某国道一级公路路面技术状况评价与大修方案设计

[摘要]通过对运营12年的华北某国道一级公路路面进行全面的路况调查和技术状况评定，分析了造成路面横裂、纵裂、龟裂、车辙、拥包等病害的主要原因，依据耐久、合理、经济等设计原则，并贯彻“充分利用原路强度”、节约资源、低碳环保的公路建设新理念，针对该路交通状况复杂、城镇交叉较多、原路面结构种类繁多等特点，在采用3s法对全线段落划分的基础上，提出了具有技术针对性和施工可操作性的路面大修方案。通过该大修项目实施及运营，设计方案施工方便、技术可行、经济合理。

1工程概况
某一级公路是国道线重要一段，于1999年12月在原二级公路上拓宽改建而成，总体呈由北向南走向。设计起点桩号为K814+914，终点桩号为K947+600，全长132．686km，K884+155一K891+409长7．254km，为地级市中心城区不列入大修范围，实际大修里程长为125．432km。该路段通车10多年来，虽经多年精心养护，维持了正常通行，但由于交通量和轴载逐年增大等问题的存在，导致其服务能力急剧下降，路面出现了严重病害，路面技术状况急剧下降，公路通行能力和服务水平已不能适应当地交通运输业可持续发展的需要，急需对该路段进行大修改造。
大修改造设计建设规模及技术标准维持原有路况，为全幅双向4车道一级公路，设计速度K824+000--K843+087山岭重丘区为60km／h，其他平原微丘区为lOOkm／h，K859+850--K861+650，K939+500--K947+600段9．500km路基宽度为38．5m，K91 1+368一K914+082段2．714km路基宽度为24m，K925+080--K939+500段14．420km路基宽度为27m，其余路段路基宽度为25．5m。该一级公路除部分路段为水泥混凝土路面外，其余大部分路段均为沥青路面。原设计图沥青路面结构如表1所示。由于原设计中存在多个坐标体系，且存在多处断链，表中段落桩号由原桩号体系经转换后获得，与现桩号体系有较大出入，本路面大修以现桩号体系为准。

全线收费站和部分县城村镇路段为水泥混凝土路面，其路面结构为25cm水泥混凝土面层+20cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石底基层。
由于原设计文件未查到原路面设计弯沉，大修设计中为了计算路面SSI等级，要对原路面设计弯沉进行估算。经HPDS程序计算，中心城区以北原路面设计弯沉为31．0(0．01mm)，中心城区以南原路面设计弯沉为36．6(0．01mm)。
2路面病害检测与评价
2．1交通量及交通组成
交通量是路面结构设计的主要依据之一，认真调查收集交通量资料对提高路面设计的准确性具有重要意义…。对2010年沿线各收费站和观测点的交通量和交通组成进行了调查与资料收集。调查数据主要包括沿线A，p，c和D共4个收费站观测点的各种车型(小货车、中货车、大货车、特大货、拖挂车、集装箱、小客车、大客车)的年平均日交通量(见表2)。

以A，B，c和D 4处交通量为准，对交通组成进行了统计，统计结果如图1所示。

根据计重收费轴限规定的最大值进行设计使用期为12年的累计当量轴次的计算，计算结果为：
①A K824+894，累计当量轴次4．08×10 7；②BK877+616，累计当量轴次1．55×10 7；③C K906+356，累计当量轴次2．67×101；④D K944+400，累计当量轴次2．04×10 7。
2．2路面技术状况调查
为了对该一级公路现有路面使用状况做出合理评价，并为路面大修方案制订提供可靠依据，对路面进行了破损状况、路面强度、面板脱空、钻芯取样、挖探坑等多项调查-z-。
1)破损状况调查 路面破损状况调查根据现行行业标准采用人工调查的方式进行。按《公路技术状况评定标准}JTG H20一2007的规定，调查将沥青路面破坏类型分成了11类、21种病害。水泥混凝土路面破坏类型分成了11类、20种病害。对两幅路面破损状况分别进行了调查，并且对每幅路面超车道和行车道的病害进行了统计。
2)强度检测 为了提高检测效率，路面强度采用丹麦产Dynatest FWD进行检测。沥青路面强度检测考虑了行车道和超车道病害的不利组合，每50m在轮迹处进行一次弯沉检测。水泥路面选择典型路段进行了面板接缝间传荷能力的检测，检测指标为FWD的2号传感器和3号传感器瞬时竖向位移差。

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