旧路改造工程路基路面综合设计探析
摘要：结合深圳市深汕公路改造工程（一期）工程实践,介绍了改造工程中新旧路基衔接，加铺层设计中合理确定加铺层厚度、设置中间应力吸收层、处理好旧水泥混凝土路面等关键技术。
关键词:旧路改造,沥青混凝土加铺层,反射裂缝,病害处理
随着深圳市城市化建设的迅猛发展，为适应城市交通量的发展，越来越多的各等级公路需进行改扩建，实现升级改造的目的。有效地利用旧路路基进行加宽及利用旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土罩面，改善路面使用性能，对提高已有道路等级以及改善路网结构具有较高的技术经济价值。但在旧路改造中，加宽部分路基很容易产生新旧路基的不均匀沉降问题；加铺的沥青混凝土常出现反射裂缝，进而导致面层的开裂和剥落，表面水下渗，缩短罩面层寿命，造成路面损坏。因此，保证新旧路基的整体稳定性以及旧路面的加固补强，就成为旧路改扩建工程设计与施工中面临的重要课题。
1工程概况
深汕公路地处深圳市东部工业组团（坪山、坑梓），是深圳市龙岗区连接惠州市惠阳区的主要通道。深汕公路改造工程（一期）为深汕公路的坑梓～坪山段，线路为东北—西南走向，沿线穿越坑梓街道办、市大工业区、坪山街道办，全长约12.5km。该路原为16m宽水泥混凝土路面，双向四车道。1993年进行加宽改造，在现状行车道外侧铺设了硬路肩作为非机动车道，路基宽度23m，主车道4×4m，非机动车道2×3.5m，路面结构为水泥混凝土路面。2007年深圳市政府决定对其进行市政化改造，规划为区域生活性城市主干道，计算行车速度为50km/h，双向6车道，规划红线宽度60m（局部40m）。
2旧路改造路基路面设计需解决的重点问题
1）利用旧路基加宽时新旧路基的衔接设计。
2）旧水泥混凝土路面罩面时加铺层的设计。
3新旧路基衔接设计原则
旧路路基加宽设计原则：旧路一般采用物理或机械的方法进行加宽，重点是对新旧路基的衔接部位进行处理。加宽设计应遵循以下原则：1）新旧路基的衔接一般采用改变边坡几何形状的方法，如采用挖台阶衔接处理，或加铺土工合成材料加强连接等，使新旧路基结合紧密，形成一个良好的整体。2）对路基加宽部分的基底进行必要的处理，这一点对不良地基十分必要，有的还可采取加固措施。3）加强施工质量控制，对新旧结合部位的路基应加强碾压、复压，有的还可适当提高标准。
4旧路面罩面加铺设计
4.1现状路面调查
根据现场调查，现有道路路面结构机动车道：水泥混凝土板25cm，6%水泥石粉18cm，砂砾石15cm；硬路肩：水泥混凝土20cm，6%水泥石粉15cm。为了更好利用现状路面，深汕公路改造工程（一期）的路面进行了检测，检测内容包括道路回弹弯沉值试验、路面结构层厚度（钻芯法）试验及混凝土芯样抗压强度试验。其中，道路回弹弯沉值试验报告成果如下表：
道路回弹弯沉值试验报告成果表：
4.2加铺层设计原则及加铺厚度
(1)沥青加铺层设计应考虑的主要因素是防止或延缓反射裂缝的出现。反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。究其原因，通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。
(2)旧路改造路面加铺层一般采用两层密实型沥青混凝土结构,最小厚度以8～10cm为宜，一层为抗滑表层，一层为沥青混凝土整平层，从而实现与其他沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
4.3旧水泥混凝土路面病害处理
在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层是一种刚柔结合的复合结构，施工时应首先进行旧路面病害检查，严格按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)要求处治好旧水泥混凝土路面（主要为裂缝、破碎、断裂板等）问题，才能保证施工质量。
1）旧水泥混凝土路面几种常见病害的修补措施：
（1）裂缝处理：对于宽度小于3mm的轻微裂缝，可采用扩缝灌浆处理，顺着裂缝扩展成1.5～2.0cm沟槽，槽深最深不超过2/3板厚，清除砼碎屑后，用0.3～0.6cm石屑回填，然后再灌入环氧树脂灌缝材料；对于贯穿板厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝，可采用条带罩面进行补缝，在距裂缝两侧不小于15cm处切缝，凿除约7cm厚砼，每隔50cm打一对耙钉（∅16钢筋，耙钉长度不小于20cm，弯钩长度为7cm），最后再浇筑C35砼；对于裂缝宽度大于15mm的严重裂缝的面板，应挖除后浇筑新板。
（2）破碎板处理：对于损坏严重的现状砼板，如板块出现严重的破碎、断裂性沉陷等，需挖除旧板浇注新板。破除旧水泥砼板时，应沿着指定横向和纵向边界（或原有路面接缝）进行全深度切割，凿除旧砼面板。
（3）板边断角处理：对于现状砼板接缝啃边、缺边、板角破损、其他零星破损，若破损面较浅较窄，可采取先凿掉砼板深度5cm，然后用中粒式沥青混凝土AC-25C填平压实，若破损面较深较宽，应按破损面的大小确定切割范围，凿除破损部分，保留原有滑动传力杆。
5深汕公路改造工程（一期）设计方案
5.1新旧路基衔接方案设计
为了减少纵、横向新旧路基连接处的不均匀沉降及裂缝，深汕公路改造工程（一期）新旧路基衔接主要采取以下处理方法：1）先沿旧路基开挖1.0×1.0m台阶，利用台阶衔接处理，使新旧路基结合紧密。2）对加宽部分的路基交工面以下1.5m左右范围内的路基进行超挖、翻晒、分层碾压回填。3）在新旧路基连接处，纵、横向沿台阶铺设长10m的土工格栅加强连接，其连接采用铅丝绑扎后用U型钉(详见图5-2)固定，防止或缓解由于不均匀沉降而引起的开裂。
5.2沥青加铺罩面层方案设计
5.2.1现状路面结构性能分析
根据旧路检测试验报告，经研究分析认为：1）既有主行车道（即原有的双向4车道）路面状况良好，可以利用；但是作为老路罩面利用时，必须对沿线路面出现病害（如：脱空、断板、角隅断裂、接缝碎裂等）的板块进行处理后，才能进行罩面施工。2）现状硬路肩结构强度偏低，不能直接作为路面基层罩面利用，同时结合市政管线敷设要求，该范围加宽新建水泥砼路面后再与旧路面一起罩面。
5.2.2设计方案
深汕公路改造工程（一期）路面设计方案：1）为避免或减少主线加宽部分路面与老路产生不均匀沉降，挖除现状硬路肩后加宽新建水泥砼板块，新建水泥混凝土板块顶面与旧水泥混凝土路面顶一致，同时在新建砼板与旧路面砼板连接处下面增设C35现浇水泥混凝土垫块，待加宽完成后新、老混凝土路面一起罩面。为确保水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层的层间连接质量，需对水泥混凝土路面采取铣刨处理，并洒布高质量的粘层油。2）为了防止和控制加铺层的反射裂缝，在水泥板接缝处与沥青混凝土加铺层之间满铺玻纤土工格栅防裂夹层。3）沥青加铺层结构：4cm改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13）（罩面）+一层粘层沥青油+5cm中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）（罩面）+满铺玻纤土工格栅+一层粘层沥青油+旧水泥混凝土路面层。（详见图5-1）。
6结束语
1）旧路加宽改造中，新旧路基的接合部容易出现不均匀沉降的原因是多方面造成的，如果在设计中采取必要的措施，使新旧路基结合紧密形成稳定的整体；深圳地区众多旧水泥混凝土路面加铺改造工程，应用了许多新技术、新材料、新工艺，为水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改造积累了许多成功经验，也在本工程中得到了充分的体现，为今后类似工程提供借鉴。
参考文献：
［1］JTJ073.1－2001公路水泥混凝土路面养护技术规范
［2］JTJ073.2－2001公路沥青路面养护技术规范
［3］周志刚，郑健龙公路土工合成材料设计原理及工程应用北京：人民交通出版社，2001
［4］沈春林路桥防水材料北京：化学工业出版社，2006
