基于沥青路面加铺补强设计的论述

【摘 要】沥青路面加铺补强设计是目前干线公路升级改造工程的重点，本文通过对工程实际问题的探讨研究，从老路病害处理、加铺补强厚度的计算、纵面标高控制等方面对沥青路面加铺补强设计提出了独特的见解，以期得到针对干线公路改扩建工程中有关问题的有效解决办法，为今后的工程应用提供借鉴。

【关键词】沥青路面；加铺补强厚度；纵面标高控制

1 前言

为保证改建后路面质量，老路面加铺补强施工前应对老路弯沉进行检测，并对老路路面病害进行处理。

2 老路路面病害处理

老路路面加铺补强施工前需先对老路面病害进行处理，处理方案主要依据《沥青路面养护规范》，常用的有：（1）纵、横向裂缝：灌缝；（2）车辙：铣刨，回填基层材料；（3）龟裂、块裂：铣刨，回填基层材料；（4）坑槽、松散：按“圆洞方补、斜洞正补”的原则开槽，回填基层材料；（5）弯沉代表值达不到设计要求的路段。

铣铇沥青面层至基层表面，基层松散的必须进行基层铣刨，再重新摊铺水稳碎石基层和沥青面层。松散指使用钢钎可以较为容易戳散表面，此种情况必须进行处理。若发生争议，以取芯为准，能够取出80%完整芯样判断为非松散，可以不处理，直接用沥青混合料重新摊铺面层。

3 老路路面加铺补强设计

根据现行沥青路面设计规范，扩建工程路面结构力学计算分析体系可参照新建公路路面结构设计方法，即采用层状弹性体系进行计算分析，以路面的设计弯沉、沥青面层底面拉应力、基层底面的弯拉应力为设计的控制标准，材料的模量均采用抗压回弹模量，混合料的抗拉强度采用劈裂强度试验测试。

3.1 计算弯沉值及回弹模量

设计应根据下列情况将全线划分为若干段：

（1）将旧路面的破损形态、弯沉值、破损原因相近的划分为一个路段。

（2）在同一路段内中，若局部路段弯沉值很大，可先修补处理，再进行补强，此时，该段计算代表弯沉时可不考虑个别大点。

（3）各路段的最小长度应与施工方法相适应，不宜小于500m。在水文、土质条件复杂或需要特殊处理的路段，其分段长度可视实际情况确定。

（4）一般按1Km为单位对路况进行评价，当路况评价指标基本接近时可将路段延长。

各路段的弯沉值应采用BZZ-100标准轴载汽车，用贝克曼梁测定原有路面的弯沉值（或FWD测定） ，每20～50米测一点，弯沉值变化较大时可加密测点，每车道、每路段的测点数不少于20点。各路段的计算弯沉值应按《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》中式9.2.3计算。

确定旧路面的当量回弹模量时，应根据路段的划分，分别按照贝克曼弯沉或落锤式仪（FWD）弯沉计算各路段的当量回弹模量值。计算公式采用《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》中式9.2.6-1。

3.2 加铺补强厚度确定

3.2.1 加铺层厚度计算

现行规范中对于路面加铺厚度的计算主要采用层状弹性体系，但是对于不同的基层结构，在计算路表设计弯沉值时，基层类型系数Ab有不同的取值。

对加铺单层沥青砼加铺层的路段，加铺层厚度可采用双层体系弯沉近似公式计算。

计算与旧路面接触的补强层层底拉应力时，采用《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》中式9.2.6-2计算；计算其它补强层层底拉应力及弯沉值时，=1.0。

3.2.2 纵面标高的控制

干线公路升级改造工程为节约工程造价，应充分利用老路路面，道路平面加宽方式的对老路路面能否利用及纵面的标高控制，起着至关重要的作用，下面从两侧等宽加宽与不等宽加宽两个方面论述纵面设计时的标高控制。

3.2.2.1 两侧等宽加宽

对老路设有中央分隔带的高等级干线公路一般老路平面指标较高，通常可以满足升级改造后的路线平面线形要求，道路改造时以拓宽车道为主，为避免对老路路面的挖除、干扰，一般考虑利用老路中央分隔带在道路两侧等宽拓宽的方案。

两侧等宽拓宽设计时，应根据路中、路侧点老路实测标高，推算老路路面的现状横坡i1%，再根据补强后新路路面横坡i2%，计算得出路线纵面设计控制补强厚度H。

3.2.2.2 两侧不等宽加宽

对于无中央分隔带的道路升级为高等级公路时，为尽量避免新路中央分隔带设置时对老路路面的开挖，节约工程造价，应选择以单侧拓宽为主。

两侧不等宽加宽如图4，同样应根据路中、路侧点老路实测标高，推算老路路面的现状横坡i1%，再根据补强后新路路面横坡i2%，计算得出路线纵面设计控制补强厚度H。为确保最不利点满足最小补强厚度要求，H应取以下两者中的较大数值：

（1）H=h1+（i2%-i1）×b3（h1为根据老路路面弯沉计算得出的最小补强厚度）

（2）H=h1+（i2%-i1%）×b1+（i2%+i1%）×b2

3.3 调平层设置

老路加铺补强设计时，补强厚度的确定应同时考虑施工分层，不满足最小压实厚度或超过最大压实厚度时，需设置调平层。

根据规范对基层适宜施工厚度和最小压实厚度的规定，加铺基层按一层施工很难同时兼顾补强、调平、施工分层等因素。为了保证原行车道上的补强层厚度和满足施工分层的需要，同时考虑在施工期间，原路面强度降低因素，调平层最小厚度10cm，调平层厚度小于10cm时，铣刨或铲除旧路面面层。调平材料与同层位结构层的材料相同。

4 S123南京段加铺补强设计

S123高淳东段加铺补强设计主要根据交通量预测结果及路面强度调查结果计算得出。首先利用公式2计算得出各路段老路路面当量回弹模量如表2，其中轮胎接地压强p取0.7MPa、当量圆半径δ取10.65cm、轮板对比值m1取1.1、扩大系数m2取1。

从上表可以看出S123南京段老路路面补强设计时，并未完全按计算补强厚度控制，而通常采用经验法通过现场调查控制路面补强厚度，这不仅仅是总体设计时综合了调平、施工等各方面的因素，还考虑到现有老路状况评价指标的适应性等因素，S123南京段目前已通车三年，路面使用状况良好。

5 结束语

①总结了常见老路路面病害的处理方案，可供老路补强工程的施工参考。

②总结常规加铺层设计的设计方法、步骤及经验取值，路面性能评价时采用分公里评价方案与实际施工不符，加铺补强设计时多以现场实际情况分段。

③当沥青砼加铺层计算厚度超过15cm时，应考虑设置半刚性基层，同时沥青砼加铺层的最小厚度也不宜小于5cm。增设半刚性基层时，应重点考虑其抗裂性能。单侧拼宽时，需考虑路拱横坡的调整与恢复。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准公路路基设计规范（JTG D30一2004）人民交通出版社，2004.

[2]中华人民共和国行业标准公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）人民交通出版社，2006.

[3]中华人民共和国行业标准.公路养护技术规范（JTG H10-2009）.人民交通出版社，2009.