旧水泥混凝土路面拓宽设计

旧水泥混凝土路面拓宽设计

李冰冰

核工业西南勘察设计研究院有限公司海南分公司海南省海口市570105

摘要：旧水泥混凝土路面拓宽在道路改建项目中是较为常见的设计方案，拓宽后的道路由于路基不均匀沉降引起路面纵向开裂的现象较为常见，本文着重介绍了工程中常用的减少新、旧路基不均匀沉降的各项措施。

关键词：旧水泥混凝土路面；拓宽；设计方案

引言：随着社会经济的高速发展，道路交通量迅速增长，大型车数量日益增多，部分道路的通行能力已不能满足使用要求，旧路拓宽的设计方案能够有效的提高道路通行能力，且工程投资少，可边通车边施工，施工工期相对较短，在改扩建工程中较为常见。

水泥混凝土路面具有刚度大、承载力强、抗弯拉强度高、耐久性与耐高温性强等优点，作为路面结构的主要形式被广泛应用，对旧水泥路面加宽利用或加宽后再加铺沥青混合料是目前常用的道路改造方案。

拓宽公路的路线依据原有道路执行，路基的设计标准按照新建道路的标准执行，公路的路基横断面形式应根据公路等级，结合道路沿线的地形、地貌、水文、地质、填筑情况来确定是单侧拓宽还是双侧拓宽，满足技术可行、经济合理的要求。

原有公路地基在路堤荷载和车辆荷载的作用下地基沉降已基本处于稳定状态，而两侧地基基本为原状地基，路基拓宽后，在新的路基荷载作用下，地基将产生新的沉降，并对原有路基路面产生一定影响，新老路基之间将形成沉降差，设计中应采取有效措施尽量减小差异沉降。

1项目概况

白沙县光雅至青松公路改建工程，全长8.625公里，公路起点位于光青线K14+900处，终点为青松乡，原有道路为农村通畅公路，4.5m宽水泥混凝土路面，路基宽度5.0m左右，原路面结构层为20cm水泥混凝土+15cm级配碎石。改建公路等级参照四级公路标准，设计速度参照20Km/h，路基及小桥涵设计洪水频率1/25，汽车荷载等级采用公路—Ⅱ级。平、纵面在原有路线的基础上进行了优化，拓宽后路基宽度6.5m，路面6.0m，采用单侧加宽，路面结构层为22cm水泥混凝土+15cmC15素混凝土，新旧面层之间设置纵向拉杆，拉杆采用14mm螺纹钢筋，长70cm，植入旧路面35cm。

2原有公路路况调查和评价

原有公路路基拓宽改建设计前，应对原有公路路基进行调查，采取资料收集、现场调查和勘探试验相结合的方法，搜集原有公路路基勘察设计、竣工图和养护等方面的资料，调查拟建项目目前路基的稳定情况，并对原有路基和拓宽场地进行工程地质和水文地质调查、勘探和测试，关键是对原有路基及地基进行勘察试验与分析评价工作，主要包括：原有路基路表状况调查、路表强度测试和路基土勘探试验，原有路基下地基勘探试验、路基拓宽区地基勘探试验。

根据原有公路的路况进行分段，选择有代表性的断面进行勘探试验，原有路基勘探孔和拓宽区勘探孔应布置在同一横断面上，钻孔深度和取样试验应符合勘察规范的有关规定。同时选择代表性路段进行老路路基路面几何尺寸、弯沉、承载板测试，确定其回弹模量，并逐桩调查路面病害种类、范围及程度，分析病害原因。

根据调查、测量、试验和水文分析资料，确定原有路基高程能否满足路基设计洪水频率的规定；确定原有路基填料能否满足路基压实度和路基填料最小强度的要求；确定路基土的平均稠度及路基所处的水文状态，分析评价路基最小高度能否满足路床处于干燥、中湿状态的临界高度；分析评价路基边坡的稳定状态、各种排水设施的有效性及改进措施；分析评价原有路基的病害，并提出路基病害整治措施。

软土地区应确定原有路基的地基处理路段的软土地基固结度和剩余沉降值，分析评价原有软土地基处理方法的效果和改进措施。分析评价拓宽路基和原有路基之间的稳定性和差异沉降、拓宽改建路基对原有路基稳定性和沉降影响程度，确定新拼接或增建路基软土地基处理措施，保证拓宽改建公路路基的强度和稳定性。

3路线设计

旧路拓宽的平、纵线型按照原路，个别路段根据地形、地貌、水文等进行优化，沿线的安全设置根据调查资料选择性的利用或重新设置。

4路基设计要点

（1）拓宽公路路基高程应满足路基设计洪水频率的规定。

（2）水文及水文地质条件不良地段的的路基最小填土高度不应小于路床处于中湿状态的临界高度，当路基设计标高受限制时，应对潮湿、过湿状态的路基进行处理，处理后的土基回弹模量不应小于路面设计规范的规定。

（3）拓宽路基的地基处理、路基基底处理、路基填料的最小强度等应满足改建后相应等级公路的技术要求。

（4）拓宽路堤的填料宜选用透水性好、强度高、具有良好级配的粗粒土作为路基填料，若采用细粒土做为填料时，应满足路基土最小强度要求，并加强路基内部（特别是新老路基结合部）的排水，必要时，可设置横向盲沟，排除路基内部积水。

（5）拓宽原有路堤时，应拆除原有道路的防护工程，并清除坡面松土，沿原有路基坡面开挖台阶，台阶宽度不应小于1.0m，并向内倾斜2%～4%的坡度，填土每50cm左右厚度铺设一层3m宽土工格栅，不宜少于3层。

为了便于压实路基，当拼接看度小于0.75m时，应采取超宽填筑或超挖原有路基等措施，路基填筑、压实施工完毕后，可进行削坡处理，形成最终的路基断面，严禁出现贴坡现象。

（6）路堤填筑应自下而上逐层填筑路基，开挖一段，填筑一段。

（7）应注意路基本身的压实，以减小路基自身压缩沉降，路基压实度取值可比路基规范规定值增加1-2%。

本案中采用的路基压实度及填料强度如下表：

（8）拓宽路堤的边坡形式和坡度均应符合路基规范的规定，挖方路基可按路基规范的规定执行或可参照原有挖方路基稳定边坡确定。

（9）拓宽路基范围内，应严格控制其工后沉降，工后沉降标准按相应公路等级桥头段的工后沉降标准控制。

（10）软土地基稳定安全系数和工后沉降不满足规范要求时，应进行处治设计。

4路面设计要点

（1）拓宽路面的横坡应与原有道路的路面横坡一致。

（2）基层的设计参数不应低于原有基层的指标并符合规范要求，当加宽宽度较小时，基层可采用低标号混凝土浇筑。

（3）面层的强度、厚度与原有路面相差不宜太大。

（4）为了保证新老路面拼接完成后的整体性和变形协调统一性，减少新老路面差异沉降，在新旧路面连接处设置纵向拉杆，设在旧水泥板厚中央，钢筋类别、直径、长度、间距均应满足规范要求。

（5）新、旧路面的横向接缝应对齐设置，接缝设置应符合规范要求，拓宽路面的长宽比较大时，可在板中部增设一条假缝。

（6）植筋应严格按照定位、钻孔、清孔、注胶、植筋、固化、检验的顺序施工。

（7）植筋之前应对面层内钢筋探测，尽量避免伤及钢筋，必要时可适当调整植筋的位置。

（8）植筋前原路面病害路段应采用板底注浆、更换水泥板、更换基层等措施进行处治。

（9）植筋一般宜在路面摊铺前进行，避免植入钢筋长期暴露锈蚀，否则要采取防锈措施。

（10）植筋的粘胶剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯基酯类粘胶剂，其安全性指标符合混凝土加固规范的规定。

（11）交叉口路段应按照主线优先的原则，挖除辅路上占据拓宽位置的面板，拓宽部位摊铺完毕后再与辅路路面衔接。

（12）面层和基层混合料的配合比和施工方法均应按规范规定执行。

5桥涵构造物设计要点

为降低造价，节省投资，应对原有桥涵进行检测和验算，能够完全利用就应完全利用，能够加固利用就加固利用，对经检测验算不能利用的桥涵予以拆除重建。

对于加宽桥梁、接长涵洞等构筑物路段，为保证其工后沉降满足设计要求，建议在构筑物路段先填土预压，待预压完成工后沉降满足设计要求后，再开挖路基修筑构筑物。

6注意事项

（1）尽量避免雨天施工。

（2）路基边坡开挖后应加强排水并及时填筑，严禁开挖后长期暴露，以免暴雨和行车等影响路基稳定。

（3）路面施工前应对交验的路基进行再检验，包括填料强度CBR、压实度及路床顶面土基回弹模量，路基标高等参数。

（4）软土路段当原地基采用排水固结法时，拓宽路基不得降低原有路基的地下水位，需要排水清淤时，必须采取防渗和隔水措施后方可降水；与桥涵构造物相邻拓宽路段或原有路基已基本完成地基沉降的路段，拓宽路基宜采用复合地基，不宜采用排水固结法处理。

（5）原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%

（6）拓宽部位的基层宜整体一次摊铺。

（7）植筋施工前应对植筋胶进行现场定型拉拔实验，数量不少6根，经业主、设计、监理认可后方可大面积施工。

（8）植筋时用压缩空气清孔，确保孔壁无尘。夏季施工气温较高时，可在孔内灌水降温，吹干孔内水分后再注胶。

（9）注胶时由孔内向外逐步移动，孔内注胶量达到80%即可，注胶后应立即植筋。

（10）植筋时将钢筋旋转着缓缓插入孔底，使得锚固剂均匀地附着在钢筋的表面及缝隙中。

（11）在固化期内禁止扰动钢筋。

7结语

以上方法能后有效的减少拓宽路基与原路基的沉降差，减缓路面的纵向开裂，改善拓宽路面的使用性能，在工程实践容易操作也较为常用。

参考文献：

[1]《公路路基设计规范》JTGD30-2015

[2]《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011

[3]《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTGTF30-2014

[4]《公路工程技术标准》JTGB01-2014

[5]《旧水泥混凝土路面加铺改建与拓宽》付智，李红，公路，2011（1）