某拓寬高速公路紹興段路面整修設計方案研究★

鄧紹玉 徐毅青

(浙江樹人大學城建學院，浙江 杭州 310015)

1 概況

隨著我國社會經濟的發展,建成運營的高速公路的交通量不斷增加,四車道高速公路拓寬工程也在各地方興未艾。然而，隨著交通量的增長，以及重車比例高、路基沉降等因素作用，拓寬高速公路的路面使用狀況衰減迅速。高速公路公司對道路投入的養護成本均很高，養護罩面等措施往往存在缺乏針對性或措施不到位，效果不甚理想。本文研究的拓寬高速公路紹興段存在新老路基拼接部位裂縫、三車道結構性病害問題和沉降使得公路的縱面線形指標變差等問題。本次該高速公路紹興段路面整修的目的是路面的使用性能有實質性的改善，延長路面使用壽命，改變以往2年～3年加鋪一次的狀況。

2 項目基本概況

該高速公路紹興段于2005年年底建成通車，2013年8月拓寬成35 m路基的八車道。拓寬后多次進行養護加鋪，大的罩面實施過二次，平均加鋪厚度均在5 cm～8 cm左右，橋頭路段還經過多次接坡罩面，接坡長度50 m～100 m不等。典型的路面橫斷構造如圖1所示。

拓寬成八車道后，單向四個車道中，一車道、二車道主要行駛中小型車，三車道、四車道主要行駛大車，軸重分布在橫斷方向各車道存在較明顯差異。根據某路段埋設的軸載觀測儀觀測資料，一車道～四車道年累計標準軸次分別為800萬次、1 500萬次、8 000萬次和5 000萬次。

3 拓寬路基路段路面整修的主要問題及分析

3.1 沉降

該高速公路紹興段地處深厚軟基路段，受建設水平限制，路段內的沉降問題難以一次解決，通車至今，路基的沉降仍然以每年1 cm～3 cm的速度繼續，沉降使得公路的縱面線形指標十分差，嚴重影響行駛舒適性。若要恢復原縱面，則大部分路段加鋪厚度在40 cm以上，加上之前已經加鋪的，則目前工后沉降已超過50 cm。加鋪罩面對縱面線形的改善能起到一定的作用，罩面荷載將引起一定的新的沉降發生。

拓寬完成后，路基沉降仍然難以避免地繼續，在理論上拓寬側的沉降應大于老路側，故新老路差異沉降將拼接部拉裂的現象也在所難免，事實也證明該點，三車道拼接部幾乎全線不同程度均出現縱向裂縫。

3.2 三車道的路基結構強度不足

如前述，該拓寬高速公路紹興段結構最薄弱的位置是三車道，而行駛重車最多的也是三車道。病害調查顯示，三車道的病害特別是結構性病害是最多的。分析三車道先天不足，主要存在以下幾個方面：1)老路硬路肩結構強度最低,最不均勻。硬路肩屬于邊部，施工時的壓實往往存在不足的現象；老硬路肩無底基層；2)拼寬新建臨近拼接部的位置，也是最難壓實的部位，結構強度也弱于外側四車道；3)拼接部位往往是脫開的。路面的拼接，新老瀝青混凝土的結合都無法做到完全緊密。面層不夠理想的結合，是無法抵抗重車和沉降兩大作用的，而裂縫在水下滲后，進一步加劇了結構破壞。彎沉檢測結果也反映三車道的平均彎沉和標準差明顯大于其他車道。

3.3 三車道變形特點

三車道病害特點如圖2所示。其中Ⅱ是Ⅰ的發展和延伸。

本次設計在拼接部位取芯情況顯示，拼接部基本都完全松散，連面層都很難取出芯樣。這同樣證明了拼接部的結構強度相對要低許多。

4 路面整修方案設計及比選

4.1 基本方法和思路

根據以上分析，初步擬定了兩種罩面補強思路：

1)方案一：以三車道為設計車道，按三車道實際軸載和實測彎沉代表值，進行理論計算，確定最小補強厚度，并按該最小補強厚度進行拉坡控制。病害處理對于Ⅰ類變形路段，不銑刨，罩面前鋪設聚酯玻纖布；對于Ⅱ類變形路段，拼接部進行銑刨重鋪，銑刨深度17 cm。2)方案二：按二、四車道中相對較差的車道為設計車道，按該車道實際軸載和實測彎沉代表值，進行理論計算，確定最小補強厚度，并按該最小補強厚度進行拉坡控制；另針對三車道，采取銑刨后做柔性基層的方法，進行補強。

兩方案實施后典型斷面構造如圖3，圖4所示。

4.2 路面整修方案比選

方案一優點為銑刨少，施工相對方便，更厚的罩面對線形改善相對有利一些，對一、二、四車道結構壽命有利。缺點為對三車道的先天不足未能徹底處理。

方案二優點為對三車道先天不足，可做較徹底的處理；三車道改造成柔性路面，適應變形能力強，拼接部縱縫發展一定程度向兩側車道線位置轉移，可延緩裂縫發展速度，減輕裂縫病害程度。缺點為銑刨深度較深，施工相對復雜；三車道重做，仍然存在與二、四車道間的拼接，裂縫發生仍較難避免。

另外，在不含病害處理及其他附屬工程數量的前提下，估算兩者工程造價如下:方案一為9 100萬元,方案二為8 600萬元。

綜上所述，方案二重做柔性路面基層，更有利路面耐久性，經濟合理，本次拓寬高速公路紹興段路面整修設計推薦方案二。