彭 港

（廣州市公用事業(yè)規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510050）

在城市化快速發(fā)展的今天，由于道路交通流量逐漸飽和，道路交通繁忙，早期道路設(shè)計存在寬度不夠，無法滿足車行、騎行和慢行等方面的需求，如車道數(shù)量不足、人行道寬度不夠、無獨立非機動車道、無慢行空間等，很難滿足市政道路的使用功能，影響城市生活的質(zhì)量，許多不滿足使用要求的道路改擴建需求十分迫切。道路改擴建是道路設(shè)計中的一大難點，它涉及現(xiàn)狀調(diào)查、交通流量分析和預(yù)測、交通組織優(yōu)化等。相同的道路，不同的改擴建路基路面處理方案都會對道路的質(zhì)量、造價、使用功能和壽命產(chǎn)生影響。所以，改擴建道路需要根據(jù)道路的特點合理選擇設(shè)計方案。

1 道路前期勘察

道路改擴建設(shè)計前，應(yīng)深入勘察現(xiàn)場，詳細調(diào)查、檢測道路狀況，充分掌握道路現(xiàn)狀，為設(shè)計方案提供依據(jù)。其調(diào)查與檢測內(nèi)容包括：道路交通狀況、路面類型、路面結(jié)構(gòu)成分、路面結(jié)構(gòu)層厚、路面狀況、彎沉值、路基承載力、道路地質(zhì)水文等。需要根據(jù)交通流量調(diào)查分析資料，結(jié)合規(guī)劃路網(wǎng)中道路的功能定位進行交通流量預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果，合理選擇改擴建道路的標(biāo)準(zhǔn)。

2 路基處理方法

2.1 拓寬路基處理

道路前期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，無法滿足快速增長的交通需求，道路改擴建是最直接的改造方式。拓寬后的路基與原路基沉降速度不一致，勢必造成新舊路基不均勻沉降、路面開裂，影響道路使用和行車安全。

路基的填充材料、填筑高度、壓實度、回彈模量、拓寬方式、拓寬寬度等因素對沉降差異均有影響。所以，如何控制新舊路基的不均勻沉降值是拓寬道路的重難點。在工程實踐中，主要采用提高新建路基回彈模量值的方法。先測定舊路基的回彈模量，再設(shè)計新建拓寬路基的回彈模量，通過數(shù)值分析，確定降低新舊路基不均勻沉降的措施。通常采用1.1～1.5倍回彈模量設(shè)計，可以很好地控制新舊路基的不均勻沉降。

2.2 現(xiàn)狀路基處理

改擴建道路的另一重大難點是處理現(xiàn)狀路基。早期道路路基由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低、施工質(zhì)量差，難免會出現(xiàn)一些病害。若對路基病害不及時處理，還會影響新建路面的質(zhì)量，造成路面開裂、路面塌陷。所以，對于現(xiàn)有路基處理方法，主要從以下幾方面進行分析。

2.2.1 拆除重建現(xiàn)有路基

大多數(shù)公路病害的發(fā)生，主要是由于路基承載力不足造成的。改建道路時，應(yīng)注重現(xiàn)狀路基的病害防治。對于當(dāng)前路基承載力不足、地基承載力不均勻且沉降明顯的路段，建議采用拆除重建的方式。挖掘完破損的路基后，應(yīng)對現(xiàn)狀路床進行進一步壓實，使路床的壓實度和回彈模量達到設(shè)計要求。

2.2.2 注漿加固現(xiàn)狀路基

對于一些無法長時間封閉交通的重要路段，如果采用拆除重建路基的方式，將嚴(yán)重影響交通，因此，不宜采用，而應(yīng)采用特殊的處理方法，以加強設(shè)計。注漿加固是一種常用的加固方法。注漿方法分為水泥注漿方法和聚合物注漿方法。水泥注漿具有工藝成熟、成本低、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點。但固化時間較長、封閉道路對交通影響較大，對于坡度較大的道路，易造成水泥注漿流失，影響注漿效果，對于路基水位較高的地區(qū)，水泥注漿強度難以達到設(shè)計要求。目前，高聚物灌漿新工藝也逐漸推廣應(yīng)用于公路路基加固，高聚物材料具有一定的膨脹性，能夠很好地填充路基掏空區(qū)、固化時間短、強度高、穩(wěn)定性好、能夠快速開放交通、灌漿效果明顯。缺點是造價較高。因此，在對路基注漿加固時，應(yīng)綜合考慮工程質(zhì)量、造價、封閉時間、使用壽命等因素，擇優(yōu)選擇施工方案。

2.2.3 共振破碎混凝土法

據(jù)統(tǒng)計，目前我國水泥混凝土路面的總里程已超過100萬千米，由于其強度高、造價低、維護簡便，在市政道路、省道、國道等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但隨著交通流量的快速增長，車輛超載、養(yǎng)護維修不善等因素的影響，水泥混凝土路面損壞嚴(yán)重。注漿加固是一種很難再利用的方法，是混凝土路面大面積損壞的原因，若將現(xiàn)狀混凝土基層或面層大面積拆除，則會造成大量混凝土塊廢棄，對環(huán)境也有很大影響。如何充分利用破損混凝土也是一種新的研究思路。借鑒國外成功經(jīng)驗，美國早在2004年底就已將州市的廢棄混凝土用作道路的基層?；炷磷鳛槁坊牧显倮镁哂袕V闊的應(yīng)用前景。我國現(xiàn)有混凝土共振破碎工藝采用特殊機械共振破碎法，將混凝土路面按特定大小的粒徑進行共振破碎。通過研究發(fā)現(xiàn)，混凝土路面破碎后，按半剛性路基考慮，其無側(cè)限抗壓強度大于3MPa，劈裂強度大于0.3MPa，是優(yōu)良的路基材料，能滿足路基設(shè)計要求。

3 路面處理方法

3.1 現(xiàn)狀瀝青路面處理

根據(jù)道路等級，瀝青路面的設(shè)計年限可分為10年和15年，由于瀝青路面的使用壽命到期或養(yǎng)護維修不善等原因，瀝青路面會發(fā)生病害，嚴(yán)重時會影響行車安全。其病害類型主要有變形、裂縫、沉降、松散、泛油、坑槽等。根據(jù)病害的類型和嚴(yán)重程度，對瀝青路面采用不同的處理方法進行設(shè)計。當(dāng)基層的承載力足夠時，只需處理瀝青面層即可。如果路基承載能力不足，則需要重新進行路面施工，才能滿足路面設(shè)計的要求。對于現(xiàn)狀瀝青路面的處理，一般采用的設(shè)計方案是根據(jù)路面檢測的彎沉值，考慮對路面進行刨鋪、挖鋪處理。在彎沉值較大的路段，應(yīng)采用挖鋪設(shè)計，并適當(dāng)加厚瀝青厚度，通過研究發(fā)現(xiàn)，瀝青厚度在10cm以下易產(chǎn)生路面裂縫，超過10cm以上的瀝青可有效提高瀝青路面的使用壽命。

3.2 現(xiàn)狀混凝土路面、白加黑瀝青路面處理

因為混凝土基層是剛性的，如對應(yīng)力吸收層處理不當(dāng)，瀝青路面很容易出現(xiàn)反射裂縫。反射裂縫有溫度型裂縫和荷載型裂縫兩種。溫差效應(yīng)和氣候效應(yīng)的累積，以及瀝青的熱脹冷縮、反復(fù)作用是溫度裂縫的主要原因。重復(fù)作用應(yīng)力達到瀝青混凝土的抗拉強度后，瀝青就開始出現(xiàn)裂縫。車輛累積作用產(chǎn)生荷載型裂縫，瀝青層以下基礎(chǔ)強度不足，基層開裂，反射到瀝青面層。所以，針對現(xiàn)狀混凝土路面加鋪瀝青和白加黑瀝青時，需要解決反射裂縫問題。

3.2.1 加厚瀝青加鋪厚度

現(xiàn)狀混凝土加鋪厚度≥18cm，可提高路面彎沉值，增大了裂縫向路面?zhèn)鞑サ拇怪本嚯x，對防止由于基層原因引起路面反射裂縫有較好的效果。

3.2.2 設(shè)置應(yīng)力吸收層

應(yīng)力吸收層主要布置在瀝青層下部、基層上部，主要采用橡膠瀝青、高彈力復(fù)合材料作為應(yīng)力吸收層，分散應(yīng)力、減少應(yīng)力集中、平衡瀝青面層的豎向位移、減少反射裂縫的發(fā)生。

3.2.3 防裂貼、玻纖格柵等路面加筋層

防裂貼、玻纖格柵等材料具有高抗拉性能，滿鋪于路基頂部、瀝青面層下部，能與面層緊密結(jié)合，均勻分散拉應(yīng)力，從而減少瀝青的豎向變形。

4 道路改擴建的特殊考慮

改擴建道路時，瀝青路面加鋪設(shè)計除考慮道路的使用功能外，還應(yīng)考慮現(xiàn)場實施的制約條件，如沿線地塊的進出位置、出入口標(biāo)高、下穿構(gòu)筑物的凈空、現(xiàn)狀或擬建相交工程施工條件的預(yù)留與銜接等。

4.1 與現(xiàn)狀道路的接順問題

道路改擴建要做好新建道路與現(xiàn)狀道路的接順處理。通常采用的是路面刨鋪搭接方法，分兩層鋪裝，采用臺階狀搭接設(shè)計，平順過渡。當(dāng)加鋪厚度較厚時，應(yīng)擴大瀝青搭接設(shè)計的范圍。

4.2 連接道路兩側(cè)人行道和建筑物出入口問題

道路的改擴建方案受現(xiàn)狀人行道標(biāo)高、周邊建筑物出入口標(biāo)高和相交道路標(biāo)高的影響較大，市政道路人行道側(cè)石高度按規(guī)范要求設(shè)置10～15cm，可有效防止車輛開上人行道，保護行人安全。同時可以防止車輛在人行道上隨意停放。市政道路改擴建，如采用加鋪瀝青的設(shè)計方案，將會抬升車行道標(biāo)高，人行道和車行道之間的高差將不足10cm，應(yīng)采取相應(yīng)措施，保護行人安全。在現(xiàn)狀人行道與車行道之間高差為15cm的路段，可采用加鋪4cm厚的薄層瀝青，如超薄磨耗層瀝青。在現(xiàn)狀人行道與車行道之間高差為10cm的路段，需采取以下措施：一是拆除人行道，將現(xiàn)狀人行道標(biāo)高抬升。二是在機動車道與人行道之間設(shè)置欄桿或車止柱等隔離設(shè)施。三是對現(xiàn)狀混凝土路面銑刨2～5cm，使之符合路面加鋪后的車行道與人行道的高差大于10cm。

4.3 縱斷面設(shè)計

由于多年的運行，一些路面不可避免地會出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面的現(xiàn)狀標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高不一致，并引起縱斷面的縱坡、豎曲線等指標(biāo)的變化。在對縱、橫剖面現(xiàn)狀標(biāo)高數(shù)據(jù)進行詳細測量之后，根據(jù)現(xiàn)狀標(biāo)高重新接順道路的縱、橫斷面。本設(shè)計標(biāo)高與現(xiàn)狀標(biāo)高高差在5cm以內(nèi)，可通過銑刨路面、設(shè)置調(diào)平層等方法消除高差。在瀝青加鋪設(shè)計中，縱斷面坡長應(yīng)盡量按設(shè)計速度要求，局部調(diào)節(jié)，以提高行車的舒適度和安全性。對局部積水的交叉口路段，應(yīng)重視交叉口的豎向設(shè)計，并通過鋪裝改善排水流向。排水不暢路段，可采用增加雨水口的方法。從經(jīng)濟性和設(shè)計指標(biāo)考慮，當(dāng)?shù)缆吩O(shè)計標(biāo)高與現(xiàn)狀標(biāo)高高差大于5cm時，可采用加厚基層或重建基層的方法。

4.4 特殊路段處理

在道路拓寬設(shè)計時，對涉及道路下方淺埋構(gòu)筑物的路段、道路兩側(cè)的重要建筑物或危險區(qū)，應(yīng)采取安全防護措施。

5 工程實例

5.1 工程概況

以廣清高速輔道工程為例，由于廣清高速的分隔，廣清高速的輔道分為東輔道和西輔道，地面輔道與周邊村莊、商業(yè)區(qū)、物流園、產(chǎn)業(yè)園相連，以服務(wù)功能為主。

輔道路線全長約7km，跨越行政區(qū)域的多個街道，由于管養(yǎng)單位和建設(shè)單位不同，輔道的路面結(jié)構(gòu)形式各異，現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)主要有瀝青混凝土路面、混凝土路面、瀝青加鋪混凝土路面、臨時路面等。該輔道的路線長，主要分為4段，各段路面的建設(shè)和使用時間不一致，局部路段無人行道、非機動車道等慢行系統(tǒng)，對道路改擴建設(shè)計提出了很大挑戰(zhàn)，涉及道路拓寬、瀝青加鋪、瀝青刨鋪、路基改造等多種改造方案。

5.2 道路檢測情況

廣清高速輔道工程全段整體路況的PCI等級為中。檢測范圍內(nèi)有裂縫、坑槽、破碎板、錯臺、邊角剝落、露骨等病害。廣清高速輔道交通流量大，有較多的重型運輸車行駛。廣清高速連接線地面輔道工程中，重載交通是造成路面病害的主要原因之一。廣清高速輔道工程東行輔道的大部分路段都是水泥混凝土路面，路面多處出現(xiàn)破碎板、貫穿裂縫、板角斷裂、錯臺、邊角剝落及修補損壞等病害，綜合評定該路水泥路面破損狀況指數(shù)PCI評價等級為次，道路平整度為差。西行輔道以瀝青路面為主，路面出現(xiàn)多處開裂、松散現(xiàn)象，綜合評定該道路的瀝青路面破損指數(shù)PCI評價等級為中。

5.3 道路設(shè)計方案

5.3.1 現(xiàn)狀混凝土路段處理方案

現(xiàn)狀混凝土路段的路面狀況普遍較差，錯臺、開裂、沉陷嚴(yán)重，不能直接加鋪瀝青，為減少反射裂縫，避免路面沉陷，必須對現(xiàn)狀混凝土路面和路基進行處理。在不影響交通的路段，采用高聚物注漿加固混凝土基層，在一般封閉路段，采用注漿結(jié)合拆爛板重建混凝土板方案。

5.3.2 現(xiàn)狀瀝青混凝土路段處理方案

從檢測報告和現(xiàn)場調(diào)查情況看，瀝青路面整體狀況較差，根據(jù)檢測彎沉值顯示，普遍超過設(shè)計彎沉值，原有道路路面已不能滿足交通需求，應(yīng)采用補強設(shè)計方案。依據(jù)彎沉值的檢測情況，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，采用刨鋪、挖鋪和挖除三種路面改造方案。結(jié)構(gòu)強度合格段，采用刨鋪方案。對結(jié)構(gòu)強度臨界段，如果周邊無路面結(jié)構(gòu)強度不足路段，采用刨鋪處理方案；如果周邊存在路面結(jié)構(gòu)強度不足路段，采用挖鋪方案。

5.4 路基處理

輔道的車行道主要為3～4車道，常年通行物流園重型貨車，輔道使用時間均超過10年以上，路面和路基病害嚴(yán)重，路面也進行了多次維修翻新。鑒于輔道是周邊地塊的重要通道，輔道施工不應(yīng)造成交通中斷。并在輔道下方淺埋有電力隧道、西江引水干管等重要管線，局部路段不宜采用破除、新建路基方法。為此，不同路段采用了不同的路基處理方案。

（1）對于西江引水、電力管廊等工程路段，路基承載力達不到要求，采用新型材料高聚物注漿加固，具有強度高、凝固快、不跑漿等特點。經(jīng)現(xiàn)場試驗，高聚物注漿加固6h后，路基能達到設(shè)計強度，可以快速開放交通，減少對構(gòu)筑物的影響。常規(guī)路段路基狀況較差時，可考慮新建路基方案。

（2）對于設(shè)計為淺埋的電力隧道，必須設(shè)計過渡搭接段，以避免淺埋結(jié)構(gòu)與新建道路路基之間的不均勻沉降。設(shè)計參考橋梁橋頭搭板搭接方式，以新建鋼筋混凝土板為基層結(jié)構(gòu)，覆蓋于電力隧道上方，并在板的兩端設(shè)置搭板，設(shè)置5m過渡搭接段，減少路基不均勻沉降。

（3）廣清輔道西輔道K0+120～K1+660段，現(xiàn)狀道路路面標(biāo)高比周邊建筑平均低1m?，F(xiàn)狀混凝土路面狀況較差，病害修復(fù)量大，標(biāo)高較低。從環(huán)保角度考慮，可將現(xiàn)狀的道路路面作為路基材料再利用。為此，設(shè)計采用共振破碎新工藝，對混凝土路面采用機械共振破碎，并以半剛性路基為設(shè)計依據(jù)，通過對100m道路的試驗，檢驗表明，破碎后的混凝土無側(cè)限抗壓強度均大于3MPa，劈裂強度均大于0.3MPa，達到了路基設(shè)計要求。

5.5 路面處理

輔道以混凝土路面為主，處理后的混凝土路面和基層均采用加鋪瀝青設(shè)計。受道路及周邊地塊出入口標(biāo)高影響，加鋪瀝青最大厚度只能按10 cm考慮，同時，為減少路面反射裂縫影響，對路基采用滿鋪玻纖格柵方案，作為路基應(yīng)力擴散層，對瀝青進行2層加鋪，總厚度10cm。對輔道為瀝青混凝土路面的路段，根據(jù)路面檢測的彎沉值，采用4～10cm刨鋪、18 cm挖鋪的設(shè)計方案。

6 結(jié)語

本文綜述了改擴建工程路基路面處理的常用方法、新技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合廣清高速輔道工程實例進行了分析研究，結(jié)果表明：（1）采用高聚物注漿路基加固技術(shù)，能快速有效地加固路基強度，在交通壓力大、施工工期短的路段可以推廣應(yīng)用。（2）混凝土路面共振破碎技術(shù)，試驗結(jié)果表明，處理后的路基無側(cè)限抗壓強度均大于3MPa、劈裂強度均大于0.3MPa，可作為良好的路基填料，對保護環(huán)境、減少混凝土廢棄物具有重要意義。