关键词：高速公路；大修工程；路面结构；材料设计；高速公路

1 引言

2 大修工程与路面结构概述

3.1 水泥混凝土路面结构改造策略

水泥混凝土路面指的是以水泥混凝土为面层主要材料的路面，属于刚性路面，其弹性模量与强度较高，但抗弯拉强度较低，在车辆荷载的作用下，若路面结构中的弯拉应力超过水泥混凝土的极限抗弯拉强度， 水泥混凝土就会出现断裂。 另外，在温湿度不断变化的情况下，水泥混凝土会出现收缩、膨胀或翘曲等变形[2]。 因此，在进行高速公路大修时，需要做好水泥混凝土路面结构的改造工作。

水泥混凝土路面结构的改造主要包括两种方式， 一是利用沥青路面代替原有的水泥混凝土路面， 即铲除原有的水泥混凝土路面并铺设沥青层，从而达到防尘与环保等效果；二是将水泥混凝土路面与沥青路面结合起来， 即直接对原水泥混凝土路面进行灌浆并直接在上面铺设一层沥青路面。 在选择路面结构改造策略时，需要综合分析大修工程的具体情况，例如，若大修路段的通行量特别大且路面损坏程度在次级以下，可以采用第一种方式； 若大修路段的通行量较大且路面损坏程度较高，可以采用第二种方式。 同时，在应用第一种改造方式时，需要先对原有的水泥混凝土路面进行破碎处理，之后在下基层铺设再生水泥混凝土集料， 在上基层应用沥青稳定碎石，在路面铺设沥青材料。 在应用第二种改造方式时，需要先对原有的水泥混凝土板进行压浆灌封处理， 并在此基础上铺设连续级配的混凝土与沥青面层。

3.2 沥青路面结构改造策略

沥青路面具有较强的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及耐疲劳性，但在长期运行过程中会出现车辙、推移拥包、泛油、裂缝、沉陷、松散等问题，因此，在进行高速公路大修时，需要做好沥青路面结构的改造工作，优化路面性能。当前， 针对沥青路面结构改造的技术主要包括病害综合治理技术与再生技术，再生技术又包括厂拌冷再生、厂拌热再生、就地冷再生、就地热再生等方式。 进行大修时，需要根据沥青路面的损害程度选择合适的改造方式， 提高改造效率与质量。 首先， 若沥青路面的病害较少且仍然具备一定的承载能力，可以选择直接加铺改造方案，即先对车辙、坑槽等病害进行处理， 之后直接在原有的沥青路面上加铺一层改性沥青[3]。

其次，若沥青路面存在较为严重的病害且承载能力非常差，进行路面结构改造时， 需要综合使用厂拌冷再生技术与加铺沥青层罩面的方式，具体过程为：先对原有的沥青路面进行锨刨处理，将锨刨废料运输至拌和厂进行破碎与筛分处理，之后，按照相应的比例将处理好的废料与新集料以及活性填料混合在一起，再利用这些材料修复路面的基层与底基层，且需要铺设一层沥青柔性结构层， 并加铺同步碎石封层与普通改性沥青层。 最后，若原有沥青路面的基层较为完整且路面具有一定的承载力，但路面存在松散、裂缝等不太严重的问题，可以综合使用厂拌热再生技术与加铺沥青层罩面的施工方式， 即先对原有沥青路面进行锨刨处理， 将锨刨废料运输至拌和厂进行破碎处理，之后，根据改造要求对材料进行优化设计，从而获取良好的再生沥青混凝土， 将这一材料回铺到路面上并加铺改性沥青罩面[4]。

4.1 粗细集料的选择与设计

粗集料在水泥混凝土材料以及沥青混合料中占据着重要地位，其中，水泥混凝土材料中的粗集料指的是粒径＞4.75 mm的碎石砾石与破碎砾石， 沥青混合料中的粗集料指的是粒径＞2.36 mm 的碎石、破碎砾石、矿渣以及筛选砾石等。 同样，细集料也至关重要， 水泥混凝土材料中的细集料指的是粒径＜4.75 mm 的人工砂与天然砂，沥青混合料中的细集料指的是粒径＜2.36 mm 的人工砂、天然砂以及石屑[5]。 在进行大修工程路面材料的选择与设计时，需要优先选择坚硬程度高、强度高、耐磨性良好的粗细集料。 例如，粗集料可以选择以玄武岩、瓦砾等为主要材质的碎石，且在进行路面中基层的改造时，可以利用黏结力强且硬度较大的石灰岩碎石制作改性沥青材料。 细集料可以选择物理力学性能良好、 经济适用性强的材料，从而增强水泥混凝土、沥青混合料等复合材料的强度与稳定性，继而提高路面的抗压性与耐久性。 例如，在制作连续配筋混凝土细集料时，可以应用河砂优化细集料的性能。

4.2 废旧材料的选择与设计

从实际情况来看， 进行高速公路大修时会产生一些废旧材料，若将这些材料直接丢弃，不仅会造成资源浪费，还会破坏环境， 而其中部分材料可以应用在路面改造中， 如废旧砂石、废旧沥青等材料，从而提高废旧材料的利用率。 首先，若直接将废旧材料添加在路面改造材料中， 需要根据相关质量要求进行添加，并将剩余的废旧材料应用在其他路面结构层中。其次， 在施工过程中可以利用厂拌再生技术、 就地冷再生技术、 就地热再生表面翻修技术等手段对废旧材料进行有效处理，确保废旧材料达到应用标准。 此外，应做好洒水以及垃圾处理工作，避免对周边环境造成影响。

5 高速公路大修工程路面结构与材料设计应用案例

在高速公路大修工程中做好路面结构改造与材料设计工作不仅可以提升公路的性能，还可以增加公路的承载力，降低出现交通事故的概率，为此，施工单位应提高对路面结构改造与废旧材料利用等方面的重视程度， 根据高速公路大修工程的具体情况制定合适的施工方案， 在提高维修质量的同时为高速公路的建设提供指导。

[1]邓斌.高速公路大修工程路面结构及材料设计研究[J].运输经理世界,2023(4):143-145.

[2]娄娜.高速公路大修工程泡沫沥青冷再生技术的应用[J].交通科技与管理,2024,5(13):36-39.

[3]王莹,马刚,安毓铖,等.基于模拟驾驶的高速公路路面大修工程横断面设置方案探究[J].中国公路,2024(6):98-102.

[4]余道辉,涂黎明.高速公路沥青路面大修工程中 GTM 法的应用[J].交通世界,2023(24):32-34.

[5]张迎春,王俏,史任杰,等.高速公路大修工程路面后期评价体系研究[J].公路工程,2022,47(4):131-135,198.

[6]彭霞.泡沫沥青厂拌冷再生技术在深汕高速公路大修中的应用[J].公路与汽运,2022(2):74-76.