高速公路改扩建工程老路利用关键技术研究

引言：

原有道路因技术标准滞后、长期荷载疲劳与自然因素侵蚀，普遍存在路基不均匀沉降、路面结构性能衰变、隐蔽病害复杂多样等固有缺陷，如果沿用传统粗放式的处置方法，极易诱发新旧路基间的差异沉降、拼接界面产生反射裂缝、结构协同受力失效等重大工程隐患，严重威胁运营安全且缩短工程寿命。本研究旨在系统梳理关键技术难题，构建一套完整的老路利用技术体系，为提升我国高速公路改扩建工程的整体质量提供实践指南。

一、老路性能评价关键技术

（一）全面检测与精准调查技术

对老路的调查必须由表及里、从宏观到微观，形成多维度的立体认知。传统调查依赖于人工目视巡查与随机钻芯取样，存在效率低、主观性强且“一孔之见”无法代表全线的固有缺陷。现代精准调查技术则倡导“无损检测先行、有损验证辅助”的融合模式。首先，利用探地雷达对路基路面进行大范围连续扫描，其电磁波可高效识别基层松散、路基脱空、层间含水等隐蔽病害，初步绘制出结构层厚度分布图，如同对道路进行了一次“CT 扫描”。继而，采用落锤式弯沉仪进行动态承载能力测试，通过施加瞬态冲击荷载并测量路面弯沉盆，反算得出各结构层的动态模量，从而科学评估路基路面的整体结构强度与剩余寿命。在此基础上，再针对关键位置进行精准的钻芯取样，通过实验室的物理力学试验对无损检测结果进行标定与验证。

（二）多层次性能评价体系构建

获取海量检测数据后，要借助一套科学的多层次评价体系将其转化为可直接指导设计的决策依据。对于路基，评价在于其均匀性与稳定性，要综合探地雷达的介电常数分布、弯沉盆反算的土基模量以及钻孔取样的含水率和压实度数据，预判新旧路基拼接后的差异沉降风险，据此把路基划分为稳定、可加固、不稳定等不同利用等级。对于路面，则要建立基于多源信息的性能衰变模型，弯沉值、破损率、车辙深度及国际平整度指数等指标与钻芯试件的材料性能衰减相关联，科学判定原有面层、基层是否仍能满足高等级荷载要求，是直接利用、再生利用还是必须废除。对于桥涵构造物，则要依据最新荷载标准重新进行承载能力验算，结合外观病害检测结果，对其技术状况作出评定。

二、新旧路基路面协同利用关键技术

（一）差异沉降控制技术

新旧路基间的差异沉降是导致扩建道路纵向开裂、路面不平整乃至结构失效的根源，其控制是一项系统工程，要从地基处理与路基拼接两个维度协同发力。对于下卧软弱地基，必须从根本上改善其力学性能，常规的置换填挖方往往难以满足苛刻的工后沉降要求，此时要采用预应力管桩、水泥搅拌桩等刚性或半刚性桩基进行复合地基处理，或创新性地应用泡沫轻质土等轻质填料以显著降低基底附加应力，从而主动控制地基的固结沉降量。在上部路基拼接层面，必须严格按照“开挖台阶、铺设土工格栅、高强度压实”的标准化流程操作；台阶开挖要采用内倾的逆向坡力，随后在台阶面上铺设高强度双向土工格栅，其强大的抗拉性能能有效分散和吸收差异沉降产生的剪应力；最后对拼接处的新填路基材料，必须采用吨位足够的重型压路机进行碾压，辅以灌砂法或核子密度仪检测确保其压实度不低于现有老路标准，从而最大限度地减少自身压缩沉降，使新旧路基从物理结合升华为力学一体。

（二）路面结构拼接与一体化设计

拼接方案的设计要运用断裂力学理论进行精细化仿真分析，优化确定台阶铣刨的最佳宽度，在新旧沥青层接缝处铺设高性能抗裂贴或应力吸收层。必须把原有老路路面结构纳入整个路面体系中进行整体力学响应计算；基于精准的性能评价数据，仍具潜力的老路面层或基层视为新路面结构的一部分，通过调整新建部分各结构层的厚度，使整个复合结构层的应力应分布趋于均衡，避免在结合部形成应力集中。一体化设计充分利用了旧路结构的剩余价值，体现了全寿命周期成本最优化理念，更从设计源头保障了新旧路面能共同承担交通荷载，最终实现长期平稳的性能目标。

三、废旧材料再生循环利用技术

（一）现场冷再生/ 热再生技术

厂拌热再生技术把铣刨获得的旧沥青混合料运至中央拌合站，经过破碎筛分后，按特定比例与新集料、新沥青及再生剂在高温下重新拌和；再生剂能有效软化已老化的旧沥青，恢复其路用性能，而精确的级配控制确保了再生混合料的质量稳定性，使其能够直接用于新建路面的中下面层，实现高价值回收。对于基层材料，现场冷再生技术展现出极高的效率，该技术采用专用再生机组在现场就地对铣刨后的旧水稳碎石或沥青层进行破碎、拌和、摊铺和压实，一次性形成新的高质量基层或底基层。

（二）建筑垃圾资源化利用

改扩建工程中产生的建筑垃圾来源广泛，包括拆除的旧桥涵、挡墙、防撞护栏等混凝土构件，对其资源化利用是循环经济理念更深层次的实践。废旧混凝土块体经过专业的破碎、分拣、筛分和净化处理后，可转化为不同粒径的再生骨料。高性能的再生骨料可通过强化处理技术减少其附着旧砂浆含量、降低孔隙率，从而部分替代天然骨料用于制备新的水泥稳定碎石基层或混凝土基础，实现了在承重结构中的规模化应用。

四、安全施工组织关键技术

（一）动态交通组织方案

动态交通组织是保障工程顺利推进的生命线，“半幅保通、半幅施工”是主流模式，但其成功实施依赖于对交通转换节点的把握，每一次转换都要利用BIM 技术进行全流程三维模拟，预先验证车道划分、指示标志、限速设置及过渡区长度的合理性，从而优化出对通行效率影响最小的方案。在交通流量超饱和路段，则要启动“分段分流、夜间施工”的强化策略，通过上游情报板提前发布信息，引导车辆绕行相邻路网，为重要区段施工创造短暂的“无干扰”窗口期。整个施工期间，依托布设于路侧的物联网传感器与视频监控系统，对交通流速、密度进行实时监测，一旦出现拥堵苗头，立即动态调整施工布局或启动预备的疏导方案。

（二）施工安全风险管控

施工区域的安全风险管控必须构建一道人、机、环境协同防护的坚固壁垒。从上游预警区开始依次设置逐级降速标志、防撞桶、移动式声光报警器直至最终的全封闭钢制护栏作业区，形成一道强制性的安全缓冲地带，流动的车流与静态的作业面彻底隔离。对于施工主体，则要推行网格化与标准化的安全管理，作业现场划分为若干责任单元，每个单元的安全员通过智能手环与指挥中心实时联动；所有大型机械设备严格限定作业范围且要安装倒车雷达与盲区监控系统；物料运输车辆实行“定时、定线、定速”的专线管理，避免与社会车辆混行。

结语：

随着我国高速公路网络日益完善，建设重点已从“增量扩张”转向“存量优化”，大规模改扩建时代已然来临，其迫使工程技术人员要重新审视传统建设模式，把循环经济、全寿命周期成本理念深植于施工全过程。

参考文献：

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作者简介：李亚昊（1996.02-）男，汉族，山东菏泽人，专科学历，初级职称，研究方向：交通工程技术。