導(dǎo)語：高速公路路面分期修建設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：高速公路路面分期修建技術(shù)則是解決的軟土地基或不良地基一個有效設(shè)計與施工途徑。本文即針對軟土地基或其它不良地基，以現(xiàn)行路面設(shè)計規(guī)范方法為基礎(chǔ)，提出了路面分期修建的一些關(guān)鍵技術(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計和基本方法。

關(guān)鍵詞：高速公路；路面；分期修建；結(jié)構(gòu)；技術(shù)

1影響高速公路路面分期修建方案的關(guān)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)的主要因素

一期工程的路面面層應(yīng)較薄，也稱"過渡期路面"。在確定一期路面結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮以下因素：

（1）地基沉降量。過渡期內(nèi)沉降量的大小是決定過渡期路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)；相反，選用滿足過渡期內(nèi)累計當(dāng)量軸次的路面結(jié)構(gòu)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(nèi)路面將要承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)。一期路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按近期累計交通量進行設(shè)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(dǎo)致一期路面投資過大。（3）路面結(jié)構(gòu)層的最小厚度。路面結(jié)構(gòu)層的最小厚度是指各結(jié)構(gòu)層的設(shè)計最小厚度和施工厚度。二期修建時，在不挖除原有路面結(jié)構(gòu)厚度或僅挖除過渡路面面層的情況下，各結(jié)構(gòu)層的厚度應(yīng)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(shù)經(jīng)濟問題，不僅要考慮路面結(jié)構(gòu)的壽命、路面的使用性能、地基沉降等因素，同時也應(yīng)考慮經(jīng)濟效益。

具體方法如下：（1）確定一期實施的路面結(jié)構(gòu)，計算使用年限（用I表示）。根據(jù)設(shè)計預(yù)測交通量和一期實施的路面結(jié)構(gòu)，確定一期實施的路面結(jié)構(gòu)或原設(shè)計路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)最大使用年限之前完成。（2）根據(jù)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(jù)交通量觀測結(jié)果，計算出通車年限內(nèi)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(shè)計預(yù)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(yīng)計算累計當(dāng)量軸次，并根據(jù)一期實施的路面結(jié)構(gòu)，計算實際路面結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定是否實施二期工程，若滿足路面設(shè)計指標(biāo)要求，可繼續(xù)使用，否則應(yīng)立即實施二期工程。（3）按地基等載預(yù)壓固結(jié)理論計算沉降時間Ij。一般Ij應(yīng)小于Ii與I的較小值。否則，在工程實施時，應(yīng)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(yīng)根據(jù)固結(jié)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(jié)完成前，路面具有足夠的強度和良好的服務(wù)性能。

2高速公路路面分期修建關(guān)鍵技術(shù)與措施

2.1分期修建方案的路面設(shè)計標(biāo)高問題

分期修建方案要求橋梁、涵洞等主線構(gòu)造物按第一期路面竣工時的標(biāo)高控制。二期路面修建時，通過局部的縱坡調(diào)整，使二期主線路面標(biāo)高與主線橋梁標(biāo)高連接平順?？缰骶€的天橋、分離式立交等則必須按二期路面竣工時的標(biāo)高進行控制。過渡期內(nèi)地基發(fā)生固結(jié)沉降，可通過調(diào)平層進行調(diào)平，以保證二期面層竣工時能夠達到設(shè)計標(biāo)高。

2.2路面層間處理

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

（1）原路面面層設(shè)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(xiàn)行規(guī)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(guān)重要。當(dāng)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(biāo)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(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的平整度、壓實度指標(biāo)控制，以確保一期工程具有良好的服務(wù)性能。（3）二期路面面層與一期路面的層間結(jié)合的處理極為重要。設(shè)計時需根據(jù)一期路面病害情況及其原因進行相應(yīng)進行如下處理措施：

①標(biāo)線清除：原路面標(biāo)線如采用熱熔型反光標(biāo)線，應(yīng)采用小型標(biāo)線銑刨機對原標(biāo)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(yīng)對原路面進行徹底的清掃和沖刷，施工前再用大型吹風(fēng)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(zhì)量；

④灑布粘層油：為使新老路面更好地結(jié)合，應(yīng)在層間灑布粘層瀝青。

2.3補強層的設(shè)置條件與材料

若出現(xiàn)交通量增長特別快等意外情況，在二期路面設(shè)計驗算時，一期路面結(jié)構(gòu)層的強度不足，則要考慮設(shè)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(xù)配筋水泥混凝土（CRCP）以及素混凝土可供選擇，補強層厚度應(yīng)通過計算確定。

2.4防止反射裂縫的技術(shù)措施

鋪筑瀝青混凝土路面必須考慮防止反射裂縫的技術(shù)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(shè)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(jīng)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(guān)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(shè)置中間應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(wěn)定性稍差，施工難度大。

瀝青加鋪層上鋸切橫縫或設(shè)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?jǐn)嗵幘植坎捎谩?/p>

2.5排水系統(tǒng)的合理設(shè)置與銜接

按照“上封下排”的原則設(shè)置排水系統(tǒng)。充分利用原有的排水設(shè)施，對局部破壞而造成路基積水的地方，增設(shè)盲溝排出路基積水；對于路基已穩(wěn)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(wěn)定的植被；對于因沉降量較大，路面結(jié)構(gòu)層形成反坡，結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水不能匯入原有盲溝排出，聚集在基層或底基層，導(dǎo)致基層或底基層的強度降低的情況，過渡期內(nèi)預(yù)測沉降量較大時，路面結(jié)構(gòu)需采用水穩(wěn)性較好的基層或底基層，同時路面基層底部設(shè)置縱橫向盲溝排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部水。路肩部分亦要沿路面結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置縱向邊緣排水系統(tǒng)。

2.6中央分隔帶設(shè)置

中央分隔帶設(shè)置最終應(yīng)滿足一次性修建成路面的使用性能。二期路面設(shè)計時應(yīng)結(jié)合原有設(shè)計，確保原設(shè)置的中央分隔帶縱橫向排水系統(tǒng)與超高路段排水系統(tǒng)安全暢通。中央分隔帶開口部位的路面結(jié)構(gòu)宜采用與主線路面相同的結(jié)構(gòu)。

2.7．構(gòu)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(yīng)按二期路面鋪筑后的恒載狀況，一次設(shè)計到位，并一次修建完成。

3高速公路路面分期修建關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1瀝青鋪面設(shè)計（1）設(shè)計步驟。

①根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，確定路面等級和面層類型，計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次和設(shè)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(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行配合比試驗，測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)；④根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度；⑤進行技術(shù)經(jīng)濟比較，確定新建高速公路采用的路面結(jié)構(gòu)方案。

（2）驗算一期路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否滿足設(shè)計要求。

驗算一期路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即按照新建公路的設(shè)計步驟，驗算擬建的一期路面結(jié)構(gòu)方案是否滿足在過渡期年限內(nèi)累計當(dāng)量軸次作用下的結(jié)構(gòu)強度要求。如果擬建的一期路面結(jié)構(gòu)方案滿足設(shè)計要求，可以確定為一期路面的結(jié)構(gòu)方案。

（3）一期路面結(jié)構(gòu)驗算。

一期路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)充分為最終路面結(jié)構(gòu)設(shè)計利用，因此，一期路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)利用最終路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)應(yīng)滿足過渡期內(nèi)累計當(dāng)量軸次的要求，即路面結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)保證路表彎沉和瀝青及半剛性層拉應(yīng)力能夠滿足過渡期內(nèi)相應(yīng)指標(biāo)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(shè)計彎沉值（0.01mm）、層底最大拉應(yīng)力（MPa）、路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)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(shè)計

（1）設(shè)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(shù)和車道分布系數(shù)，交通量的年平均增長率；②計算設(shè)計車道使用年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)Ne；③初擬路面結(jié)構(gòu)，包括路基類型和土質(zhì)、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(shè)計混凝土混合料組成，并確定混凝土的設(shè)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(yīng)力σ和溫度疲勞應(yīng)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(shù)經(jīng)濟比較，確定新建高速公路采用的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案。

（2）驗算一期路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否滿足設(shè)計要求。驗算一期路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即按照新建公路的設(shè)計步驟，計算擬建的一期路面結(jié)構(gòu)方案是否滿足過渡期年限內(nèi)結(jié)構(gòu)承載能力要求。如果擬建的一期路面結(jié)構(gòu)方案滿足設(shè)計要求，可以確定為一期路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。設(shè)計時應(yīng)擬定多個設(shè)計方案，并進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選用較優(yōu)的設(shè)計方案。

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

②一期路面的驗算與瀝青鋪面設(shè)計的一期路面的驗算方法相同；

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

參考文獻：

[1]張留俊、黃曉明.關(guān)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）

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