高速公路改扩建路面拼宽技术要点

如今，越来越多的高速公路路段面临需要进行改扩建的问题，以此提高通行能力，缓解交通拥堵。而在实际的改扩建过程中，路面拼宽作为重要环节和内容，其质量直接决定了工程成败，因此必须引起相关人员的高度重视，防止拼宽部位变为薄弱点，产生病害，影响公路正常和安全通行。

1 工程概况

某高速原老路设计最高时速 100km/h ，路面结构总厚 73cm，结构为：5cm 细粒式沥青混凝土（上表层）+6cm 中粒式沥青混凝土（中间层）+7cm 沥青碎石（下面层）+20cm 水泥稳定碎石（基层）+20cm 水泥稳定碎石（底基层）+15cm 级配碎石（垫层），老路面检测数据见表 1，结构参数见表 2。初测与路基路面检测报告表明，项目段沥青混凝土路面整体状况较好，但有裂缝、坑槽等病害，且扩建时问题会更严重。所以，需对全线路面全面维修养护，先对部分水泥路面“白改黑”，再对沥青路面局部病害翻修补强，最后在全线沥青路面上加铺 4cm 厚的 AC-16SBS（养护罩面）。

表1 沥青混凝土路面PCI

表2 高速老路面结构参数

2 老路处治

依据高速沥青检测养护结果分析，该高速主要面临 3 个问题：一是横向裂缝普遍，由半刚性基层与沥青层分离、接触不良所致，部分为反射裂缝；二是罩面工程未根本解决车辙问题，原上面层沥青混合料性能差、层间接触条件变差，危及半刚性基层；三是局部路段结构强度不够，PSSI 较低，需特殊处理。总体而言，老路路面强度指标不错，加宽路段大部分基层板体性良好，仅需对局部病害严重或结构强度不足路段开挖基层重铺。

（1）方案一：直接加铺，因老路小型车多对路面强度要求不高，主要恢复路表性能。此方案造价低、施工快、干扰小，但未处理病害根源，短期内病害可能复发，还影响路面纵坡、增加桥梁恒载，不推荐。

（2）方案二：深层次处理，全部铣刨重铺旧路沥青层，可改善路面受力、消除缺陷，但对原路扰动大，可能破坏半刚性基层，且干扰交通、周期长、造价高，需进一步论证。

（3）方案三：铣刨罩面层和上面层重铺，能一定程度消除病害根源，满足通行需求，对基层扰动小、周期可接受，虽不能彻底解决分离问题，但老路交通量小仍能满足强度要求。（4）方案四：铣刨至中面层，可消除病害根源、避免抬高路面标高，但扰动中下面层及层间接触条件，补强效果不明显。

经综合考量，对老路一般路段推荐方案三。铣刨老路罩面层和上面层后，按成熟方法处理原路面中面层剩余病害，加铺层施工时做好表面清理、撒布粘层油、控制层间粘结等工作。病害处理动态设计，可借鉴养护经验。中面层裂缝处治依据具体情况确定，如两侧未啃边、破碎的开槽注密封胶；两侧有网裂破碎带的，铣刨中下面层至基层顶面，基层顶面裂缝开槽灌注密封胶，两侧铺设抗裂贴，基层松散破碎则挖除填补。

3 拼宽新建路面技术要点

3.1 路面结构类型

（1）半刚性基层沥青

我国广泛应用半刚性基层沥青路面，其基层强度高、承载力大，随龄期强度提升，设计与施工技术成熟，造价低、初期投入少。但易产生干缩和温缩裂缝，形成反射裂缝，不及时养护会引发水损害。国内常优化材料设计或加厚沥青层缓解，如京津塘、沪宁高速。本项目老路部分采用此结构。

（2）全柔性基层沥青路面

全柔性基层沥青路面基层用柔性材料，是国外高速常见选择。与半刚性基层沥青路面相比，能避免反射裂缝，病害表层补强罩面即可解决，应力分布和变形更协调，施工便捷。虽国内担忧其高温车辙变形，但压实可控制。其设计和控制指标与国内标准不同，对路基顶面回弹模量要求高。因我国使用经验不足，本项目暂不推荐。

（3）复合基层沥青路面

复合式基层沥青路面介于半刚性和全柔性基层沥青路面之间，上基层用柔性材料，下基层用半刚性材料，兼具两者优点，可抑制半刚性结构层裂缝发展。目前国内不少高速已采用，应用渐趋成熟。本项目拼宽新建部分推荐采用复合式基层沥青路面，考虑利用旧路铣刨再生料。

3.2 面层材料选择

3.2.1 表面层沥青混合料

根据以上确定的老路处治方案，先对既有面层部分进行铣刨，然后进行加铺，具体加铺结构包括两种，即 4cm 厚细粒式沥青混凝土和 6cm 厚中粒式沥青混凝土。考虑到改扩建工程自身存在一定特殊性，故拼宽新建处面层结构完全相同。对现阶段最常用的沥青面层而言，对 SBS 改性 AC-13C 型、SBS 改性 SMA-13 以及 Sup-13 这三种沥青混合料进行综合对比。AC面层虽常用但性能不佳，用于本项目表面层必须进行 SBS 改性。SMA 具备抗滑、耐磨特性，作为路表功能层性能优良，在国内已应用多年，河北也有先例，若严格把控施工质量，其优点多于 SBS 改性 AC-13C 型。Superpave 沥青混合料级配为连续级配，粗集料增多，高温稳定性较好，不过低温抗裂性逊于 SMA，疲劳耐久性也稍差。经过综合分析，表面层建议采用SBS 改性 SMA-13 型沥青混凝土。

3.2.2 其他路面结构层

中面层为 6cm 中粒式沥青混凝土，由于要承受剪应力，老路局部路段沥青层应力较大，推荐使用 SBS 改性 AC20-C 型沥青混合料，优先采用 GTM 设计法，条件允许时可采用Superpave 设计法。半刚性基层材料的选择需要考量抗裂、抗冲刷性，规范能够控制抗裂性。本地区粉煤灰资源丰富，添加粉煤灰可提升抗裂性和后期强度，同时兼顾抗冲刷与早期强度，推荐采用水泥粉煤灰稳定碎石基层，水泥和粉煤灰的掺配比例通过后期室内试验确定。

3.3 路面拼接形式

（1）相关规范指出，路面拼接形式以搭接为宜，并要求搭接宽度需达到 30cm 及以上。在搭接宽度为 30cm 的情况下，先将老路面的上面层与加铺层分别铣刨，然后从硬路肩边缘内侧 60cm 为起点沿垂直方向向下开挖到基层下方约 4cm 的位置，之后从内侧 30cm 的位置开始开挖到下基层下方约 2cm 的位置，最后从原有硬路肩的边缘开始沿垂直方向向下开挖到下基层 35cm 处。

（2）在搭接宽度为 120cm 的情况下，需将顶层接缝设置在扩建完成后第二车道和第三车道之间的分隔线部位，每一级台阶之间的搭接宽度按照 120cm 控制。和之前提出的按 30cm宽搭接基本一致，仅仅是横向搭接宽度增加到 120cm，顶层接缝位置更改为老路硬路肩边缘向内 240cm。

（3）在搭接宽度为 300cm 的情况下，需将顶层接缝设置在扩建完成后第二车道和第三车道之间的分隔线部位，每一级台阶之间的搭接宽度按照 300cm 控制。和之前提出的按 30cm、120cm 宽搭接基本一致，仅仅是横向搭接宽度增加到 300cm ，顶层接缝位置更改为老路硬路肩边缘向内 600cm 。

（4）为明确具体搭接宽度可能给拼接后路面整体结构受力造成的影响，需建立一个专门的拼接模型来分析。先将老路面层与加铺层分别铣刨，然后以硬路肩边缘 250cm 处为起点沿垂直方向向下分层开挖到下基层 35cm 处，此时需将顶层接缝布置在硬路肩边缘向内 250cm 的位置。

3.4 基层拼接

在基层拼接过程中要注意以下几方面要点：1）对于拼接部分老路，新基层部分需按照设计要求的标高进行铺筑，由于沉降等诸多因素会使老路基层标高产生一定程度的差异，对此应尽量做到顺接，具体方法为将新基层外侧直接作为设计标高，而内侧依然采用老路基层标高。2）对于新、旧基层之间的拼接，在新旧基层间喷洒水灰比为 1.2 的水泥浆，单位面积喷洒量按不少于 2 :0～3.0kg/m² 控制，水泥浆的稠度按可以保证喷洒均匀为基准控制，实际洒布长度控制在摊铺机之前 30～40m 的区域内，喷洒完成后尽快开始新基层的施工。铺设沥青面层前，在基层铺 5mm 乳化沥青稀浆封层。3）对于新旧基层侧向拼缝拼接，侧向拼缝用水泥混凝土界面剂均匀涂刷，人工填补细集料混合料。4）与接缝相距 50cm 的位置做好新料碾压，每次向内侧碾压 10cm 的长度，确保接缝嵌挤密实。5）可考虑用聚酯玻纤布处治上基层接缝，研究表明聚酯玻纤布防反射裂缝性能良好，建议在基层表面进行铺设，并注意向新、老路面分别延伸 100cm. 。

3.5 面层拼接

在面层拼接过程中要注意以下几方面要点：1）对于拼接部位标高处理，新拼接完成的路面，其中面层和以下各结构层都应做好横纵向标高的调整，遵循老路就新路的基本原则，新路严格按照设计要求的标高和老路做好顺接。2）对于新、老面层之间的拼接，应先将接缝表面清理干净，要求不能存在松动的集料、灰尘、污染物以及其他杂物，然后均匀喷洒一层粘层沥青，保证均匀，不能存在遗漏或流淌。3）对于新、老面层的接缝，研究显示乳化沥青和热沥青作粘结材料效果好，推荐用乳化沥青作粘结料，采用冷拼接方式处理接缝。4）对于拼缝部位的碾压，建议进行跨缝碾压。5）在必要且条件允许的情况下，建议在新建路面拼接缝处铺设聚酯玻纤布，向新老路面各延伸 100cm 。

4 结语

综上所述，路面拼宽是高速公路改扩建工程实施中的重要环节，以上结合高速公路改扩建工程实际情况，对其路面拼宽技术及其要点进行了初步分析与总结，旨在为其他类似高速公路改扩建项目的实施提供参考，保证路面拼宽质量与最终效果。

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作者简介：陈曦（1990.1-)，男，汉族，本科，湖南耒阳，工程师，研究方向：高速公路养护工程管理