东毛高速公路路面结构选型分析

【摘 要】路面结构选型是路面设计的基础工作，路面设计时根据交通量及公路等级对路面强度的要求，通过经济、技术等综合比选确定路面结构类型。本文以东毛高速公路为例，着重对路面结构选型进行分析，对今后类似项目有一定的借鉴作用。

【关键词】路面结构选型

1、概述

青岛至兰州公路（宁夏境）东山坡至毛家沟段高速公路位于宁夏回族自治区境内，路线全长51公里，按双向四车道高速公路标准建设。

高等级路面国内外常见的就是沥青路面和水泥混凝土路面，通过国内外大量的建设实例可以看出，两者有利有弊，设计理论和施工工艺也都较成熟，我国也有专门的公路沥青路面和水泥混凝土路面设计规范。路面设计应贯彻全寿命周期成本理念，首先应解决的就是路面结构选型问题，本文东毛高速公路为例，对路面结构选型进行一些理论和实践分析，可供参考。

2、设计原则和设计依据

在路面设计前开展现场资料调查和收集工作，并进行了交通荷载分析，按照全寿命周期成本理念进行路面设计。根据交通量及公路等级对路面强度的要求，考虑到路面结构层坚实、耐磨、抗滑的功能要求，结合沿线气候、水文、地质及材料分布情况，本着因地制宜、就地取材、方便施工、利于养护等原则进行路面组合设计。

3、交通量及交通组成

根据《青岛至兰州公路（宁夏境）东山坡至毛家沟段工程可行性研究报告 》预测的营运第一年（即2015年）的交通量为16268辆/日(小客车)，设计年限内平均交通量年增长率5.5%，同时《工可》报告对交通组成（车型比例按折成小客车比例计算）进行了预测（基年）：小货、小客车为23.4%，中货为31.1%，大客车为11.1%，大货车为32.0%，拖挂、集装箱为3%。

4、半刚性基层结构类型选择

考虑到项目所在地石灰、粉煤灰运距远，同时二灰稳定结构施工工艺复杂，施工进度慢，对环境污染大，所以二灰稳定结构不在设计考虑范围，设计直接对水泥稳定碎石和水泥稳定砂砾进行方案比选。近几年项目所在地基础建设较多，项目沿线砂砾料源已十分匮乏，隆德县境内渝河内砂砾存量已不多，现政府正在整治，不得随意开采，所以不能满足项目需求；西吉县葫芦河内砂砾料源相对丰富，但河内的天然砂砾级配不理想，骨料偏少，如要调配至基层所需的密实级配，难度较大，质量也不能保证，所以设计推荐采用水泥稳定碎石基层结构。

5、面层结构选择

设计同时对两种路面结构方案（沥青路面和水泥混凝土路面）进行了同深度的技术经济比较。

经济必选结果：沥青路面结构每千平米建安费为319704元，水泥混凝土路面每千平米建安费为222964元。

比选时重点考虑了项目所在地区的实际情况，同时详细调查了区内已通车的G211线机场至灵武段高速公路的水泥混凝土路面的实施及运营效果。水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少等优点，同时又具有开放交通迟、修复困难、接缝跳车、行车时噪音大等缺点。项目地处六盘山阴湿地区，水泥混凝土路面接缝多，冬季路面易积雪渗水结冰，水泥混凝土路面对行车很不利。本阶段设计综合考虑了管理、设计、施工及养护等单位的意见反馈，最终确定沥青路面结构为推荐方案。

5、确定设计弯沉

路面设计时换算为标准轴载BZZ—100，设计年限内一个车道弯沉设计累计作用轴次为3116.8万次，拉应力设计累计轴次为2727.0万次，中型以上各种货车交通量3563辆/（d?车道），综合确定设计交通等级为特重交通，设计弯沉值为19.0（1/100毫米），设计年限为15年。

6、路面结构设计

路面设计以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标，同时考虑了适宜的施工厚度，综合确定主线沥青路面结构为：4cm细粒式沥青混凝土（AC－13C连续密级配）+6cm中粒式沥青混凝土（AC－20C连续密级配）+8cm粗粒式沥青混凝土（AC－25C连续密级配）+36cm水泥稳定碎石基层+ 20cm水泥稳定碎石底基层。

立交匝道路面结构为：4cm细粒式沥青混凝土（AC－13C连续密级配）+6cm中粒式沥青混凝土（AC－20C连续密级配）+30cm水泥稳定碎石基层+ 20cm水泥稳定碎石底基层。

收费广场采用钢筋混凝土路面，面层水泥混凝土设计弯拉强度5.0MPa，混凝土面板厚28厘米，基层为20厘米水泥稳定碎石，底基层为20厘米水泥稳定碎石。

7、路面结构层材料设计

考虑到本项目的交通条件、项目所在区的气候条件等因素，主线及立交匝道路面面层沥青均采用改性沥青；沥青混合料配合比设计推荐采用Superpave设计方法。福银高速同心至什字段、银川绕城高速及盐中高速公路等沥青路面都采用了Superpave设计方法，通过这几年Superpave设计方法在宁夏高等级公路上的应用，宁夏逐渐对Superpave路面有了较全面的认识，具有一定的管理和建设经验，下阶段结合试验路的研究情况及以往的管理、设计及施工经验，进行详细的沥青混合料的Superpave级配设计。

水泥稳定碎石基层选用骨架密实型混合料，7d龄期无侧限抗压强度按3～4MPa控制，底基层采用悬浮密实型，7d龄期无侧限抗压强度大于2MPa。原材料及混合料技术指标应符合规范相应要求。

8、结束语

公路路面结构选型关系到公路建设项目的投资、运营成本及路面结构的寿命，同时针对项目的实际情况，路面结构选型跟道路的服务水平也密切相关。所以路面结构设计前路面结构选型分析至关重要，本项目的路面结构选型思路值得类似项目参考和借鉴。

参考文献

[1] 公路沥青路面设计规范，人民交通出版社，JTG D50-2006。