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摘要：纵向接缝开裂是引起沥青路面拓宽改造工程早期水毁病害发生的主要原因，通过提高新路基局部压实度、减小新路基工后沉降量、增加沥青面层接缝密水性等措施，降低纵向接缝开裂发生的风险，延缓路面纵向接缝处水毁病害的发生，延长沥青路面使用寿命。
关键词：纵向接缝；开裂；工后沉降；密水性
Asphalt road widening on the transformation of longitudinal joint construction techniques
Zhao Zhen-dong1Wu Si-yuan 2Wu Gui-jin1
（1.Xinxiang highway administration Xinxiang City 453000;
2. Xinxiang Highway Survey and Design Institute Xinxiang City 453000）
Abstract: The longitudinal seam cracking is caused by the main reason of asphalt pavement widening reconstruction project early washout disease occurrence, by improving the local compactness, reduce roadbed settlement after construction, increase the asphalt surface layer joint water tightness and other measures, reduce the incidence of longitudinal seam cracking risk, delay the road surface longitudinal seam washout disease, prolong the service life of asphalt pavement.
Keywords: The longitudinal seam; dehisce; The settlement after construction; Water density
1．引言
我国中东部公路网于本世纪初已基本形成，随着近年来交通量的不断增加，早期建设的公路通行能力已明显不能适应交通量增长的需要，拥堵现象时有发生。为缓解这一矛盾，“三升二”、“二升一”公路拓宽改造已成为提升公路通行能力的主要措施。
新乡市近年来已对多条公路进行了拓宽改造，由于新老路基具有不同速率的工后沉降，以及新旧沥青混合料接缝处矿料级配呈非连续状态，致使纵向接缝过早开裂，以致引发沥青路面局部网裂病害的发生。本文为延缓纵缝开裂对公路拓宽施工技术进行了探讨。
2．加宽路基纵缝开裂的原因
所谓 “三升二、二升一”，是指在原有公路等级基础上，根据交通量和通行能力的需要，对现有三级公路提升为二级、二级公路提升为一级的俗称。为了充分利用老路面的剩余功能，除对局部进行裁弯取直外，大部分路段采取老路加宽的方式，为使拓宽后不至偏拱，不受条件限制时均采用两侧拓宽。
2．1新老路基搭接的形式
垂直搭接。对于平原地区，公路路基普遍较低，多数路段处于零填挖状态，为了保证拓宽路基的承载能力，设计一般要求对路基反挖处理80cm（路床部分）。当碾压宽度受限时，需沿老路路肩线垂直下挖至距路基顶80cm的位置，此时新老路基搭接即形成一条相对于水平面的垂直接缝。
斜面搭接。当路堤高度小于2m且不受碾压宽度限制时，将老路基表土清除以后可直接填筑新路堤。
挖台阶逐层搭接。对于路堤较高的路段，将老路基边坡表土清除以后，从老路堤坡脚向上按设计要求逐层挖设台阶搭接。
2．2不同搭接方式对新老路基不均匀沉降的影响
新老路基的工后沉降速率会有所不同，这是因为老路基成型后已运行多年，沉降速率逐年减缓并趋于稳定，而新路基由于材料的性质、压实质量以及压实应力释放等因素，初期工后沉降速率较高，因此会在新老路基交界处形成应力集中而开裂。不均匀沉降形成的应力大小与绝对沉降量有关，也即与预期开裂位置相对应的新路基厚度有关。垂直搭接时，沉降界面显著，新老路基结合处开裂可能性大；斜面搭接时，由于新路基厚度没有突变点，因此其沉降量沿铅垂方向也为渐变，新老路基搭接形成开裂的可能性最小；挖台阶逐层搭接的方式是将新老路基厚度分散、细化，使其在同一搭接界面上的沉降应力相对减小，以降低严重开裂的风险，但如果台阶做得比较大，则同样会在台阶的竖直搭接面处产生沉降开裂的可能。
2．3不同搭接方式对新老路基接缝区域压实的影响
新老路基搭接处一定区域内是压实的薄弱区域，原因主要有以下三点：
第一，由于处于压实区域边部，压路机在该区域内无法错轮碾压。按照1/2错轮压实法计算，压路机从左到右每压实一遍，接缝区域得到一次碾压，而中心区域得到两次碾压，接缝区域成为弱压实区。接缝区域宽度为主压实轮宽度的1/2。
第二，老路基搭接面（或台阶立面）是否顺直、平整，决定压路机能否碾压到边。如果老路基开挖立面不平整，线形不顺直，一些陡坎、急弯处压路机无法进入而被漏压，形成压实盲区。
第三，压路机类型决定是否可以碾压到边。一些压路机在主压实轮端部以外设置悬挂支撑装置，新老路基垂直搭接时，悬挂支撑装置首先与老路基接触而无法碾压到边，形成压实盲区。就目前常用压路机而言，震动压路机在轮端设有悬挂支撑，铁三轮压路机则不设，有利于贴边压实。
3．新老沥青路面纵向开裂的原因
3．1沥青路面纵向接缝开裂
沥青路面局部开裂的主要原因是抗弯拉强度或抗剪强度小于所承受的外力。沥青混合料的抗剪强度、抗弯拉强度主要来自于两个方面，一是沥青的胶结作用，二是矿料级配形成的嵌挤锁结作用。沥青路面拓宽纵向接缝为冷接缝施工工艺，在新老沥青路面搭接前，需事先对旧路面的边缘进行修整顺直，并形成坚实的接面。但新老沥青混合料在接缝处却难以形成理想级配而失去嵌挤锁结能力，同时造成接缝处的沥青混合料空隙率增大，沥青胶结面积减小，胶结力降低，进一步加剧了纵向接缝开裂的可能性。
由于纵向接缝处沥青混合料空隙率相对较大，造成沥青混合料局部透水，成为纵向接缝处水毁病害的直接原因。
3．2新老路基不均匀沉降造成沥青路面、路面基层受拉开裂
由于新路基工后沉降速率快，造成新老路基不均匀沉降，引起沥青路面、路面基层局部受拉而开裂。
3．3基层纵向接缝开裂反射至路面
基层纵向接缝受压实、材料离析等因素影响，成为低强区，受外力作用后易造成开裂，并引起路面裂缝反射。
4．延缓纵向裂缝发生的措施
沥青路面的拓宽改造极易发生纵向裂缝病害，处置不当，则缩短沥青路面的使用寿命。因此，应针对纵向裂缝产生的各种因素，制订有效的防治方案，并严控施工质量，以延缓开裂时间或降低开裂的风险。
4．1新路堤基底的加固与处理
路基的工后沉降大致可分为两部分，一部分来自基底的塑性变形，另一部分来自于压实路堤的再密实。基底的塑性变形产生的原因主要是由于高路堤基底承受了过大的压力，以及局部有软土地基的存在。这部分变形可以通过反压护道或软基处理等措施加以防治。对于低路堤（路堤高度小于80cm、零填挖或反挖处理路床），由于基底为过湿土，承载能力不足，稍加碾压即产生软弹，甚至无法承受压路机自重，这种情况在工程实践中遇到的较多。该深度所在区域仍为汽车荷载的影响区，处理不当，在汽车荷载长期作用下，基底也会发生变形而引起工后沉降。
关键词：纵向接缝；开裂；工后沉降；密水性
Asphalt road widening on the transformation of longitudinal joint construction techniques
Zhao Zhen-dong1Wu Si-yuan 2Wu Gui-jin1
（1.Xinxiang highway administration Xinxiang City 453000;
2. Xinxiang Highway Survey and Design Institute Xinxiang City 453000）
Abstract: The longitudinal seam cracking is caused by the main reason of asphalt pavement widening reconstruction project early washout disease occurrence, by improving the local compactness, reduce roadbed settlement after construction, increase the asphalt surface layer joint water tightness and other measures, reduce the incidence of longitudinal seam cracking risk, delay the road surface longitudinal seam washout disease, prolong the service life of asphalt pavement.
Keywords: The longitudinal seam; dehisce; The settlement after construction; Water density
1．引言
我国中东部公路网于本世纪初已基本形成，随着近年来交通量的不断增加，早期建设的公路通行能力已明显不能适应交通量增长的需要，拥堵现象时有发生。为缓解这一矛盾，“三升二”、“二升一”公路拓宽改造已成为提升公路通行能力的主要措施。
新乡市近年来已对多条公路进行了拓宽改造，由于新老路基具有不同速率的工后沉降，以及新旧沥青混合料接缝处矿料级配呈非连续状态，致使纵向接缝过早开裂，以致引发沥青路面局部网裂病害的发生。本文为延缓纵缝开裂对公路拓宽施工技术进行了探讨。
2．加宽路基纵缝开裂的原因
所谓 “三升二、二升一”，是指在原有公路等级基础上，根据交通量和通行能力的需要，对现有三级公路提升为二级、二级公路提升为一级的俗称。为了充分利用老路面的剩余功能，除对局部进行裁弯取直外，大部分路段采取老路加宽的方式，为使拓宽后不至偏拱，不受条件限制时均采用两侧拓宽。
2．1新老路基搭接的形式
垂直搭接。对于平原地区，公路路基普遍较低，多数路段处于零填挖状态，为了保证拓宽路基的承载能力，设计一般要求对路基反挖处理80cm（路床部分）。当碾压宽度受限时，需沿老路路肩线垂直下挖至距路基顶80cm的位置，此时新老路基搭接即形成一条相对于水平面的垂直接缝。
斜面搭接。当路堤高度小于2m且不受碾压宽度限制时，将老路基表土清除以后可直接填筑新路堤。
挖台阶逐层搭接。对于路堤较高的路段，将老路基边坡表土清除以后，从老路堤坡脚向上按设计要求逐层挖设台阶搭接。
2．2不同搭接方式对新老路基不均匀沉降的影响
新老路基的工后沉降速率会有所不同，这是因为老路基成型后已运行多年，沉降速率逐年减缓并趋于稳定，而新路基由于材料的性质、压实质量以及压实应力释放等因素，初期工后沉降速率较高，因此会在新老路基交界处形成应力集中而开裂。不均匀沉降形成的应力大小与绝对沉降量有关，也即与预期开裂位置相对应的新路基厚度有关。垂直搭接时，沉降界面显著，新老路基结合处开裂可能性大；斜面搭接时，由于新路基厚度没有突变点，因此其沉降量沿铅垂方向也为渐变，新老路基搭接形成开裂的可能性最小；挖台阶逐层搭接的方式是将新老路基厚度分散、细化，使其在同一搭接界面上的沉降应力相对减小，以降低严重开裂的风险，但如果台阶做得比较大，则同样会在台阶的竖直搭接面处产生沉降开裂的可能。
2．3不同搭接方式对新老路基接缝区域压实的影响
新老路基搭接处一定区域内是压实的薄弱区域，原因主要有以下三点：
第一，由于处于压实区域边部，压路机在该区域内无法错轮碾压。按照1/2错轮压实法计算，压路机从左到右每压实一遍，接缝区域得到一次碾压，而中心区域得到两次碾压，接缝区域成为弱压实区。接缝区域宽度为主压实轮宽度的1/2。
第二，老路基搭接面（或台阶立面）是否顺直、平整，决定压路机能否碾压到边。如果老路基开挖立面不平整，线形不顺直，一些陡坎、急弯处压路机无法进入而被漏压，形成压实盲区。
第三，压路机类型决定是否可以碾压到边。一些压路机在主压实轮端部以外设置悬挂支撑装置，新老路基垂直搭接时，悬挂支撑装置首先与老路基接触而无法碾压到边，形成压实盲区。就目前常用压路机而言，震动压路机在轮端设有悬挂支撑，铁三轮压路机则不设，有利于贴边压实。
3．新老沥青路面纵向开裂的原因
3．1沥青路面纵向接缝开裂
沥青路面局部开裂的主要原因是抗弯拉强度或抗剪强度小于所承受的外力。沥青混合料的抗剪强度、抗弯拉强度主要来自于两个方面，一是沥青的胶结作用，二是矿料级配形成的嵌挤锁结作用。沥青路面拓宽纵向接缝为冷接缝施工工艺，在新老沥青路面搭接前，需事先对旧路面的边缘进行修整顺直，并形成坚实的接面。但新老沥青混合料在接缝处却难以形成理想级配而失去嵌挤锁结能力，同时造成接缝处的沥青混合料空隙率增大，沥青胶结面积减小，胶结力降低，进一步加剧了纵向接缝开裂的可能性。
由于纵向接缝处沥青混合料空隙率相对较大，造成沥青混合料局部透水，成为纵向接缝处水毁病害的直接原因。
3．2新老路基不均匀沉降造成沥青路面、路面基层受拉开裂
由于新路基工后沉降速率快，造成新老路基不均匀沉降，引起沥青路面、路面基层局部受拉而开裂。
3．3基层纵向接缝开裂反射至路面
基层纵向接缝受压实、材料离析等因素影响，成为低强区，受外力作用后易造成开裂，并引起路面裂缝反射。
4．延缓纵向裂缝发生的措施
沥青路面的拓宽改造极易发生纵向裂缝病害，处置不当，则缩短沥青路面的使用寿命。因此，应针对纵向裂缝产生的各种因素，制订有效的防治方案，并严控施工质量，以延缓开裂时间或降低开裂的风险。
4．1新路堤基底的加固与处理
路基的工后沉降大致可分为两部分，一部分来自基底的塑性变形，另一部分来自于压实路堤的再密实。基底的塑性变形产生的原因主要是由于高路堤基底承受了过大的压力，以及局部有软土地基的存在。这部分变形可以通过反压护道或软基处理等措施加以防治。对于低路堤（路堤高度小于80cm、零填挖或反挖处理路床），由于基底为过湿土，承载能力不足，稍加碾压即产生软弹，甚至无法承受压路机自重，这种情况在工程实践中遇到的较多。该深度所在区域仍为汽车荷载的影响区，处理不当，在汽车荷载长期作用下，基底也会发生变形而引起工后沉降。