张玺

（河北锐驰交通工程咨询有限公司，河北石家庄 050000）

1 工程概况

黄石高速公路辛集至藁城路段自1998年12月建成通车以来，交通量迅速增长，2003—2015年，通道内各条公路交通量持续增长。其中，黄石高速公路交通量增长最快，年均增长率达21.6%。2015年，项目路段交通量已突破48 000pcu/d，V/C为0.8，服务水平为四级，该路段交通流处于稳定流范围的下限，因此，提高其通行能力十分必要。

最初该路段设计方案依据高速公路双向六车道标准进行设计施工，前期施工实施阶段，仅路面工程先期按四车道实施，路基工程、桥涵工程、互通立交及沿线设施均按六车道标准建设，路面未硬化的两个预留车道根据实际情况择期实施（如图1所示），因此，在该段落按六车道扩建过程中无须新增占地，只需对预留车道进行完善即能满足六车道通行条件[1]。

图1 原公路路面车道横向分布示意图 （单位：cm）

2 路面硬化设计方案研究

路面养护设计应遵循下列原则：应按照“分段设计、分类处理、分期实施、合理决策”的养护设计基本要求，保证养护设计方案的针对性和科学性；应从“结构、材料、荷载、环境、经济”等方面综合考虑，实现养护方案力学强度与路面使用性能的匹配，技术指标与经济指标的兼顾；应结合路面养护方案的长期性能预测和养护规划结构，分析评价路面养护方案的长期经济效益。路面扩建改造设计应根据旧路状况、施工难易程度等综合确定拓宽方式、拓宽部分结构组合形式等内容制定设计方案，因此，对既有路面的技术状况检测评定是方案制定设计前期的重要环节。

2.1 既有路面状况检测评定分析

通过现场勘察，项目路段路面主要病害为路面横缝、纵缝、沥青老化。部分路段横缝密集，5～10m一道横缝，横缝伴支缝并带有沉陷，行车道在2015年对部分路段进行了微表处治理，部分横缝已经反射出微表处面层。部分路段存在网裂，硬路肩部分未进行中修养护的，老化明显，网裂块裂严重（见图2）。

图2 路面外观病害

本项目依据《公路技术状况评定标准》（JTG 5210—2018）完成了待扩建路段路面的公路技术状况检测评定工作[2]，该工作的主要评定指标及结果见表1。

表1 路面技术状况检测指标及评定

2.2 路面硬化方案设计

根据既有路面的检测评定状况结果，存在两个主要问题：（1）既有路面已经出现较大程度的病害；（2）PCI指标及SRI指标明显低于其他指标。根据记录路面状况及检测评定结果，拟定出两种预留车道硬化方案（见表2及表3），并对两种方案进行比选分析（见表4）。

表2 方案A：预留车道-既有路面综合硬化方案

表3 方案B：仅预留车道硬化方案

表4 方案比选分析

该高速公路项目路段车流量大，轴载重，避免病害进一步发展至结构性损坏，亟需对各处病害进行治理，按照4～5年的维护周期，扩建工程与既有路面下次计划养护时间接近。综合各方面因素考虑，对比分析方案A、B的优缺点，方案A虽然具有较高的施工成本，施工工艺复杂，但对既有路面进行了硬化，改善了当前路面的技术状况，能够降低后期维护工作量，减少对运营收入的影响，间接降低了后期路面养护的成本，从长远的路面维护管养角度来看本文推荐采用方案A。

2.3 路面排水

解决路面排水问题理论上可以堵，也可以疏，各有其优缺点和适用条件。部分高速公路进行扩建改造，在结构层内部设置排水层或渗水层存在一定难度，一方面是结构内部排水层设计和应用在国内成功的经验不多，另一方面扩建工程存在新老路基路面的拼接，不具备全横断面的排水层设计和施工条件。综合国内目前路面排水设计的做法，建议本项目路面排水方案，采用以堵为主、以排为辅的思路，完善路面边缘排水系统（中分带、硬路肩排水系统），尽量防止雨水进入路面结构，并适当考虑层间水的排渗通道问题。

层间黏结质量关系到沥青加铺层的寿命能否达到预期值。沥青各层应具有黏结牢固、防水渗入、低温抗开裂、高温抗车辙、抗剥离的良好性能。上面层与中面层之间洒布一层SBS改性沥青黏结防水层，撒布量控制在1.8 kg/m2，并均匀撒布单一粒径（9.5～13.2mm）石灰岩，覆盖率保证在55%～60%。在铺筑基层前对存在滞水路段通过打渗井的方式将积滞水排除[3]。

2.4 沥青混合料的再生利用

沥青混合料的再生利用是世界各国都关注的问题，合理采用该技术可以减少环境污染，同时也可降低部分工程费用。目前通常趋向于循环利用老路铣刨料，通过再生重新利用。路面再生的种类很多，按旧路面的性质不同可分为沥青路面的再生和水泥混凝土路面的再生；按再生形成的层位不同可分为再生面层、再生基层和再生底基层；按再生方式的不同可分为热再生和冷再生；按拌和地点的不同可分为现场再生和厂拌再生。

沪宁高速公路、佛开高速公路改扩建工程中均十分重视路面铣刨材料的回收利用。某高速沥青路面养护工程中曾使用厂拌冷再生技术，并取得了良好的效果和宝贵的经验。但是再生技术受RAP的制约，本项目为预留车道硬化工程，产生的铣刨料较少，不能满足本项目再生利用的需求。建议将施工过程中产生的铣刨料统一回收存放，统筹考虑周边低等级公路建设养护加以循环利用。

3 既有路面病害治理措施

根据方案A，需要对既有路面进行罩面处理。在整体进行加铺罩面前，要对既有路面病害进行治理。结合项目范围内近几年的路面技术状况评价结果对比分析，借鉴河北省高速公路沥青路面养护工程相关经验，对沥青路面病害的发展进行了适当的前瞻性考虑，提出了以下几项路面病害治理措施[4-5]，具体的病害治理方案如下。

3.1 单向单条裂缝病害治理

对于单向单条轻度横向裂缝（＜3mm）：未处理的横向缝隙需进行裂缝内部杂物清理及干燥处理工作，再实施缝内灌注热改性沥青工作，在作业过程中注意隔绝外界水分；已处理的现有裂缝，部分裂缝灌注的沥青已经凸起，罩面工程开始之前，应对凸起路面的沥青层进行整平。对现有道路灌缝采用灌缝胶的一律清除，并重新灌注热改性沥青。

单向单条重度横向裂缝（≥3mm）：对没有处理的重度横缝，除灌注热改性沥青以外，在罩面施工前还使用高分子抗裂贴对重度裂缝进行整治；对于已进行灌（封）缝处理的重度横缝，罩面之前应整平表面，并使用高分子抗裂贴进行处治。

3.2 密集型裂缝病害

密集型裂缝通常需要进行连片铣刨，路面的铣刨厚度应考虑裂缝的密集程度及裂缝深度，还需考虑路面的下承层结构形式及材料组成，因此，需要对铣刨位置进行取芯，确定下承层情况从而确定裂缝位置的铣刨厚度。

3.3 路面松散病害

对集料缺失、麻面、松散严重且伴有横缝、纵缝等其他病害的路段，采取整车道铣刨回填的处理方式，处理深度根据钻芯情况确定。对轻度松散路段，可在其上直接进行罩面加铺，罩面时合理控制松铺系数。

4 结语

与新建路面相比，高速公路既有路面扩建改造涉及的技术问题、经济问题较为复杂，在工程扩建改造实施中会遇到多种多样的难题，需要综合考虑运营养护成本、既有路面技术状况及现场施工条件。本项目为基于预留车道的高速公路扩建工程，在扩建方案设计中，需要综合考虑预留车道状况与既有路面技术状况。本文在制定扩建方案过程中，对该扩建段既有路面的技术状况PCI、RQI、RDI、SRI技术指标进行了检测，在此基础上制定了预留车道-既有路面综合硬化方案及仅预留车道的硬化方案，分析了两种方案下的路面稳定性能、路面承载力、抗裂性能、施工成本等特点。本文最终建议采用预留车道-既有路面综合硬化方案。考虑既有路面罩面工程的实施，本文根据当前既有路面的病害特点提出了针对性的治理措施，能够为同类高速公路路面扩建工程的方案设计提供参考。