高速公路扩建工程路基路面设计关键技术分析

张成相

摘 要：在我国经济发展的早期，交通建设首要是解决制约经济发展的瓶颈问题，在已经建成使用的高速公路中，大多数采用的是双向四车道。随着国民经济的快速发展，早期建设的高速公路相当一部分已不能适应交通量增长和社会发展的要求，迫切需要扩大道路通行能力。通过对高速公路扩建工程中路基路面设计关键技术进行分析，以提高公路建设质量，促进交通业的发展。

关键词：高速公路扩建 路基路面设计 关键技术

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0033-02

随着国民经济的快速发展，我国高速公路的建设十分迅速，截至2016年底，我国高速公路通车里程已突破13万km。然而在我国经济发展的早期，受到建设时期社会经济水平的制约，在已经建成使用的高速公路中，大多数采用的是双向四车道。随着经济整体结构性转化稳健发展期，早期建设的高速公路相当一部分已不能适应交通量增长和社会发展的要求，迫切需要扩大道路通行能力。江苏省沪宁高速公路扩建之后，相序完成了南京机场高速、江广高速等扩建工程，京沪高速江苏段及锡宜高速等扩建也进入工程可行性研究，基于江苏省省内高速公路扩建工程，本文对扩建工程中路基路面设计关键技术、重点内容进行分析研究，以供之后的高速公路扩建工程参考。

1 原有公路路基路面调查、检测

高速公路扩建设计需建立在对原有公路进行详细的调查以及必要的检测的基础上，原有公路的现状反映出扩建工作需要处理的重难点，后期通过有针对性的设计，才能保证在充分利用原有道路路基路面的基础上，消除原有道路存在的质量病害。路基调查内容主要包括路肩、边沟清洁情况、路肩损坏情况、边坡坍塌水毁冲沟情况、路基沉降、排水系统淤塞情况。路面检测内容主要包括路面破损、路面车辙、路面平整度、路面结构强度以及探底雷达。

2 路基拼宽设计

2.1 一般路基拼宽设计

当新老路基进行拼宽衔接时，首要考虑新老路基的协调变形，先清除路基边坡松散的表土，通过开挖台阶、在台阶处设置钢塑格栅等土工材料来增加路基拼接的接触面，强化新老路基的衔接。为了减少新建路基填土自身的变形，应优先选用符合规范要求的填料，对需要改良的填料通过掺灰等方式进行处理，并在现有规范要求压实度的基础上，提高填土的压实度标准，鉴于路床的压实度标准为96%，在此基础上提高施工上较难实现，设计中可以考虑适当提高上路堤填土的压实度，同时严格控制最小压实厚度，以减小路基填土自身变形量。

2.2 特殊路基拼宽处理设计

在软土地基进行路基拼宽时，原有路基在通车数年后已基本完成地基固结沉降，随着拼宽路基附加荷载的影响，老路基将产生一定的附加沉降，新建路基未进行软土地基处理的情况下沉降量较老路基沉降量要大得多，过大的差异沉降将导致拼接路基出现纵向裂缝，最终导致路面开裂、路基失稳等一系列不良现象。

软土地基路基拼接设计时，应加强拼宽路基软土地基处理，为尽量减少拼接路基荷载对老路基的影响，避免新老路基之间出现较大的差异沉降，保证软土路基处理设计的针对性、合理性、经济性，须收集原有高速公路特殊路基处理竣工图，针对原有路基不同的地基处理方案，结合地质条件，填土高度，路段特征等因素选用经济、合理的处理方案，有效控制新老路基的总沉降量、新老路基之间的差异沉降、原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值。

（1）原有软基埋深深厚，地基处理采用刚性桩复合地基处理路段，拓宽后地基优先考虑采用刚性桩复合地基进行处理。

（2）原有软基埋深较厚，地基处理采用固结排水法或水泥土搅拌桩处理，拓宽后地基应综合比选，选择刚性桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基，或者采用轻质路基填料。

（3）对于浅层软土，优先考虑浅层置换这种简单易行、质量容易保证的方案。

3 路面设计

3.1 老路改造方案

老路面改造方案应尽可能利用原有路面，老路面的结构层组合尽可能与新路面相协调，实现新老基层和沥青面层的同步施工。同时扩建工程的实施是对老路面进行改善的大好时机，通过对老路面进行适当的重建，可以提高路面承载能力，消除老路面中存在的质量问题。

对于老路面的评价采用单项指标和总体指标的双控指标。单项指标为弯沉和雷达检测结果，对弯沉超标或雷达检测脱空的富水层和空洞区须铣刨重铺到有问题的层位。总体指标利用高速公路路面综合评价指标体RCQI，在弯沉检测或雷达检测的基础上，对于RCQI等级为优的段落结合路线纵断面设计，面层病害局部处理后直接利用；对于RCQI等级为良的段落铣刨上面层后，局部处理后加铺新路面；对于RCQI等级为中的段落铣刨上中面层；对于RCQI等级为次、差的段落，路面面层全部铣刨，基层局部处理或挖除重铺。

3.2 拼宽路面设计

扩建后高速公路外侧两车道主要行驶大型货车，路面设计应考虑分车道设计，沪宁高速公路扩建时考虑外侧两车道路面结构承担90%货车交通量，在此基础上计算分析路面组合结构及厚度。路面拼接时先将老路路面铣刨成台阶状，台阶宽度25～30cm，在拼接基层的顶面沿路线纵向铺设玻纤聚酯布以防止反射裂缝的产生。路面基层拼接开挖位置在扩建工程的影响较大，以下两种方案需建立在硬路肩充分检测评价分析的基础上论证选用。

（1）基层顶面开挖线在第二行车道线外边缘，全部挖除硬路肩，进行路面拼接，优点是处理彻底，效果好，不留隐患；缺点是铣刨料多，造价高。

（2）基层顶面开挖线在硬路肩范围内，即局部保留硬路肩，进行路面拼接，优点是工程量小，费用低；缺点是原硬路肩路面基层、底基层质量难以保证。

3.3 原有路面铣刨料的再生利用

原有公路沥青路面改造中，路面铣刨料属于不可降解物质，弃置不当还会造成大面积的环境污染。通过水泥稳定再生铣刨料用作拼宽部分沥青路面的底基层，以实现原路面材料的循环利用，江苏省省内高速公路扩建工程的实践证明，水泥稳定再生铣刨料作为路面底基层质量可以保证，通车后未发生因底基层损坏而导致的路面病害。

4 防护排水设计

防护设计根据原有路基防护效果分析不同防护型式的适用性，并吸收近年来高速公路路基防护的设计理念，优先考虑生态防护。排水主要考虑到公路排水系统的设计，对公路路基路面排水系统进行详细的分析和筹划，建立路基路面综合排水系统，应考虑恢复旧路面排水系统，如中央分隔带横向排水、超高段排水等，并根据扩建工程的实际情况，完善路基路面排水系统，避免排水对公路路基造成损坏。

5 结语

高速公路扩建项目在在原有老路的基础上进行拼寬，需要面对老路检测、评价，新老路基、路面的拼接等问题，为了有针对性地对扩建工程进行设计，本文重点分析探讨了扩建工程中路基路面设计中存在的关键问题，并提出处理方案，在充分利用原有老路路基路面的基础上优化设计，以提高公路质量。

参考文献

[1] 王翔，周鹏.路基拓宽工程的基本特征探析[J].山东工业技术，2015（10）：85.

[2] 郭华.高速公路扩建工程差异沉降控制[J].科技视界，2013（14）：144，166.

[3] 吴赞平，赵佳军，陈金东，等.沪宁高速公路扩建工程原有道路路况评价及对策研究[J].现代交通技术，2006（5）：34-39，52.

[4] 张婷.高速公路改扩建工程路面拼宽技术研究[D].长安大学，2012.

[5] 吴跃东，张超，钟光强.高速公路软基拼宽段差异沉降控制研究[J].岩土工程学报，2013（S2）：652-655.