某拓宽高速公路绍兴段路面整修设计方案研究★

邓绍玉 徐毅青

(浙江树人大学城建学院，浙江 杭州 310015)

1 概况

随着我国社会经济的发展,建成运营的高速公路的交通量不断增加,四车道高速公路拓宽工程也在各地方兴未艾。然而，随着交通量的增长，以及重车比例高、路基沉降等因素作用，拓宽高速公路的路面使用状况衰减迅速。高速公路公司对道路投入的养护成本均很高，养护罩面等措施往往存在缺乏针对性或措施不到位，效果不甚理想。本文研究的拓宽高速公路绍兴段存在新老路基拼接部位裂缝、三车道结构性病害问题和沉降使得公路的纵面线形指标变差等问题。本次该高速公路绍兴段路面整修的目的是路面的使用性能有实质性的改善，延长路面使用寿命，改变以往2年～3年加铺一次的状况。

2 项目基本概况

该高速公路绍兴段于2005年年底建成通车，2013年8月拓宽成35 m路基的八车道。拓宽后多次进行养护加铺，大的罩面实施过二次，平均加铺厚度均在5 cm～8 cm左右，桥头路段还经过多次接坡罩面，接坡长度50 m～100 m不等。典型的路面横断构造如图1所示。

拓宽成八车道后，单向四个车道中，一车道、二车道主要行驶中小型车，三车道、四车道主要行驶大车，轴重分布在横断方向各车道存在较明显差异。根据某路段埋设的轴载观测仪观测资料，一车道～四车道年累计标准轴次分别为800万次、1 500万次、8 000万次和5 000万次。

3 拓宽路基路段路面整修的主要问题及分析

3.1 沉降

该高速公路绍兴段地处深厚软基路段，受建设水平限制，路段内的沉降问题难以一次解决，通车至今，路基的沉降仍然以每年1 cm～3 cm的速度继续，沉降使得公路的纵面线形指标十分差，严重影响行驶舒适性。若要恢复原纵面，则大部分路段加铺厚度在40 cm以上，加上之前已经加铺的，则目前工后沉降已超过50 cm。加铺罩面对纵面线形的改善能起到一定的作用，罩面荷载将引起一定的新的沉降发生。

拓宽完成后，路基沉降仍然难以避免地继续，在理论上拓宽侧的沉降应大于老路侧，故新老路差异沉降将拼接部拉裂的现象也在所难免，事实也证明该点，三车道拼接部几乎全线不同程度均出现纵向裂缝。

3.2 三车道的路基结构强度不足

如前述，该拓宽高速公路绍兴段结构最薄弱的位置是三车道，而行驶重车最多的也是三车道。病害调查显示，三车道的病害特别是结构性病害是最多的。分析三车道先天不足，主要存在以下几个方面：1)老路硬路肩结构强度最低,最不均匀。硬路肩属于边部，施工时的压实往往存在不足的现象；老硬路肩无底基层；2)拼宽新建临近拼接部的位置，也是最难压实的部位，结构强度也弱于外侧四车道；3)拼接部位往往是脱开的。路面的拼接，新老沥青混凝土的结合都无法做到完全紧密。面层不够理想的结合，是无法抵抗重车和沉降两大作用的，而裂缝在水下渗后，进一步加剧了结构破坏。弯沉检测结果也反映三车道的平均弯沉和标准差明显大于其他车道。

3.3 三车道变形特点

三车道病害特点如图2所示。其中Ⅱ是Ⅰ的发展和延伸。

本次设计在拼接部位取芯情况显示，拼接部基本都完全松散，连面层都很难取出芯样。这同样证明了拼接部的结构强度相对要低许多。

4 路面整修方案设计及比选

4.1 基本方法和思路

根据以上分析，初步拟定了两种罩面补强思路：

1)方案一：以三车道为设计车道，按三车道实际轴载和实测弯沉代表值，进行理论计算，确定最小补强厚度，并按该最小补强厚度进行拉坡控制。病害处理对于Ⅰ类变形路段，不铣刨，罩面前铺设聚酯玻纤布；对于Ⅱ类变形路段，拼接部进行铣刨重铺，铣刨深度17 cm。2)方案二：按二、四车道中相对较差的车道为设计车道，按该车道实际轴载和实测弯沉代表值，进行理论计算，确定最小补强厚度，并按该最小补强厚度进行拉坡控制；另针对三车道，采取铣刨后做柔性基层的方法，进行补强。

两方案实施后典型断面构造如图3，图4所示。

4.2 路面整修方案比选

方案一优点为铣刨少，施工相对方便，更厚的罩面对线形改善相对有利一些，对一、二、四车道结构寿命有利。缺点为对三车道的先天不足未能彻底处理。

方案二优点为对三车道先天不足，可做较彻底的处理；三车道改造成柔性路面，适应变形能力强，拼接部纵缝发展一定程度向两侧车道线位置转移，可延缓裂缝发展速度，减轻裂缝病害程度。缺点为铣刨深度较深，施工相对复杂；三车道重做，仍然存在与二、四车道间的拼接，裂缝发生仍较难避免。

另外，在不含病害处理及其他附属工程数量的前提下，估算两者工程造价如下:方案一为9 100万元,方案二为8 600万元。

综上所述，方案二重做柔性路面基层，更有利路面耐久性，经济合理，本次拓宽高速公路绍兴段路面整修设计推荐方案二。