浅谈广州市番禺区番禺大道改造工程路面设计

　　摘要：该文介绍了广州市番禺区番禺大道改造工程路面改造设计的过程，在旧路路路面改造检测及沥青罩面等方面就设计过程中遇到的问题进行了探讨。
　　关键随着广州市城市规模的不断扩大，特别是迎宾路及东环路两侧城市化建设的加快，原有按公路标准设计的道路已经不能满足两侧设施的需求，同时，过境交通与地方服务性交通交织在一起，使道路的服务功能不强，市政化改造迫在眉睫。根据番禺区政府的设想，将迎宾路－东环路－南沙大道改造成主辅结合、交通功能区分明确的一条标志性城市道路，在服务过境交通的同时，更好地服务区域内的地方交通，并促进两侧经济发展和城市建设，使之成为三产经济走廊及城市景观大道，同时，将全线改名为“番禺大道”。
　　词：技术标准道路检测沥青罩面
　　1、项目概况
　　番禺大道北起于番禺大桥，沿番禺大桥－迎宾路－东环路－南沙大道线位至万洲大桥南，路线基本呈南北走向。本次路面改造番禺大道规划道路红线宽度为80.0米，路线全长37.9公里，一期改造15公里。番禺大道整合改造后，道路中央设计为城市快速路，计算车速为80km/h，两侧增设不小于双向四车道的辅道，为城市主干道，计算车速为40km/h。
　　番禺大道改造工程主要为现有桥梁改造、迎宾路道路扩宽、塘西立交跨线桥和里仁洞跨线桥加宽及现有车行道的沥青混凝土罩面工程等。本文就改造工程路面设计展开讨论。
　　
　　2、 道路改造总体方案
　　2.1方案设计原则
　　1)根据城市规划发展方向和规划的路网交通进行设计。
　　2)在考虑城市道路整体布局和功能的同时，既要保证主线道路交通流量的快速运行，又要保证道路的服务功能，满足沿线单位及居民的出行需求。
　　3)在满足交通功能的前提下，尽可能利用原有道路设施，减少工程规模、减少用地，重点做好路面改造工作，降低工程造价。句行道的沥青罩面工程应结合经济、美观、便于施工及施工期间交通疏解等综合因素。
　　2.2纵横断面设计
　　纵断面设计的控制因素主要为：维持现状迎宾高架桥及现有跨江跨河涌桥梁；困难地段不超过5％来控制。
　　标准横断面为：
　　5m（人行道、非机动车道、侧绿化带）+11m（辅道）+4.5m（绿化带）+19m（主线）+1m（中央分隔带）+19m（主线）+4.5m（绿化带）+11m（辅道）+5m（人行道、非机动车道、侧绿化带）=80m
　　
　　
　　
　　
　　
　　标准横断面示意图
　　
　　
　　3、 路面检测
　　3.1路面检测原则
　　为了对番禺大道改扩建工程中现有路基路面的处理提供依据和技术支持，通过检测、试验等手段对番禺大道各路段进行检测调查，依此确定针对性的评价指标并建立相应评价方法。
　　3.1.1原路面设计
　　番禺大道原为水泥砼路面，后进行过沥青砼加宽、罩面，原罩面情况如下：
　　旧水泥砼路面罩面
　　上面层：4cm厚AK-13B抗滑磨耗层
　　中面层：6cm厚AC-20I
　　下面层：4cm厚AM-16
　　应力吸收膜：1.5-2.0mm厚SAMI
　　罩面厚度：14cm
　　3.1.2路面破损状况调查
　　路面的破损类型包括四种，分别为裂缝类、松散类、变形类、其它类，各种破坏类型中又包括4～5种具体的破坏形式。根据破损状况，正确区分病害类型和严重程度，计算路面综合破损率DR和路面状况指数PCI。
　　其调查方法如下：徒步查看路面破损状况，正确区分病害类型和严重程度，丈量损坏面积，按病害类型及其严重程度，记入沥青路面损坏情况调查表。
　　检测情况如下表所示：
　　                          　　
　　根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1—2001）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD040—2002）、《高速公路养护质量检评方法》（试行本）中将水泥混凝土路面破损分为11种破损，包括：破碎板、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料破损、坑洞、修补损坏、拱起、层状剥落。同时，每种病害又根据其损坏的程度分为轻度、中度、重度等级别。
　　从检测结果来看，沥青路面总体使用状况良好，路面破损较少，病害主要表现为纵、横向裂缝。并集中于第2、3、4车道，尤其是拼宽的第3车道，纵向裂缝破坏比较严重。横缝可能是由于原水泥砼路面已存在的裂缝反射至面层而形成。路面病害典型图片如下图所示：
　　沥青路面纵缝
　　               
　　
　　沥青面层下原新老路基的不均匀沉降往往造成连续纵缝的产生，横向裂缝有可能是由于原水泥砼路面已存在的裂缝反射至面层而形成。
　　番禺大道水泥路面左右幅破损均较为严重，主要以裂缝类破坏以及由裂缝引发的断板破坏为主，且均集中于第2、3车道，第1、4、5车道病害相对较少，路况较好。可能由于软基的存在，加之主干道交通量的迅猛增长，导致第2、3车道的路基产生不均匀沉降，使基层发生破坏，进而使面层产生连续纵缝、横缝等病害，导致面板破坏。
　　
　　4路面改造
　　4.1路面结构类型及主要技术要求
　　番禺大道是番禺区标志性道路，将在番禺的社会和经济生活中发挥重要作用，并且具有重要和显然的窗口示范作用。为达到这一目标，保证路面工程的长期稳定和优良的使用性能，结合交通、气候、材料、现状等具体情况，经以检测为依据研究验证，番禺大道采用沥青混凝土路面结构进行新建路面及加铺罩面处理。
　　针对番禺的气候条件和原路面目前普遍存在的汽车超载严重的情况，同时，为尽可能的发挥沥青路面结构的优越性能，上面层及中面层采用改性沥青。
　　为避免罩面路面早期出现反射裂缝和温缩开裂，同时考虑到旧路加铺、快慢车道交接和新旧路面交接。在旧路面上设置一层应力吸收膜(粘层)；在路面病害严重处下面层顶面设置一层玻璃纤维土工格栅；在快慢车道交接处和新旧路面交界处均须设置一层玻璃纤维土工格栅。
　　路面设计在加宽部分和快慢车道交接部分采用C30水泥混凝土路面过渡，消除新旧路基之间的不均匀沉降。
　　4.2路面设计主要技术标准
　　1.道路等级城市快速路(主道)、城市主干道（辅道）
　　2.交通等级特重交通
　　3．标准轴载100kN
　　4.路基回弹模量≥40Mpa
　　5．路面类型沥青混凝土路面
　　6．设计使用年限15年
　　7.表面层设计弯沉值＜25（1/100mm）
　　8.路基顶面设计弯沉值＜240（1/100mm）
　　
　　4.3路面结构设计
　　我们在设计过程中结合交通流量预测、专家意见、现有番禺大道路面结构以及多年经验总结，经计算提出以下路面结构设计方案：
　　　　
　　4.4沥青面层设计
　　新建辅道交通量相对较小，但辅道的车辆进出频繁，是加减速、停车-起动等的集中路段，从路面的耐久性和抗疲劳性能等方面考虑设计采用三层16cm厚双层改性的面层结构形式，同时三层沥青面层结构也能更好地消除反射裂隙造成的路面开裂。旧路砼路面罩面设计参考原番禺大道加铺罩面设计，即：4cmAC-13C改性沥青砼+6cmAC-20C改性沥青砼+5cmAM-16沥青碎石+1cm应力吸收膜(SAMI),共三层总厚16cm。旧路沥青路面设计采用结构为：铣刨1cm原面层后加罩4cmAC-13改性沥青砼+1cm应力吸收膜(SAMI)，原方案为2cm超薄沥青耗层，相比较而言，4cm改性沥青砼路用性能及使用寿命都较理想，且超薄耗层施工难度大，对施工质量要求高，罩面成果不易控制。
　　
　　
　　4.5其他材料的运用
　　用于水泥稳定碎石底基层与基层的碎石，应质地坚硬耐久、洁净、有良好的级配。基层碎石的公称最大粒径为26.5mm。底基层碎石的公称最大粒径为31.5mm，碎石颗粒接近立方体。细集料质地坚硬、耐久、洁净，并具有良好级配。
　　另外，在旧砼路面病害严重处需铺一层玻璃纤维土工格栅，铺设范围应超出病害严重处1m。快慢车道交接处和新旧路面交界处需铺设一层玻璃纤维土工格栅，铺设范围应超出交界处1m。
　　在对旧路面铣刨及进行病害处理后，在加铺罩面之前，应在路面上铺设应力吸收膜。
　　
　　5．原路面处理
　　1.水泥混凝土路面加铺沥青层后再加铺前的病害维修：
　　水泥混凝土路面加铺沥青后发生反射裂缝或不均匀沉降等原因造成的纵向或横向裂缝，应按裂缝的宽度分别予以维修:(a)缝宽在5mm以内时：清除缝中杂物及灰尘，将热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)灌入缝内约2/3深度，填入干净石屑或粗砂并捣实，最后将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除。(b)宽在5mm以上时：可沿裂缝边缘两侧各1~1.5m范围的沥青层切除，在水泥混凝土路面上做应力吸收层，再逐层铺筑沥青混合料层，并碾压密实。
　　水泥混凝土路面加铺层出现大面积裂缝(包括网裂)或沉陷，可选用下列维修方法：（a）挖除旧沥青层。（b）分析水泥混凝土板破损的原因，采取相应的维修措施。如：水泥混凝土板出现3mm的轻微裂缝可采用直接灌浆方法处治；对大于或等于3mm且小于15mm贯穿板厚的中等裂缝，可采取扩缝补块的方法处治；对大于或等于15mm的严重裂缝可采用挖补方法全深度补块。（c）在水泥混凝土路面上做应力吸收层。（d）铺筑沥青加铺层（e）均匀喷洒1.2～1.6kg/m2热改性沥青，立即撒单一粒径预拌碎石（沥青用量约1%）至覆盖率为80%，碾压后加铺热沥青混合料面层
　　2．混凝土板上的坑槽、不平整及严重缺陷应予以处理；板面上松散材料应扫除；不稳定破裂板也应处理。处理方法可采用常规混凝土修补方法，时间紧迫也可采用压浆法处理混凝土破坏严重处(特别是空板、翘板)。
　　3．应堵塞超过3mm宽的接缝和裂缝：3～10mm宽的缝用沥青乳液灌填；宽度超过10mm的缝先灌沥青乳液，然后用热沥青砂填实压平。
　　
　　6、结语：
　　番禺大道工程路面设计经过多轮方案设计，并且历经多次专家审查，尤其在旧沥青路面罩面的方案上经过反复论证。现阶段施工已全面展开，就现在已施工路面的检测数据证明设计是成功的，本文希望对同行在路面结构设计上能够提供参考。
　　
　　参考文献：《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006
　　《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004
　　《公路路基设计规范》JTGD30-2004