普通公路路面补强设计方案选择

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1、普通公路路面补强设计方案选择沙延飞（沈阳市公路规划设计院，沈阳）摘要：本文通过对各种路面补强设计方案进行对比分析、计算，提出了相应条件下路面补强设计方案的选择建议。关键词：路面补强、设计方案、半刚性基层、柔性基层1．引言随着公路网密度的不断增加，近年来普通公路大修改建工程越来越多，占公路总建设里程60%以上的比重，研究合理的路面补强设计方案意义尤其重大。本文以辽宁省普通公路改建现状为例探讨合适的解决方案。2．现状改建方案存在的问题2.1片面追求路表弯沉指标，不加分析的采用半刚性基层加铺方案旧路加铺半刚性基层确实可以有效、经济

2、的提高路表弯沉，但也存在如下问题：1．半刚性基层与下卧沥青层间接触连续问题。2．经常理论计算需要的半刚性基层厚度只需5-10厘米，但为了最小施工层厚的要求采用18厘米以上，造成浪费。3．难以兼顾全寿命周期成本的理念，远景下一个寿命周期的维修方案难以选择。4．原沥青层覆于下层，比较浪费。2.2随意放弃强度和使用寿命，简单地采用加铺罩面方案这种处理方式只能称为中修，如果原路下承层病害较重，很快会反映到罩面层，长期成本并不经济。2.3不加分析，随意采用全深式水泥冷再生等新工艺全深式冷再生技术由于受压实条件的限制，层厚只能在20厘米

3、左右，无法提供较高的路面强度和长久的使用寿命，只适用于等级较低或原路松散、基层强度严重丧失情况下的旧路改建工程。在原路面层、基层仍有一定强度的情况下，这种处理是一种浪费。同样，远景下一个寿命周期的维修方案也难以兼顾。1．关于路面补强方案确定的几个问题探讨3.1路面结构类型系数Ab值的选取《路面规范》06版规定采用半刚性基层时Ab取值为1.0、采用柔性基层时Ab取值为1.6。柔性结构层总厚度在18-30厘米之间时，Ab值可内插。该规定是因为“控制路基容许压应变相同的条件下，不同路面材料和厚度组合时，路表弯沉值不同”。《路面规范

4、》06版9.2.7条规定加铺结构设计“在确定设计弯沉值时，应根据加铺层的结构选用路面类型系数”，在实际工程实例中，经常加铺层与旧路沥青层的总厚度尚不足18厘米，此时旧路基层在维修中的结构状态判断，直接影响整体柔性结构体系是否成立的问题。3.2柔性结构路面与半刚性结构路面的结构破坏形态柔性结构路面在使用期末的结构破坏形态是沥青层层底的拉应力疲劳破坏，而柔性基层通过长期的行车压密，则是长久性结构。结构的修复主要是沥青面层的浅层修复。半刚性结构路面在使用期末的结构破坏形态是半刚性基层层底的拉应力疲劳破坏，板体基层断裂为块状，可以近

5、似认为已退化为柔性基层。但在维修年，半刚性基层是否已经退化为该种状态则需要相关指标判断。3.3容许弯沉lR与设计弯沉ld的关系容许弯沉lR的概念是结构使用期未已达完全破坏时表现出来的路表弯沉。设计弯沉ld的概念是竣工后第一年最不利季节的路表弯沉。根据《路面规范》97版条文说明中的弯沉变化曲线，可知lR=1.4ld，故可近似认为当实测旧路代表弯沉值大于1.4ld时，即可认为旧路半刚性基层已退化为柔性基层，可以按柔性基层理论进行补强层结构设计。3.4按《路面规范》86版实施的旧路结构由于经济条件所限，在辽宁按86版修建的半刚性路

6、面结构从90年代一直延续至2002年，其特点是采用路拌法施工，半刚性单基层，只控制弯沉，不控制弯拉（实际上86版规范的要求也未满足）。当时的典型结构如下：结构E值5cm细粒式沥青砼（2+3）110020cm路拌水稳砂砾45020cm天然砂砾垫层120土基25该种结构的路表容许弯沉lR=87（1/100mm），可以认为该种结构当实测代表弯沉大于87（1/100mm）时，已退化为柔性结构。3.5按《路面规范》97版实施的单基层旧路结构做为过渡时期，在2002-2004年间，辽宁省按97版规范修建了部分单基层路面结构，其特点是满足

7、97版规范的弯沉指标、不满足弯拉指标，基层采用厂拌工艺，大大提高了基层强度。当时的典型结构如下：结构E值3cm细粒式沥青砼13004cm中粒式沥青砼120020cm厂拌水稳砂砾120020cm天然砂砾垫层120土基25按此结构反算路表设计弯沉ld=66（1/100mm），对应的容许弯沉lR=1.4ld=92（1/100mm）。由于未控制弯拉，半刚性基层较易提前达到疲劳破坏状态，可认为旧路实测路表弯沉大于92（1/100mm）时，已退化为柔性结构。3.6按《路面规范》97版实施的双基层旧路结构在2004--2007年间，辽宁省

8、多数工程完全采用了97版规范，既控制弯沉又控制弯拉，所以修建了很多双基层路面。典型结构如下：结构E值3cm细粒式沥青砼13004cm中粒式沥青砼120018cm厂拌水稳砂砾120018cm厂拌水稳砂砾120020cm天然砂砾垫层120土基25按此结构反算路表设计弯沉ld=38（1/100m