論公路改擴建項目常見病害及其防治

摘 要：隨著國民經濟的發展，交通量的增加，地方公路改擴建項目越來越多，平黎公路平湖段改建工程為浙江省平原軟土地區具有代表性的改擴建工程項目，文章筆者通過主持平黎公路改建工程勘察設計及施工期間的后續服務，對公路改擴建項目常見病害及其防治措施進行了總結和探討。

關鍵詞：平黎公路；改建工程；勘察設計；常見病害；防治措施

平黎公路平湖段改建工程是平湖市干線公路網“九縱六橫八射”中的“一縱”，是平湖市公路網主骨架的重要組成部分。平黎公路平湖段改建工程采用雙向六車道一級公路標準，設計速度80km/h，路基寬度35m。路面設計荷載采用BZZ-100，橋涵設計汽車荷載等級為公路-Ⅰ級，人群3.5KN/m2。本項目老路平縱面線形指標高，可以達到一級公路要求，故勘察設計方案主要考慮在老路基礎上進行改建，可以最大程度節約用地，對現有區域內路網影響也最小。路基和橋梁加寬方式采用兩側拼寬方案進行設計。

文章筆者通過主持平黎公路改建工程勘察設計及施工期間的后續服務，對公路改擴建項目常見病害及其防治措施進行了總結和探討。

1 新舊路基結合部路面易破損

隨著國民經濟的飛速發展，公路作為一項重要的基礎設施受到了廣泛的關注。公路的改擴建、續建項目蓬勃發展，施工中也暴露出許多值得注意的問題。若對這些問題視而不見或處理不善，很可能使新老路基結合不良造成病害，甚至在施工過程中就會出現重大事故。

改擴建工程中大部分路段是利用舊路，即對舊路基進行拓寬處理，如何有效地防止新舊路基結合部路面縱向裂縫及拼寬橋梁結構及橋面破壞，已經成為道路拓寬工程的重要課題。

1.1 新舊路基結合部常見的損壞模式

1.1.1 新舊路基結合部剪切開裂

其形成機理通常與各種原因引起的新舊路基結合面滑移有關。與這類損壞模式相對應的設計狀態為：結合面上的剪應力>結合面抗剪強度。

1.1.2 新舊路面結合部彎拉開裂

其形成機理為新舊路基頂面不協調變形呈“～”型，在新舊路面結合部產生不協調變形變坡率的變化，從而在新舊路面結合部的基層頂面或底面產生附加彎拉應力，當附加應力超過基層彎拉強度時，即造成結合部基層頂面或底面的拉裂與這類損壞模式相對應的設計狀態為：不協調變形引起的結合部路面基層頂面結構附加應力>結合部路面基層彎拉強度（基層頂面受拉）；不協調變形引起的結構底面附加應力+結構底面荷載應力>基層彎拉強度（基層底面受拉）。

1.2 新舊路基結合部路面破損的常見病因分析

1.2.1 舊路基拓寬處理后，在新舊路基結合部位沉降量不一，成為道路產生裂縫的主要原因。

1.2.2 新舊路基結合部位工藝較復雜，施工難度較大，施工過程中，人為控制不嚴，也是產生裂縫的原因之一。

1.3 新舊路基結合部路面破損的防治措施

1.3.1 臺階的設置與處理

為了有效解決新舊路基的不均勻沉降，在新舊路基拓寬處理時，首先清除舊腐植土等雜物及松散的路基填料，然后在舊路邊坡上采取挖臺階的措施進行處理。臺階部分的填筑與新路基填筑同時進行，并嚴格按照施工技術規范分層填筑，每層填筑厚度嚴格控制在臺階高度以內。

1.3.2 搭接處土工格柵的鋪設

新舊路基結合部位采用鋪設土工格柵加筋的技術進行處理，根據填土高度分別鋪設幾層土工格柵，一端伸入舊路基整個臺階，另一一端在新路基中留有足夠的鋪設長度。土工格柵和路基形成一個整體，對消除差異沉降起到重要作用。

1.3.3 新老路基部分填前碾壓處理

為提高表層土體的壓實度和承載能力，對填前壓實后的地表采用三邊形25kj沖擊壓路機進行沖擊壓實。

1.3.4 改善新路基的土基性質

路床頂面以下80cm采用5%石灰處治，以提高土基強度。

1.3.5 路基壓實度的控制

工程實施過程中，采用提高路基壓實度標準的方法來保證整個路基的填筑質量。在滿足正常壓實規定下，路堤每填高1-2m，使用沖擊壓路機沖擊，新老路基結合處再增加沖壓5遍。

2 新舊橋梁結合部處橋面出現縱向裂縫

2.1 新舊橋梁結合部處橋面易出現縱向裂縫的常見病因分析

2.1.1 新老橋梁結合部處實際受力情況與理論上有一定差距，空心板的鉸縫及橋面連續處結構較為薄弱，容易形成單板受力現象。

2.1.2 橋面排水特別是鋪裝內的排水不暢，這樣更容易加速結合部開裂。

2.1.3 橋梁拓寬處理后，在新舊橋梁結合部位沉降量不一，產生一定的沉降差值，成為橋面結合部產生裂縫的主要原因。

2.1.4 新舊橋梁橋面結合部位工藝較復雜，施工難度較大，施工過程中，人為控制不嚴，如混凝土強度不足等，也是產生裂縫的原因之一。

2.2 新舊橋梁結合部處橋面易出現縱向裂縫的防治措施

2.2.1 為盡量減少及避免新拼寬橋梁樁基工后沉降較老橋樁基大，在橋梁結合部處產生沉降差值突變點，本項目可適當增加樁長（樁柱式墩臺），或采取多排樁基礎控制沉降量等措施加以解決。

2.2.2 下部基礎推薦采用鉆孔灌注施工，施工階段應注意對原橋基礎的影響，采取充分的保護措施。橋梁拼接按先下構，后上構，再橫向拼接的工序施工，并與路基工程、路面工程的建設時間充分協調。

2.2.3 仔細研究各種拼接方案，采取最合適的拼接方式，盡量減少加寬橋出現后期沉降的各種因素，本項目橋梁拼接推薦采用“上部構造相互連接、下部構造不連接”的方式，在此基礎上采取相應合理的拼接方案。目前世界各國采用的連接方法有橋面縱向伸縮縫連接、結構剛性連接及CFL連接。

2.2.4 CFL 拼接方案具體的做法是，縱縫鉸接后，在梁板挑臂下緣用環氧樹脂膠粘貼預張拉的高強度的碳纖維布，預張拉的高強碳纖維薄板可控制混凝土的開裂，改善其受力性能，具有質輕高強、耐久耐腐、施工便捷等優點。

2.2.5 為保證新拼寬的橋梁能與老橋共同受力，減少混凝土發生收縮徐變產生裂縫，減少結構整體的附加內力，設計新老橋梁板縱向拼接縫采用早強混凝土澆筑以減少混凝土收縮徐變。

3 瀝青路面早期病害

3.1 瀝青路面常見病害分類及成因分析

3.1.1 病害分類

路面破損分為功能衰減和結構性破損。功能衰減表現為路面服務能力下降、平整度和抗滑性能降低。導致功能衰減的損壞為功能性損壞。結構性破損導致路面結構承載能力降低，以各種結構裂縫的形式表現出來。

路面功能性損壞主要表現在路面表面上，只影響路面的服務性能，對整體結構強度不會帶來嚴重影響，結構性破損的結果反映到路面上就是各種形狀的裂縫，如龜裂、塊裂、縱裂和橫裂。

3.1.2 常見病害的成因分析

（1）設計不合理

路面設計使用年限內，累計軸載作用次數換算不符實際將影響結構層的計算厚度、路面使用中實際超載車輛多、噸位大，對路面的破壞力也很大。這些都是造成路面早期破損的原因。因此，在設計調查階段應對交通現狀包括各類車輛數、車種比例、載重情況等進行詳細調查。

（2）路基強度不足及路面穩定性下降產生病害

路基強度不足、路面穩定性下降是導致路面病害幾個原因；此外，集料離析也是病害的原因；半剛性基層的干縮裂縫也是影響路面穩定的一個重要因素。

（3）瀝青混凝土的水破壞

水對路面所引起的病害既是直接原因，也是催化劑。瀝青混凝土路面水存留有孔隙水、層間水、深層滲水，三種存留水都是路面病害產生、發展的原因。

3.2 防治措施

3.2.1 提高設計質量。結合交通部新頒規范，對公路瀝青路面采用新的理念進行設計，從根本上提高路面強度，重點解決好材料、設計方法、面層結構與級配設計。

3.2.2 加大科技投入，積極技術創新。應從觀念和實際行動上提高對公路瀝青路面的投入，特別是科技投入。積極開展對瀝青路面材料、工藝等方面的嘗試和研究。

3.2.3 加強施工控制。在路面施工前，施工單位應對路基質量進行復查，并制定一個完善的施工組織設計，另外施工過程中應嚴格把好材料質量關。

3.2.4 做好養護管理。要減少解決好瀝青路面常見病害的破壞，延長路面的使用周期，提高投資效益，必須要抓好養護管理工作。