1现有公路技术状况
1.1病害分析①龟裂和网裂。根据对本路段的实地调查,出现龟裂和网裂的主要原因有两个方面:一是由于公路水损害造成路面基层强度偏低,重车作用下,基层断裂反射到面层形成开裂,恶性循环,基层强度逐渐降低,重车逐年增加,路表弯沉越来越大,最终导致路面被拉裂;二是沥青老化和疲劳开裂,主要表现在路面平整无显著变形,网裂较规则。②坑槽。产生的主要原因是面层出现网裂、龟裂后,由于水的侵入,使路面结构强度降低,大量车辆通过易形成唧浆,久之,重复作用,基层渐渐变薄,进而出现翻浆、坑槽等病害。③车辙和拥包。出现的主要原因是由于超载、超限车辆较多。据有关部门统计,超重车的压强在1.0~1.7MPa之间,远远超过设计压强0.7MPa,每逢夏季,路表温度较高,重车一旦通过明显出现一道车辙,若出现急刹车,往往造成路面推移而形成拥包;春融和秋雨季节,由于雨水的浸入,沥青混凝土变软,层间抗剪强度降低,重车通过时,也容易产生车辙和拥包。综上所述,本路段旧路病害严重,形成病害的主要原因是路面面层的老化和疲劳破坏,以及超载、超限车辆的大量通行,再加上过村路段排水设施不完善,水损对路面的破坏也较为严重,急需进行大中修。1.2旧路路基横断面本项目路基宽10.5m,路面宽8.5m,两侧各设1m土路肩。1.3旧路路面结构旧路于2001年进行了改建,现旧路路面结构为:4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+15cm二灰碎石+15cm石灰土稳定土。
2路基
2.1路基设计①路基设计原则及依据。该项目为二级公路标准,根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件,贯彻因地制宜、就地取材的原则,采取经济有效的病害防治措施。路基设计主要依据交通运输部颁发的有关标准、规范、规程等。②路基宽度。大中修后路基宽度与旧路一致。③路基高度。过村路段由于标高受限不能抬高,故破除新建。大修路面标高除过村段不抬高以外,其余路段路面抬高27cm左右;中修路面平均抬高4cm。④路拱坡度。现旧路路拱横坡为双向1.5%,土路肩横坡为3%,大修后与其一致。⑤路基取土和弃土。沿线不能利用的挖除旧路路面废料以及路基挖方,均应弃于指定的弃土场内或荒废的坑、塘内集中堆放并夯实,以防水土流失及对沿线造成危害。取土采用集中取土方式,尽量寻找荒地或旱地作为项目取土场。2.2路基、路面排水设计路基、路面排水依据《公路排水设计规范》(JTJ018-97)进行设计[1]。①路基排水措施。本设计本着尽量节约投资的原则,对沿线梯形土边沟,能利用的利用,能疏通的尽量疏通,完全填死路段则重新开挖,将水排到附近沟渠或涵洞。对过村路段,重新设置0.5m×0.6m的M7.5浆砌片石矩形边沟并全部盖板。在平交处设置边沟涵以保证边沟纵向排水畅通。②路面排水措施。路面水直接通过路面横坡排至两侧边沟。超高侧路面水则经过对面路面横坡流至边沟。
3路面
3.1路面设计原则及依据根据交通量、公路等级对路面的使用要求,结合沿线的气候、水文、地质及当地筑路材料的分布、典型路面结构情况,进行路面综合设计。路面设计年限按12a计,设计弯沉值30.9(0.01mm)。路面厚度计算中以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,以容许拉应力进行验算。路面设计依据部颁规范《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。3.2路面结构设计根据对京赞线的现场调查,该公路大修方案确定如下:K0+000~K0+800段、K1+600~K2+650段、K2+800~K3+800段、K4+650~K7+300段、K7+500~K13+500段、K14+400~K21+800段及K22+800~K24+826段共20.926km为一般野外段,路面结构均采用:18cm旧路冷再生+18cm水泥稳定碎石+5cm中粒式沥青混凝土(AC-20C)+4cm细粒式橡胶粉改性沥青混凝土〔ARHM13(w)〕;K0+800~K1+600段、K2+650~K2+800段、K3+800~K4+650段、K7+300~K7+500段、K13+500~K14+400段及K21+800~K22+800段共3.9km为过村路段,由于过村路段标高受限不能抬高,故将旧路破除新建,其路面结构为20cm砂砾垫层+2×18cm水泥稳定碎石+5cm中粒式沥青混凝土(AC-20C)+4cm细粒式橡胶粉改性沥青混凝土〔ARHM13(w)〕。在基层顶做沥青透层油和乳化沥青封层,在面层之间喷洒黏层油。3.3路面结构层材料组成及技术要求①沥青材料。面层沥青质量应符合《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中A级石油沥青的技术要求,标号为70号;在面层与基层之间作沥青透层油和乳化沥青封层[2]。②沥青面层的级配范围。路面面层沥青混合料的级配范围应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求,如表1所示[2]。③路面基层混合料的级配范围及强度要求。路面基层混合料的级配范围、基层的抗压强度应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求,如表2所示[2]。水泥稳定碎石水泥的剂量为3%~5.5%,施工前须作实验以进一步确定最佳含灰量,7d无侧限基层抗压强度为3.5MPa,压实度≥98%;冷再生基层7d无侧限抗压强度为3MPa,压实度≥95%。④黏层、透层、下封层。在面层之间必须喷洒黏层油,黏层油采用快裂乳化沥青,规格PC-3,用量0.6~1.0L/m2。应采用沥青洒布车喷洒,并选择合适的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定。在基层顶面必须喷洒透层油,透层油采用慢裂乳化沥青,规格PC-2,用量1.0~2.0L/m2,应在基层碾压成型后表面稍变干燥,但尚未硬化的情况下喷洒,应采用沥青洒布车一次喷洒均匀。下封层应采用稀浆封层法施工,稀浆封层采用乳化沥青作结合料,采用ES-2型,厚度6mm,且做到完全泌水。应选择坚硬、耐磨、洁净的集料,矿料级配范围应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求。3.4全深式路面就地冷再生①本项目冷再生基层,采用全深式就地冷再生,利用无机结合料水泥作为再生结合料,掺入量暂定为5%(体积)。②冷再生基层实施前应铺筑试验路段,确定工艺参数。③无机结合料稳定冷再生混合料,按照现行《公路路面基层施工技术规范》水泥稳定土混合料设计方法进行混合料设计[3]。④冷再生施工速度宜为4~10m/min,碾压完成并经检验压实度合格后的路段应立即进行养生。养生可采用湿砂、覆盖、洒水等方法。3.5施工要求施工中严格按照现行的《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)、《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)、《废轮胎橡胶沥青及混合料技术标准》(DB13/T1013-2009)等有关规程、规范中所规定的施工工艺及质量检查验收标准进行施工。下承层路面应保持干净、干燥,清扫时避免用水冲洗。橡胶粉改性沥青混合料摊铺的最低气温不低于15℃,每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。
4结语
京赞线北京界-涞水易县界段全长24.826km,是涞水一条重要干线公路。该大修工程2012年5月底动工,施工期3个多月,9月底通车,服务水平全面提高,经过一年多的运营,道路技术状况良好。
作者:王勇 单位:张家口市公路管理处