高速公路改扩建施工既有路面病害处治施工技术分析

中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710018

1 项目概述

阳茂高速公路即沈阳—海口高速公路，简称“沈海高速”，公路代号为G15高速公路，是我国国家高速公路网九条北南方向主干线中的第二条线路。此次高速公路改扩建施工工程全称为阳茂高速公路改扩建TJ2标工程，位于阳江市阳西县程村镇、塘口镇、织篢镇区域内，路面的设计里程为K3282+345～K3318+105，路线长达35.76km。此次高速公路改扩建工程是将原高速公路两侧各拓宽7.5m，在原路面上整体加铺两层沥青面层，并对中分带及护栏和机电设施进行改造。

2 改扩建工程既有路面病害分析

在大部分的公路改扩建工程中，路面在拼接后的质量、运行问题直接决定了改扩建后公路的使用寿命与安全性能，而其中最重要的就是既有路面的病害处理和新老路面的拼接工艺对延缓结合处质量的约束是否会影响改扩建后的公路安全质量。通常大部分公路的路面病害主要有以下两种：

（1）公路经过路基工程改扩建后，新旧路面存在不均匀沉降的现象，加上路面车辆川流不息会无限放大路基拼接处的剪切力，严重增加路基拼接处非正常工况下的环境压力，从而导致路基延缓结合处产生纵向裂缝。

（2）既有路面经过长期的车流及雨水浸泡等，造成路面破损、塌陷、车辙、开裂、脱空等现象，如果直接在原路面进行摊铺则会使新拼接路面与原有路面的当量回弹模量差异明显，使新路面会得到不一样的应力分布，加强路面拼接处的应力分布，进而容易造成路面纵向开裂。

3 既有路面病害处理应用实例

在路面改造以前采用雷达探测车对整个路面进行病害检测。根据最新路面病害检测专项报告，以弯沉0.245mm、路表状况指数80、裂缝率20m/100m2作为分界，对旧路超车道和主车道进行处治。

3.1 旧路超车道处治方案

若弯沉≤0.245mm，则仅进行路面表面处理和整车道注浆即可。若弯沉＞0.245mm，当路表状况指数≥80时，仅进行路面表面处理和整车道注浆；当路表状况指数＜80时，如果车道为反复修补状态，则根据内部损伤状况与裂缝率进行判断。当内部损伤严重，内部裂缝率＞20m/100m2时，则局部铣刨，即针对严重坑槽、沉陷、重度裂缝等情况进行局部铣刨；当内部损伤轻微，内部裂缝率＜20m/100m2，则仅进行表面处理与整车道注浆处理。如果不是反复修补路面，则进行道路表面处理与整车道注浆即可。

3.2 旧路主车道处治方案

若路面弯沉≤0.245mm，路表状况指数≥80，仅进行表面处理即可。若弯沉≤0.245mm，路表状况指数＜80，进一步判断是否为反复修补路面，若是则进行局部刨铣，不是则判定基层内部损伤状况、基层内部裂缝率。当基层内部严重损伤，基层内部裂缝率＞20m/100m2时，应进行局部铣刨；当基层内部轻微损伤，基层内部裂缝率＜20m/100m2时，应铣刨8cm厚的沥青层。

若弯沉＞0.245mm，路表状况指数＜80，对基层内部损伤状况、基层内部裂缝率进行判定。当基层内部严重损伤，基层内部裂缝率＞20m/100m2时，铣刨22cm厚的沥青层与18cm厚的上基层。当基层内部轻微损伤，基层内部裂缝率＜20m/100m2时，若22cm厚的面层裂缝率＞20m/100m2，则仅铣刨22cm厚的沥青层；若22cm厚的面层裂缝率＜20m/100m2，进一步判定8cm厚的面层裂缝率，若8cm厚的面层裂缝率＞20m/100m2，则铣刨8cm厚的沥青层，若8cm厚的面层裂缝率＜20m/100m2，则进行注浆加表面处理。

若弯沉＞0.245mm，路表状况指数≥80，对是否需要反复修补进行判定，若需要则局部铣刨，否则进一步判定基层内部损伤状况、基层内部裂缝率。当基层内部严重损伤，基层内部裂缝率＞20m/100m2，则局部铣刨；当基层内部轻微损伤，基层内部裂缝率＜20m/100m2，则进行注浆加表面处理。

4 高速公路路基拼接工艺及路面病害处治措施

4.1 做好前期工作

在高速公路改扩建工程施工方案敲定前，必须做好完善、周全的施工方案设计，施工团队的设计人员务必到现场进行实地考察与调研，收集原有路基路面各项检测数据，分析原有路基路面所处地质环境与条件，研判与掌握从气候到水文条件等的地理信息，提高高速公路既有路面病害处治设计施工方案的专业性与可靠性。对于在前期考察期间发现的原路基路面存在的问题，应立即记录并体现在施工方案中，在做到新路基路面加宽扩建的同时解决旧路基路面的安全隐患问题。

4.2 路面铣刨施工

根据路面检测报告，对严重影响后期路面使用性能的既有路面进行路面铣刨工作，根据病害处理的位置并结合设计图纸使用白灰绘出铣刨控制线，在路面铣刨设备进行作业时工作人员要时刻保证纵向走线的顺直且控制在适当的速度，速度过慢会导致铣刨施工水资源的浪费，过快会使铣刨工作不彻底。此外，施工中需要设置专员监测铣刨设备的铣刨深度，严防夹层与超铣的情况出现。由于许多路面既有病害的出现会导致操作人员难以控制铣刨设备的铣刨深度，工作人员应及时根据设计图纸在铣刨后凿除夹层，依据实际情况确认是否需要重铣。铣刨搭接要进行台阶铣刨，以确保后续搭接过程中形成新老台阶，不形成一条纵横向断缝，铣刨搭接的台阶宽度不小于40cm，高度为路面每结构层的厚度，台阶处一定要将层间清理干净，对于松散的要及时予以清理，并且将台阶顶面设计成内斜横坡面，坡度预留在5%以下即可。

4.3 合理选择土木工程合成材料

土木工程合成材料由于其强度大、韧性好等力学特性而成为一种优秀的加筋材料，越来越多的高速公路改扩建工程开始使用土木工程合成材料，它不仅可以加强新旧路面拼接处的强度与质量，还能降低新旧路基不均匀沉降与偏移带来的路面开裂影响。在实际施工中，按照国家要求标准及高速公路改扩建工程设计要求，每进行一层路面结构层拼接施工，都必须在新旧层间搭接位置进行玻纤格栅的铺设，并使用达到施工设计要求的极限抗拉强度的土工格栅。除此之外，还有防裂贴、聚酯玻纤布等土木工程合成材料的使用。防裂贴在施工中的使用可以减少天气与环境对于施工的影响，达到隔离开裂的路面面层与沥青面层、提高裂缝拉应力与路面结构层的抗拉强度以及隔水防渗的作用，还能利用自身的柔韧性吸收路基变形拉伸的能量。聚酯玻纤布具有耐高温、抗形变的特性，而且可以根据实际情况完全粉碎再生使用，提升材料使用的经济效益，还可以在沥青路面下达到防水的作用，显著提高路面既有病害处治效果。

4.4 路基路面注浆施工

对于路基路面的注浆，根据既有路面检测报告选择适宜的长度进行注浆。注浆施工时，在有效加固路基的同时，对路面局部脱空位置进行回填，确保后期路面施工质量，提高高速公路改扩建工程的建设质量。施工中先根据设计图纸进行路面钻孔，避开地下管线和机电设施，随后下入钢花管或袖阀管准备实施注浆工作。注浆前务必根据设计要求调整好浆液的配比，随后进行注水试验，确认注浆管路没有渗水现象且确认单位长度吸水量。准备工作结束后进行压浆，应该遵循先边排后内排、先稀后浓的注浆顺序，根据现场吸浆情况确认是否采用双液注浆或是调整浆液配比与流速。该项目是对弯沉＞0.27mm的路段进行注浆，注浆孔布置纵向间距为2.0m，横向交错布置，注浆孔应距横缝0.5m，注浆孔孔径为φ75mm，钻孔深入路基顶面以下50cm，采用深度为1.5m、管径为50mm的袖阀管注浆，每米钻6～7个直径为6mm的注浆孔，呈螺旋形布置，孔眼应向上倾斜，孔外用弹性较好的橡胶带包裹，将做好的袖阀管植入注浆孔。浆液采用425早强水泥，水灰比值为0.5～0.6，并添加注浆专用外加剂，注浆压力控制在0.2～0.5MPa，当浆液不再流动，需在0.2～0.5MPa压力条件下持续15min以上方可停止注浆。

4.5 加强排水工作

路面沥青中的水若不能及时排出，久而往之就会使路面产生病害。为了避免路面出现病害，一般会在路面侧部设置纵向碎石盲沟，盲沟每隔10～20m设置喇叭口和PVC排水管引水排水边沟。在超高路段则要设置中分带排水沟，使路面中的层间水顺利排出，避免长期浸泡影响沥青路面使用性能。路面各面层之间的层间水要及时排出，以提高整体工程的建设质量，这具有十足的必要性。

5 结束语

综上所述，随着城市化进程的不断推进与人们生活水平的提高，城市的发展已然推动了道路交通运输能力的进步，道路通达性的提高、通车距离的增加及车辆保有量的大幅度提升都对道路建设质量提出了考验，更是对高速公路改扩建工程以及既有路面病害处治的挑战。因此，要进行高速公路改扩建工程及既有路面病害处治施工工艺的探究及分析，以此加强高速公路改扩建工程的施工质量、效率以及道路耐久性，不断促使我国道路交通建设迸发出强大的力量。