯样下8.1
完好
沉陷,二灰碎示,第二段弯沉检测结果如图3所示。
幅超车道
部开裂
石底不是灰土
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表9(续)
K3+450右
幅超车道
交通标准化
表11
龟裂上部有一块散裂有裂缝
龟裂
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的赋值、RQI′、SSI′、SFC′PCI′
PCI、RQI、SSI、BPN评定结果优
良
中
次
差
13.512.5+8.9
龟裂中间开裂,下
部断开散裂成三块,下部断开,没
有取出
7.67.0
等级
权值
K2+650左
幅超车道
坑槽
相应指标的赋值9280655030
K3+250右
幅超车道
68.6
坑槽二灰碎石底为
灰土二灰碎石底为
灰土
表12
长度(m)
路面综合评价表
原路面
路面破平整度/
路面强抗滑性
行驶质损状况
度评价能评价
量评价评价
K20+650左
幅超车道
14.519.4
成型
9.410.6
完好
路线编号桩号范围
综合
评价
K28+050左
幅行车道
成型完好PCI
1
S232
2
K0+000~
4750
K4+750K14+000~
19888
K33+888
良良
BPN
中优
RQI
优优
SSI
良优
PQI
良优
本次路面取芯均选取典型路段,芯样具有一定的代表性。根据芯样分析情况,可初步得出结论:沥青混凝土面层状况芯样完整,一般成型厚度均匀。另外,基层为二灰碎石基层,取芯时大部分芯样完整成型,有路面病害的部分芯样下部松散不成型。
能力不足,BPN<37,需要采取加铺罩面层等措施来提高路表面的抗滑能力,同时第一段部分路面出现了不同程度的横向裂缝、纵向裂缝和不规则裂缝,局部路段出现了龟裂和轻微的坑槽、沉陷,因此需要进行病害处理;第二段路面使用品质较好,仅路面破损状况评价为良,其余指标均为优,但路面出现了横向裂缝、纵向裂缝及轻、中型龟裂,因此也需进行病害处理。路面加铺补强方案见表13。
表13
路线编号
3.2.5路面抗滑性能评价
路面抗滑性能采用抗滑系数作为评价指标,从
测试结果看,第一段K0+000~K4+750的抗滑性能较差,每处平均值(BPN)为34左右,根据规范,抗滑性能评价为“中”;第二段K14+000~K33+888抗滑性能较好,每处平均值(BPN)在60以上,故由相关规范可知,抗滑性能评价为“优”。
路面加铺补强方案
长度(km)
补强及改善方案
桩号范围
64
3.2.6路面平整度评价
路面的行驶质量采用行驶质量指数(RQI)作为
S232
12
K0+000~K4+750K14+000~K33+888
4750
4cmSMA-13+1cm沥
青下封层+病害处理
评价指标,该指数由国际平整度指数(IRI)计算得出。根据测试结果,相应的计算结果见表10,其中第一段RQI为10,第二段RQI为9.7,路面行驶质量评价等级均为“优”。
表10
起讫桩号
19888稀浆封层+病害处理
4结语
232省道泰常公路泰兴段大中修工程,目前已
经施工完成,路面运营质量良好,达到了路面大中修改造的目的。根据本文对232省道泰常公路泰兴
路面行驶质量评价
长度(km)
IRI1.82.3
RQI109.7
评价等级
优优
段路面大中修工程方案的详细论述,可以得出干线公路沥青路面大中修方案设计的要点:干线公路沥青路面大中修方案的合理确定,必须经过详细的路况调查,依据路况调查结果,进行路面使用品质评价,然后根据评价结果,并结合以往路面大中修工程成功的经验,方可得出合理的路面大中修方案。参考文献
K0+000 ̄K4+750K14+000 ̄K33+888
4.75019.888
3.2.7路面综合评价
参照《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-
2001),路面的综合评价由以上四个指标综合评定,
其公式如下:
PQI=PCI′×P1+RQI′×P2+SSI′×P3+SFC′×P4
式中:P1、P2、P3、P4均为权重,取P1=0.25,
、RQI′、SSI′、SFC′P2=0.35,P3=0.1,P4=0.3;PCI′
为赋值,详见表11。
通过计算分析,路面综合评价结果如表12所示。
[1]JTJ073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].[2]JTGD50-2006,公路沥青路面设计规范[S].
作者简介:陈林(1966-),男,工程师,自1987年参加工作以来,一直从事公路工程施工、养护管理工作,近几年作为项目管理办公室主任参与了农村公路县通乡工程和养护大中修工程近7000万元的项目管理工作,且质量优良。收稿日期:2007-12-07
3.3路面加铺补强方案
根据路面使用品质评价结果,第一段由于抗滑
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