改扩建路面结构设计要点分析

文/王劲松

1 前言

在公路项目的改扩建施工阶段，为了达到应用的标准、保持较高的运行性能，必须要提升结构设计的水平。这不仅是提升公路工程质量的关键，也是促进交通运行网络达到可持续发展要求的关键性措施。

2 公路路面的主要问题分析

2.1 水泥混凝土路面的损坏与形成原因分析

水泥混凝土路面在长时间的运营后，会存在断板、裂缝、断裂、错台、边角损坏等问题，因此在实际管理时，技术人员进入现场做好全面的分析，可以确定如下几种因素导致的病害问题：

2.1.1 公路工程建设施工环节，没有严格执行设计方案与技术标准，从而造成安全隐患的存在，威胁项目的安全性。

2.1.2 交通事业的稳步发展下，公路运行交通量逐步增多，进而造成公路损坏非常严重。

2.1.3 该路面结构的主要施工材料是泥灰结碎石的基层结构，水稳定性严重不足，且在应用中容易产生病害，给交通安全带来不利影响。

2.1.4 公路表面的积水非常严重，其直接进入路基结构内，造成下部积水比较严重，且不能及时排出去，进而使断裂问题发生[1]。

2.2 沥青混凝土路面的损坏类型及原因

该路面形式在运营中出现的损坏问题主要包含结构损坏、功能损坏等两种，前者是整体或者部分存在有结构损坏的情况，一般无法达到承载路面载荷的标准，且多数都是车辆重载的持续碾压之下所形成的；后者则是因为路面的平整性不足，在交通运行中造成其问题更加严重，进而导致结构损坏，病害比较严重，如果没有及时修复处理，病害会进一步加剧。

3 公路改扩建路面设计要点

对于改扩建公路项目而言，在设计过程中需要考虑路面结构设计问题，并且还需要对原有路面交付设计的尺寸结构进行分析，以此保证整体工程达到规范要求。

3.1 拼宽道路的路面设计

公路项目进行改建拼宽的设计中，具体可以选择使用单侧加宽、两侧加宽、混合加宽等方法来进行。但不管是采取哪一种加宽的实施方案，在拼宽设计环节，都需要综合分析路面的具体情况，然后采取合适的改扩建的施工方案，保证路面的通行性能满足标准的要求，提高结构的总体性能和质量，使通行更加安全。

3.2 原有道路路面加铺设

对于公路项目原路面进行加铺设计环节，首先需要综合分析路面的实际情况，了解结构形式与标准要求，分析病害形式和种类，检查其强度能否达到规定的标准。考虑到本次工程项目的技术标准、等级要求等，应选择符合实际施工要求的实施方案，并做好各项技术参数的分析和研究，确保施工方案满足现场施工要求，且符合当地的交通通行需要。如果采用的是水泥混凝土结构路面形式，那么经过检测其弯沉值在45μm（0.01mm）以上时，要做好现场的碎化处理，确保基层或者底基层在施工中可以充分利用这些材料；如果经过评价旧路面的性能比较好，那么在弯沉值在20～45μm 之间时，钻芯取样之后就能够确定该公路的强度合格，同时根据需要做好局部的病害问题修复处理。修复环节将损坏的部分进行清理与修补处理，以保证结构性能合格。加铺施工开始之前，应该进行有效的处理，有效处理混凝土结构的面板纵横裂缝[2]。

在确定设计方案时，需要在水泥混凝土表面上设置应力吸收层的结构部分，然后做好裂缝部位抗裂贴的粘贴施工。在进行改扩建项目的设计时，设计人员要进入现场进行各个病害问题的分析和研究，做好各项记录，以此为设计方案的确定提供基础条件。如果旧路面的路基结构使用的是沥青混凝土材料，且平整性可以达到交通运行标准，经过检测后各个部位也没有出现深度在100m 以上的情况，或者仅是存在轻微裂缝的病害问题、抗滑性严重不足，那么此时就能够在路面的表层进行罩面的加铺作业施工，以保证结构性能合格。如果裂缝达到中度或者重度的程度，则可以先对问题部位实施铣刨处理，然后以灌浆、修补等方式进行处理，并结合具体情况进行防裂处理，符合标准后才能进行沥青表层的铺设施工。如果施工中发现路面有严重网裂、龟裂、老化等问题，则应在现场实施必要的铣刨处理，并保证黏层沥青全部清理掉，结构的厚度符合技术标准。基于此，在沥青路面改扩建实施前，我们要了解沥青路面的具体情况，检测弯沉值参数，为改扩建方案的确定提供良好基础条件[3]。

3.3 新、旧路面衔接设计

在设计前，相关人员需要全面分析公路改扩建后的应用实际情况，确定最为合适的改扩建实施方案，然后确定加铺方案；同时，全面考虑新旧路面衔接的情况，这是提升项目总体性能的关键性措施。如果新旧路面的衔接部位性能比较差，容易出现纵向裂缝，经过长期的运营就会导致美观性不足，也无法保证交通安全。旧路面如果应用的是水泥混凝土结构，那么经过评价分析后，可以确定该路面为中等以下标准，或者经过检测后弯沉值在45μm（0.01mm）以上时，就说明原有的路面结构无法达到应用的标准，且新旧路面的性能相差比较大，做好加铺部分的路基、路床实施补强作业就可以满足交通运行的标准；如果水泥混凝土性能标高，基层结构可以直接投入使用，以保证加铺的质量合格。

在新旧路面衔接设计的过程中，采用最多的方式是通过开挖台阶的方法进行施工。因此在设计环节需要对该技术的应用方式进行分析，同时在了解水泥混凝土结构性能的基础上，根据需要做好旧路面结构设计。一般而言，其宽度设定为20～30cm，同时根据标准的要求铺设一层宽度尺寸为1m 的玻纤格栅结构，并保证其不会存在差异性沉降问题。旧路面的结构设定为沥青混凝土结构的形式，这与混凝土结构形式是基本一致的，在旧路基无法正常使用的情况下，且新旧路基部分的差异相对较小时，应该根据标准采取科学合理的拼宽施工方案，防止沉降差造成严重的质量问题。旧沥青路面如果有很严重的问题，则应落实必要的表面施工管理，并使厚度尺寸达标，且需要开挖50cm 的台阶，根据工艺方案铺设1m 宽达到玻纤格栅，最终提升结构的总体性能[4]。

4 改扩建道路路面设计建议

对于改扩建公路项目而言，在实践过程中路面结构的设计不仅需要考虑结构性的问题，还要对新旧路面结合的整体质量以及耐久性进行深入分析。

公路项目的改扩建施工设计和运营中极易存在很多问题，比如在项目的实施中，横向新旧路面的衔接部位上极易存在开裂、错台等严重问题，因此施工人员应该在该位置上进行必要的加固处理，同时衔接部位可以安装土工格栅结构，以消除差异沉降病害的缺陷问题。

对桥梁工程进行加固施工。为了保证不会增加桥梁荷载，可以保持其标高的一致性或者通过降低标高以减小自重；桥台两侧需要开挖施工，然后组合成为新路面结构，保证纵坡达到要求，确保路基的平顺度合格[5]。

严格按照路面的要求进行补强层厚度的确定，并符合技术标准的要求；同时，在路面扩宽设计的过程中，还需要考虑原有路面的基础结构形式，再按照新建路面结构设计标准对两者结合的设计方案进行分析，保证对接的尺寸以及厚度都能够达到相关要求。

旧路面结构进行设计与施工时，如果发现填高超出了原有路面结构厚度，则需进行必要的整改处理，合理开展路基填筑作业施工。

要想保证改扩建之后的内部渗水问题得到根本性消除，填方施工应该在整个垫层结构进行铺设，且开挖的部分布置排水沟结构[6]。

在路面结构设计环节，对于旧路结构的设计应使参数满足设计方案要求，同时按照路面实际的情况做好相关的技术调整，从而保证各方面的配合能够达到工程需要。

在易发生季节性的冰冻时，应该计算并确定补强后能否满足运行标准。

为了提高旧路面利用率，应检测各个方面技术参数，尽量减少填筑开挖施工工程量，降低项目成本[7]。

5 结语

公路改扩建施工可以有效保证公路性能符合交通运行标准，因此在项目实施环节，相关人员应该综合分析旧路面的具体情况，确定最为合适的实施方案，提升交通运行质量。