淺談高速公路擴建拼寬工程現有路基、路面評價方法

夏友軍 蔣 濤 韓 冬

（江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014）

1、引言

隨著國民經濟的迅猛發展，近20年來，我國高速公路建設取得了長足的發展，大量的高水平高速公路被建設。近年來，伴隨交通量的迅速增長，為繼續保持良好的服務水平，越來越多的高速公路有了擴建的需求，高速公路的擴建涉及財務分析、交通量預測、地形圖測量、橋梁通道檢測評定等多項關鍵技術，現有路基、路面評價方法及擴建對策亦是其中之一。高速公路擴建方式較多，大體可分為拼寬式和分離式兩大類[1]。筆者就高速公路拼寬擴建工程現有路基、路面評價方法進行闡述，研究對象是拼寬式公路，路面結構為瀝青路面，研究成果可供國內同類工程提供參考。

2、總體思路

高速公路擴建現有路基、路面評價方法并非一個孤立的個體，而是與擴建對策密切聯系的整體。具體來說，其一，現有路基、路面的評價是為擴建對策的制定服務的，評價的結果很大程度上影響著路基路面的擴建對策的制定；其二，擴建對策的制定是現有路基、路面評價的目的，評價的方法受擴建對策制定需求約束，本文的論述中將多出用到《公路技術狀況評定標準》（JTG H20-2007）[2]，為簡便起見，下文一律稱為評定標準。

目前我國高速公路路基運營期檢測采用評定標準對高速公路技術狀況進行評定，雖然，擴建工程現有路基評價方法與運營期檢測存在一定的相似之處，但是，由于擴建工程自身具備鮮明的特點，二者區別也就顯得十分明顯。現有路基、路面評價在依賴現有成熟的檢測技術的基礎上還需增加部分新的評價內容。

2.1 路基評價總體思路

擴建前需要對老路路基的過去及現狀有全面清晰的認識，因此，現有路基評價可以從查明現有路基現狀及現有路基沉降研究兩個方面入手。

（1）查明現有路基現狀。

高速公路擴建前查明現有路基現狀有兩個作用。

其一，查明目前路基的技術狀況，可以指導高速公路管理者對老路的養護和維修。一般來說，在擴建工程中，現有路基大部分需要被保留，對現有路基進行養護維修保證現有路基在擴建前始終處于良好的運營狀態有利于擴建時對現有路基的利用。此外，路基拼寬時需要去除老路路基浮土，查明浮土厚度可以為設計削坡厚度提供參照。

其二，對現狀存在問題的路基防護形式及排水形式進行分析和評價，為擴建工程采取何種路基防護形式及排水形式提供建議。需進行擴建的高速公路往往已經通車運營較長的一段時間，目前高速公路的建設水平和以前相比往往更為科學合理，擴建時，在經濟可行的基礎上應盡量根據現行的高速公路建設技術進行優化。再者，隨著時間的推演，目前高速公路周圍的水系等較新建時可能已發生了較大變遷，現有排水及防護形式是否能夠適合擴建后的實際情況，這一問題需要具體分析來進行解答。

（2）路基沉降情況進行研究

如何控制新老路基的差異沉降是高速公路路基擴建的技術關鍵點。新老路基不均勻沉降易造成路基應力集中從而開裂，進而導致路面開裂[3]。因此，查明現有路基的軟基處理方式、路基填料種類及沉降歷史是十分必要的。從老路通車運營到擴建開始，往往已經經歷了較長一段時間（一般在10年以上），老路沉降趨于穩定，而新路基必將存在較大的沉降量。查明老路地基處理方式、路基填料種類以及沉降歷史可以為新路的相關設計提供參考。

2.2 路面評價總體思路

現有路面結構經過多年的使用，由于車輛荷載和溫度荷載的反復作用，路面結構產生了不同程度的病害。在高速公路擴建之前需要查明現有路面的路況，以便指導擴建方案。然而，擴建工程的原路面層尤其是上面層，一般不直接作為擴建后的上面層，通常的做法是要么加鋪要么翻修。因此，需要制定有針對性的評價方案以適應擴建工程的需要。此外，擴建工程路面評價方法與運營期檢測評定的最大區別在于緊急停靠帶的評價，緊急停靠帶是日常檢測評定的薄弱點卻是擴建工程評價的技術關鍵點，在緊急停靠帶總體狀況良好的情況下可以對其進行部分利用，將會大大提高環境和經濟效益。

從上面的分析不難看出，路面評價的關鍵在于查明目前超、行車道及緊急停靠帶的路面現狀，其具體作用如下：

一方面，查明路面現狀可以指導高速公路管理者對老路的養護和維修。高速公路在擴建施工時通常不會完全封閉，而是預留部分車道分步進行施工，這會使得單車道上的車流量增大，加速路面損壞。因此，保證老路在擴建前處在良好的運營狀態顯得尤為重要。同時，可以評價現有路面各結構層合理與否，為擴建時路面各結構層的去留提供依據。

另一方面，查明路面現狀還可以為擴建提供相應的設計參數，如基層頂部回彈模量等。

2.3 老路利用總體思路

高速公路擴建過程中面臨的關鍵問題之一是如何考慮最大限度、盡量合理地利用原有老路，使得整個擴建工程經濟上合理、技術上可靠。然而老路利用必須

遵循“從下到上”的原則，即下部結構層需處理的，上部結構層必須處理，上部結構層需處理的，下部結構層若不須處理則可以保留，總體思路如圖2-1所示。

圖2-1 老路利用總體思路圖

3、評價方法

以上一章確定的總體思路為依據，對高速公路擴建現有路基、路面的評價方法分兩部分進行闡述。

3.1 現有路基評價方法

高速公路擴建工程現有路基評價方法主要涉及現有路基現狀查明和路基沉降分析兩個方面。

3.1.1 路基現狀查明

路基現狀查明主要包含路基技術狀況調查和路基防護及排水效果調查兩個部分，需要說明的是，由于排水是從路面到路基的連續過程，因此排水效果調查納入路基現狀查明范疇。

（1）路基技術狀況調查

路基技術狀況調查按評定標準的類型和內容進行現場調查，提供路基破損各類型每公里匯總、破損率、每公里的路基技術狀況SCI。根據計算結果對路基的典型病害的特點、形成原因等進行分析。

（2）路基防護及排水效果調查

路基防護及排水效果調查目的在于查明現有老路的防護及排水形式，并對這些防護效果進行評價，效果較好的可以考慮在新路建設時沿用，效果不好的可以考慮變為效果更好地排水及防護形式。此外，由于新老路建設一般存在較大的時間間隔，由于人為或者自然因素，周邊水系可能與老路建設期間存在較大差異，應當對現階段路基防護及排水設施的合理性及適用性進行分析和評價。

3.1.2 路基沉降分析

現有路基沉降分析通過查明老路不良地質路段、地基處理方法及沉降觀測資料等，對老路的地基處理效果，沉降情況作出評價，為拼寬路基的設計提供依據。此外，控制新老路堤的差異沉降是路基沉降分析的重點，可以采取模型試驗或者數值模擬的方法對新路的地基處理、路基壓實及施工措施等提出建議并對新老路堤差異沉降進行預測。

3.2 現有路面評價方法

以上一章路面評價的總體思路為基礎，路面評價可從路面破損狀況評價、車轍評價及路面結構強度評價等五方面入手。

3.2.1 路面破損情況評價

按照評定標準中規定的類型和內容進行現場調查，內容包括裂縫類破損（包括龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫等）；變形類破損（包括車轍、沉陷、波浪擁包等）；松散類破損（包括松散、坑槽等）；其他類型破損（包括泛油、修補等）。評價時可以按照調查結果進行分段。這樣做的目的在于能夠更直觀的反映老路路面的狀況，區別較好和較差段落，方便設計時著重考慮。需要說明的是，評價路段的長度不宜小于100m，目的在于方便路面維修時的施工作業，評價范圍為超車道及行車道。

3.2.2 車轍評價

車轍是瀝青路面特有的一種損壞現象。一般表現為在汽車荷載重復作用的輪跡帶上產生豎直向下的永久變形，較嚴重時兩側通常伴有隆起變形。

瀝青混凝土路面開放交通之后，在行車荷載反復作用下，車轍的形成過程可分為開始的壓密、瀝青混合料的流動、礦質骨料的重排及礦質骨料的破壞等三個階段，車轍一般可分為結構性車轍和流動性車轍兩類[4]。

車轍的產生往往被認為從中面層開始，而中面層在擴建工程中一般予以保留，因此需要對老路車轍進行評價，評價標準可執行評定標準，評價范圍為超車道及行車道。

3.2.3 路面結構強度評價

路面結構強度是路面確定路面是否能夠滿足使用要求的重要指標，可以用彎沉測試確定老路的路面結構強度，并與設計彎沉值對比，評價老路結構強度，評價方法可參照評定標準。此外，路面結構強度測試可以提供老路基層頂部回彈模量值，為設計提供必要的參數，路面結構強度評價范圍為超車道、行車道及緊急停靠帶。

3.2.4 路面內部結構強度完整性評價

常規的路面調查很難探明中下面層及基層底基層的病害，而上面層以下的病害無法通過路面調查獲得，可采用探地雷達對路面內部結構病害進行檢測，評價方法可參照《探地雷達技術在京滬高速公路路面結構技術狀況評價中的應用研究》的成果進行，該評價方法將路面內部結構病害分為松散、層間粘結不密實、富水及脫空四種，該方法的優點為快速、無損、連續，評價范圍是超車道、行車道及緊急停靠帶。

3.2.5 瀝青路面物理力學性能評價

擴建工程行車道及超車道往往經過翻修和加鋪，而緊急停靠帶路面則很少進行維修，瀝青路面相對較老，可以通過鉆芯取樣觀察芯樣成形情況，并通過馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗等對目前瀝青路面的穩定度和老化程度等做出評價，評價范圍是行車道及緊急停靠帶。

4、結語

本文分路基、路面兩部對高速公路擴建拼寬工程現有路基、路面的評價思路和評價方法進行了論述。現有路基、路面的評價對擴建拼寬工程老路的利用、拼接的形式等有著十分重大的意義，加強對現有路基、路面評價方法的研究能夠使擴建工程在經濟和技術上更為合理，對擴建工程建設起到良好的推動作用。

[1]張和義.公路改建工程中路基拓寬的主要方式[J]內蒙古公路與運輸.2011(5):17-19

[2]中華人民共和國交通部.JTG H20-2007.公路技術狀況評定標準[S].北京：人民交通出版社,2008

[3]張勇,鄭鳳曲,甘磊,張世平.高速公路改擴建工程路基拼接方案研究[J]湖南交通科技.2011,37 (3):9-41

[4]王旭.高速公路瀝青路面病害成因及預防[J]科技資訊.2011(30):113