黃康文

（廣西貴港市工業(yè)投資發(fā)展集團(tuán)有限公司，廣西 貴港 537000）

隨著科技的進(jìn)步和人民生活水平的日益提高，我國(guó)汽車保有量高達(dá)2.5億輛，并呈穩(wěn)步增加的趨勢(shì)。在此背景下，交通擁堵、交通環(huán)境差等問(wèn)題越來(lái)突出，原有交通設(shè)施及通行能力已無(wú)法滿足現(xiàn)今高負(fù)荷的道路運(yùn)行狀態(tài)，道路擴(kuò)建、改造等工程勢(shì)在必行[1]。道路改擴(kuò)建技術(shù)具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并成為各工程局、設(shè)計(jì)單位研究熱點(diǎn)。原有道路等級(jí)低、改造難度大，如何使改造后的道路既滿足等級(jí)性、安全性，又具有經(jīng)濟(jì)性，是改擴(kuò)建路基路面工程設(shè)計(jì)施工中所要面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。對(duì)此，文章結(jié)合設(shè)計(jì)施工中的實(shí)際工程項(xiàng)目對(duì)改擴(kuò)建路基路面工程進(jìn)行研究，為類似的路基路面工程提供理論參考依據(jù)。

1 工程概況

G324深汕合作區(qū)路段現(xiàn)狀道路為二級(jí)公路，全長(zhǎng)約21.14km，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度約16m，雙向四車道，均為水泥混凝土路面。為了有效改善道路運(yùn)行條件以及根據(jù)規(guī)劃調(diào)整，設(shè)計(jì)為城市主干道，設(shè)計(jì)速度60km/h，主線雙向六車道，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬為60m，路面采用瀝青混凝土路面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行市政化改造。項(xiàng)目地理位置圖如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

為了充分利用現(xiàn)有道路，降低工程造價(jià)，改擴(kuò)建道路路線按照舊路路線布設(shè)，采用“兩側(cè)拓寬”方式，拓寬后加鋪瀝青混凝土面層。

2 舊路路面現(xiàn)狀檢測(cè)及評(píng)估

升級(jí)改造的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證經(jīng)濟(jì)性，并且能夠充分利用項(xiàng)目所在地的相關(guān)資源，以及已有的路面結(jié)構(gòu)或工程材料。路基路面的改擴(kuò)建工程同其他土木工程一樣，應(yīng)該遵循就地取材的原則，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)道路工程的可持續(xù)發(fā)展[1]。

為判斷舊路結(jié)構(gòu)層或材料能否利用，首先應(yīng)做好原有道路的調(diào)查研究，收集原有路面的設(shè)計(jì)、施工資料，統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有交通吞吐量、交通增長(zhǎng)量，分析現(xiàn)有軸載組成；然后調(diào)查原有路面現(xiàn)狀，包括病害種類、范圍及程度，并逐樁做好記錄；再通過(guò)對(duì)面層、基層和底基層的分層取樣試驗(yàn)，研究路面損壞的原因；最后對(duì)擬利用路段進(jìn)行彎沉檢測(cè)，分析既有路面結(jié)構(gòu)承載能力[2]。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，整體路況良好，上下行方向各車道路面損壞狀況指數(shù)PCI評(píng)定等級(jí)均為優(yōu)；接縫傳荷能力以優(yōu)良和中為主；整體脫空率較低；上下行方向面層厚度偏低；舊混凝土面層彎拉強(qiáng)度略低于中等交通荷載等級(jí)的設(shè)計(jì)要求[3]。

3 新舊路基銜接處理方案及控制標(biāo)準(zhǔn)

3.1 新舊路基銜接設(shè)計(jì)

改擴(kuò)建工程在路基路面的設(shè)計(jì)中最大的難點(diǎn)是如何解決路基路面的連接問(wèn)題。其主要原因在于已建成的道路經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，路基基礎(chǔ)沉降已基本完成，而與其連接的新擴(kuò)建的路基沉降還需要一定時(shí)間才會(huì)完成，這就會(huì)導(dǎo)致新老路基之間產(chǎn)生較大錯(cuò)位，即已有路基和新建路基的連接處由于下沉幅度不一樣，路基路面易被剪切破壞，縮短了路基路面的使用壽命。同時(shí)，新老路基之間的沉降差還會(huì)造成道路運(yùn)營(yíng)時(shí)行車不安全。因此，在路基設(shè)計(jì)時(shí)減小或者消除新建路基和已有路基連接處由于沉降而產(chǎn)生的錯(cuò)位，是路基設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的最重要的問(wèn)題。

本項(xiàng)目路基為兩側(cè)拼寬，采用挖臺(tái)階拼接法，首先對(duì)拼寬范圍內(nèi)原地表30cm厚進(jìn)行清表?yè)Q填，然后清除原坡面表土或防護(hù)工程30cm，最后按原邊坡坡率進(jìn)行挖臺(tái)階。臺(tái)階寬≥1.0m，為方便新老路基接縫處的壓實(shí)，臺(tái)階內(nèi)傾，坡比控制為2%～4%，如圖2所示。

圖2 路基拓寬示意圖

路堤高度H≤0.8m時(shí)，不需做銜接處理，直接對(duì)路床進(jìn)行40cm換填處理；路堤高度H＞0.8m時(shí)，路基要挖臺(tái)階處理，路床底需鋪設(shè)一層鋼塑土工格柵；若路堤高度H＞3m時(shí)，在新老路基間在增加橫向土工格柵，提高路基的整體性，減小不均勻沉降[4]。

土工格柵展布長(zhǎng)度為6m，為防止土工格柵的滑動(dòng)，在臺(tái)階上土工格柵應(yīng)用U型鋼釘固定，在加寬路基破面土工格柵自由段反折1m以利錨固。土工格柵的鋪設(shè)與路基填土同步進(jìn)行，沿縱向在相互平行的水平面上應(yīng)分層鋪設(shè)，兩幅相鄰的土工格柵搭接寬度為20cm，搭接部位采用延伸率比較小的尼龍繩按“之”字形進(jìn)行穿綁，且上下兩層錯(cuò)開(kāi)搭接。

一般在路基的設(shè)計(jì)中，為了保證原道路的運(yùn)營(yíng)安全，隨著路基填土高度增加，還需要逐一清除邊坡種植土和施工挖臺(tái)階，必要時(shí)還要在施工過(guò)程中用插鋼板樁等措施進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，進(jìn)而保證行車的運(yùn)營(yíng)安全。

3.2 控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）拼接路基的填土采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，分層壓實(shí)，開(kāi)挖臺(tái)階及新填路基壓實(shí)度要求路床（0～80cm）96%、上路堤（80～150cm）94%，下路堤（＞150cm）93%。路基拼接時(shí)要先對(duì)路基邊部進(jìn)行處理，提高壓實(shí)度。路堤填方的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。老路存在邊溝應(yīng)完全挖除，分層壓實(shí)，壓實(shí)度逐漸過(guò)渡，至原地表的壓實(shí)度應(yīng)≥90%。

（2）已建成的舊路基中心與拓寬部分中心線的橫坡度增加值按照相關(guān)規(guī)范應(yīng)小于0.5%，即該兩點(diǎn)的工后沉降差應(yīng)＜0.5%。

（3）連接已有道路的新建路基施工后，已有路中心附加沉降增量應(yīng)＜4cm。

（4）新舊路面拼接技術(shù)研究。為改善因新老結(jié)構(gòu)差異沉降而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，緩解新老路面銜接處反射裂縫的發(fā)育，在新老路面銜接處應(yīng)進(jìn)行搭接處理[5]。根據(jù)老路路況評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)老路進(jìn)行修復(fù)，然后進(jìn)行路面搭接設(shè)計(jì)。路面搭接設(shè)計(jì)如圖3所示。

為避免路面基層出現(xiàn)縱向通縫，在新舊砼板塊連接處下現(xiàn)澆18cm×40cm的C25膨脹混凝土墊塊。既有道路路面板板端整理清潔后，按縱縫拉桿間距在既有路板厚度的中間鉆φ20mm、深41cm的孔，用水沖洗孔內(nèi)灰塵后注滿C40微膨脹水泥漿，再插入拉桿。拉桿40cm涂防銹漆，再涂油脂，外包聚氯乙烯薄膜，同時(shí)水泥砼板連接處貼上48cm的抗裂貼。

4 舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層設(shè)計(jì)方案研究

已有水泥混凝土路面的改造質(zhì)量與改造后路面的使用年限及運(yùn)營(yíng)效果密切相關(guān)，而已有水泥混凝土路面的處理方案與路面的破壞程度、改造方案及設(shè)計(jì)壽命等緊密相關(guān)。為此，根據(jù)國(guó)內(nèi)外在水泥混凝土路面改造的實(shí)際案例及成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本項(xiàng)目舊路路面所出現(xiàn)的病害，提出以下三種處理方案進(jìn)行比選。方案一：全線混凝土面板和基層重建；方案二：破碎板加鋪瀝青混凝土；方案三：不破碎板加鋪瀝青混凝土。

方案一的處理方式：首先破碎移除既有水泥混凝土面板及基層頂面16～20cm厚的水穩(wěn)碎石；然后重新加鋪水穩(wěn)碎石基層，在基層頂面設(shè)1cm厚的封層；最后攤鋪18cm厚的瀝青混凝土面層。

方案二的處理方式：首先破碎混凝土板塊，用重型膠輪壓路機(jī)壓實(shí)；然后做1cm厚的調(diào)平層封層或者鋪設(shè)20cm厚的水穩(wěn)碎石基層；最后攤鋪18cm厚的瀝青混凝土面層。

方案三的處理方式：首先處理現(xiàn)狀水泥混凝土路面；然后根據(jù)新舊路面沉降差設(shè)置瀝青調(diào)平層或者直接鋪設(shè)20cm厚的水穩(wěn)碎石基層；最后攤鋪18cm厚的瀝青混凝土面層。

圖3 路面搭接設(shè)計(jì)圖

優(yōu)點(diǎn)分析：方案一能夠徹底解決已有道路的質(zhì)量隱患，不會(huì)對(duì)全線原有橋涵等構(gòu)造物產(chǎn)生影響；方案二不僅能夠較徹底解決新老路基間的脫空問(wèn)題，而且對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響；方案三可以充分利用已經(jīng)修補(bǔ)過(guò)的板塊，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有影響。

缺點(diǎn)分析：方案一按新建瀝青路面設(shè)計(jì)，對(duì)既有道路無(wú)利用，造價(jià)高、工期較長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境及交通有很大的影響；方案二路面抬高最多，對(duì)主線及上跨橋梁影響最大，造價(jià)較高；方案三對(duì)已有道路處理的工作量仍然較大，且建設(shè)初期的造價(jià)會(huì)比較高，同時(shí)由于路面抬高較多，會(huì)對(duì)主線及上跨橋梁產(chǎn)生較大影響。

通過(guò)以上綜合比選，考慮到本工程項(xiàng)目位于城市附件、交通流量較大及路面加鋪標(biāo)高無(wú)凈空限制的實(shí)際現(xiàn)狀，并結(jié)合老路檢測(cè)資料數(shù)據(jù)，最終選擇分段式處理方案，即普通路段采用不破碎板加鋪瀝青混凝土，破損嚴(yán)重的路段采用破碎板加鋪瀝青混凝土的綜合處理方案。具體的舊路路面加鋪方案如表2所示。

表2 舊路路面加鋪方案

另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，道路加鋪前，應(yīng)先對(duì)已有的水泥路面進(jìn)行銑刨處理，進(jìn)而確保新鋪瀝青混凝土與原有路面的有效結(jié)合。

5 結(jié)論

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸?shù)然ㄐ袠I(yè)的發(fā)展越來(lái)越快，城市道路的改擴(kuò)建必將是未來(lái)幾年發(fā)展的熱點(diǎn)話題。新老路基路面的連接處理、已建道路的罩面是道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中關(guān)鍵難點(diǎn)，將會(huì)直接影響道路的使用年限及運(yùn)營(yíng)安全。文章依據(jù)G324市政化改造工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)已有道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中存在的難點(diǎn)等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行深入研究，進(jìn)而提出滿足符合實(shí)際條件且經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案及建議，以為其他相似工程提供實(shí)踐參考依據(jù)。