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摘要：高速公路路面分期修建技術則是解決的軟土地基或不良地基一個有效設計與施工途徑。本文即針對軟土地基或其它不良地基，以現行路面設計規范方法為基礎，提出了路面分期修建的一些關鍵技術問題及其措施，以及分期修建瀝青路面和水泥混凝土路面的結構設計和基本方法。

關鍵詞：高速公路；路面；分期修建；結構；技術

1影響高速公路路面分期修建方案的關鍵因素

路面分期修建是相對于一次性修建而言的。分期修建路面結構各層次（包括面層、基層、底基層）的材料和厚度與一次性修建方案原則上應基本相同，只是將路面上面層或中面層以上部分作為二期工程，在過渡期后鋪筑。

1．1影響一期路面結構的主要因素

一期工程的路面面層應較薄，也稱"過渡期路面"。在確定一期路面結構時，應考慮以下因素：

（1）地基沉降量。過渡期內沉降量的大小是決定過渡期路面結構的根本因素。若沉降量較小，可以選用接近使用年限的路面結構；相反，選用滿足過渡期內累計當量軸次的路面結構即可。（2）近期累計交通量。近期累計交通量是指過渡期年限內路面將要承受的標準軸載累計作用次數。一期路面結構應按近期累計交通量進行設計和驗算。過渡期的時間范圍選擇3～7年較為合適，小于3年就沒有實際意義了，大于7年則可能導致一期路面投資過大。（3）路面結構層的最小厚度。路面結構層的最小厚度是指各結構層的設計最小厚度和施工厚度。二期修建時，在不挖除原有路面結構厚度或僅挖除過渡路面面層的情況下，各結構層的厚度應滿足其最小厚度的要求。

1.2二期路面鋪筑時間的確定

路面分期修建方案中，二期路面鋪筑時間的確定是一個技術經濟問題，不僅要考慮路面結構的壽命、路面的使用性能、地基沉降等因素，同時也應考慮經濟效益。

具體方法如下：（1）確定一期實施的路面結構，計算使用年限（用I表示）。根據設計預測交通量和一期實施的路面結構，確定一期實施的路面結構或原設計路面結構的中下面層的最大使用年限，此理論計算使用年限可作為二期路面實施的最終期限，即二期路面的實施必須在一期實施的路面結構最大使用年限之前完成。（2）根據實際運營交通量確定二期路面需要實施的時間。一期工程竣工通車后，根據交通量觀測結果，計算出通車年限內的累計交通量N，自運營第二年起，將實際運營交通量N與設計預測交通量Ni（第Ii年末）進行比較，若N<Ni，則不需計算；若N>Ni，則應計算累計當量軸次，并根據一期實施的路面結構，計算實際路面結構參數，確定是否實施二期工程，若滿足路面設計指標要求，可繼續使用，否則應立即實施二期工程。（3）按地基等載預壓固結理論計算沉降時間Ij。一般Ij應小于Ii與I的較小值。否則，在工程實施時，應考慮地基加固處理。二期工程實施的最佳時間It為：

Ij<It<min（Ii，I）

若Ij>min（Ii，I），則應根據固結理論計算沉降時間，反算一期實施的路面厚度，確保在路基固結完成前，路面具有足夠的強度和良好的服務性能。

2高速公路路面分期修建關鍵技術與措施

2.1分期修建方案的路面設計標高問題

分期修建方案要求橋梁、涵洞等主線構造物按第一期路面竣工時的標高控制。二期路面修建時，通過局部的縱坡調整，使二期主線路面標高與主線橋梁標高連接平順。跨主線的天橋、分離式立交等則必須按二期路面竣工時的標高進行控制。過渡期內地基發生固結沉降，可通過調平層進行調平，以保證二期面層竣工時能夠達到設計標高。

2.2路面層間處理

一期和二期路面層間的結合問題是保證二期工程實施效果的關鍵，處理的好壞直接關系到二期工程的成敗，處理措施如下：

（1）原路面面層設計厚度在15cm以上時，在保證抗滑表層厚度的前提下，一期實施的面層厚度建議控制在10cm以上，以滿足現行規范要求的高速公路瀝青混凝土路面面層最小厚度要求。（2）保證中面層的平整度至關重要。當瀝青混凝土路面為三層時，基層的平整度對面層影響相對較小，但分期實施時基層的平整度對面層平整度指標的影響相對較大。因此，采用分期實施時必須加強包括路基、底基層、基層等在內的各結構層的平整度、壓實度指標控制，以確保一期工程具有良好的服務性能。（3）二期路面面層與一期路面的層間結合的處理極為重要。設計時需根據一期路面病害情況及其原因進行相應進行如下處理措施：

①標線清除：原路面標線如采用熱熔型反光標線，應采用小型標線銑刨機對原標線進行徹底的清理；

②路面污染的處理：在二期工程施工前，應對原路面進行徹底的清掃和沖刷，施工前再用大型吹風機械清理路面縫隙中的雜物；

③壓漿孔的處理：在過渡期或二期工程水泥灌漿施工中，對灌漿孔要單獨處理，以保證路面質量；

④灑布粘層油：為使新老路面更好地結合，應在層間灑布粘層瀝青。

2.3補強層的設置條件與材料

若出現交通量增長特別快等意外情況，在二期路面設計驗算時，一期路面結構層的強度不足，則要考慮設置一層補強層。對于原有水泥混凝土路面，補強層材料有鋼纖維混凝土、連續配筋水泥混凝土（CRCP）以及素混凝土可供選擇，補強層厚度應通過計算確定。

2.4防止反射裂縫的技術措施

鋪筑瀝青混凝土路面必須考慮防止反射裂縫的技術措施，防反射裂縫的方法主要有三種：改善加鋪層材料和增加加鋪層厚度、設置夾層和瀝青加鋪層上鋸切橫縫。

增加加鋪層厚度使裂縫要經過較長時間才能到達加鋪層表面，同時減小了溫度對舊面板的影響。研究資料表明，瀝青混凝土的厚度與防止反射裂縫能力成正比關系，單層改性瀝青混凝土的裂縫率較兩層改性瀝青混凝土高。

設置中間應力吸收層。目前采用較多的材料有土工織物夾層和格柵夾層。利用土工格柵或玻纖格柵做應力吸收層主要是利用其高抗拉強度和彈性模量高的特點，格柵的主要作用為均勻傳遞荷載，分散反射裂縫的應力，同時增強瀝青混合料的整體抗拉強度。但土工格柵的高溫穩定性稍差，施工難度大。

瀝青加鋪層上鋸切橫縫或設置毛勒縫作為一種補充方式，可在橋梁伸縮縫、變坡點和長距離分斷處局部采用。

2.5排水系統的合理設置與銜接

按照“上封下排”的原則設置排水系統。充分利用原有的排水設施，對局部破壞而造成路基積水的地方，增設盲溝排出路基積水；對于路基已穩定的路段，可以采用漫流的形式排出路面雨水，不破壞原有穩定的植被；對于因沉降量較大，路面結構層形成反坡，結構層內的水不能匯入原有盲溝排出，聚集在基層或底基層，導致基層或底基層的強度降低的情況，過渡期內預測沉降量較大時，路面結構需采用水穩性較好的基層或底基層，同時路面基層底部設置縱橫向盲溝排除路面結構內部水。路肩部分亦要沿路面結構外側設置縱向邊緣排水系統。

2.6中央分隔帶設置

中央分隔帶設置最終應滿足一次性修建成路面的使用性能。二期路面設計時應結合原有設計，確保原設置的中央分隔帶縱橫向排水系統與超高路段排水系統安全暢通。中央分隔帶開口部位的路面結構宜采用與主線路面相同的結構。

2.7．構造物

高速公路路面分期修建時，橋梁、涵洞、通道、交叉工程等不宜分期修建，應按二期路面鋪筑后的恒載狀況，一次設計到位，并一次修建完成。

3高速公路路面分期修建關鍵技術結構設計

3.1瀝青鋪面設計（1）設計步驟。

①根據設計任務書的要求，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值；②按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干個路段，確定各路段土基回彈模量值；③參考推薦結構，擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案，根據選用的材料進行配合比試驗，測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結構層材料設計參數；④根據設計彎沉值計算路面厚度；⑤進行技術經濟比較，確定新建高速公路采用的路面結構方案。

（2）驗算一期路面的結構設計是否滿足設計要求。

驗算一期路面的結構設計，即按照新建公路的設計步驟，驗算擬建的一期路面結構方案是否滿足在過渡期年限內累計當量軸次作用下的結構強度要求。如果擬建的一期路面結構方案滿足設計要求，可以確定為一期路面的結構方案。

（3）一期路面結構驗算。

一期路面結構的設計應充分為最終路面結構設計利用，因此，一期路面結構的設計應利用最終路面結構的底基層和基層作為其底基層和基層，其上修建一層至兩層較薄的瀝青混凝土或瀝青混合料的過渡期面層。過渡期路面結構應滿足過渡期內累計當量軸次的要求，即路面結構厚度應保證路表彎沉和瀝青及半剛性層拉應力能夠滿足過渡期內相應指標的要求，即：

ls1≤ld1

σm1≤σR1

式中：ls1，ld1，σm1，σR1分別為一期路面驗算時，過渡期路面的實際彎沉值（0.01mm）、路面設計彎沉值（0.01mm）、層底最大拉應力（MPa）、路面結構材料的容許拉應力（MPa）。ls1，ld1，σm1，σR1的計算方法與ls，ld，σm，σR一致。

3.2混凝土鋪面設計

（1）設計步驟。①收集交通資料，包括初始年日平均交通量和交通組成，方向分配系數和車道分布系數，交通量的年平均增長率；②計算設計車道使用年限內的標準軸載累計作用次數Ne；③初擬路面結構，包括路基類型和土質、墊層類型和厚度、基層類型和厚度、面板初估厚度和平面尺寸；④設計混凝土混合料組成，并確定混凝土的設計彎拉強度fcm和彈性模量Ec；⑤確定基層頂面計算回彈模量Etc；⑥計算荷載疲勞應力σ和溫度疲勞應力σt；⑦檢驗是否滿足下列要求：0.95fcm≤σp+σt≤1.03fcm。⑧對多個方案進行技術經濟比較，確定新建高速公路采用的水泥混凝土路面結構方案。

（2）驗算一期路面的結構設計是否滿足設計要求。驗算一期路面的結構設計，即按照新建公路的設計步驟，計算擬建的一期路面結構方案是否滿足過渡期年限內結構承載能力要求。如果擬建的一期路面結構方案滿足設計要求，可以確定為一期路面結構設計方案。設計時應擬定多個設計方案，并進行技術經濟比較，選用較優的設計方案。

（3）一期路面結構方案及驗算。①將新建路面結構的面層去掉，在基層上適當加鋪一定厚度的瀝青面層，擬定一期路面結構方案：

②一期路面的驗算與瀝青鋪面設計的一期路面的驗算方法相同；

③二期路面設計可參考《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTGD40-2002）。

參考文獻：

[1]張留俊、黃曉明.關于軟土地基上路面分期修建若干問題的研究[J].公路交通科技，2002，19（1）

[2]傅智.如何改善水泥混凝土路面的舒適性[J].公路，2004，（7）