高速公路改擴(kuò)建工程復(fù)合式路面拼接技術(shù)探討

黃 睿

1 概述

新舊路面拼接是高速公路改擴(kuò)建工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。科學(xué)合理的拼接方案可以使新舊路面成為一個有機(jī)整體，保證路面結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命;而不合理拼接方案則會使路面結(jié)構(gòu)存在隱患，對路面的使用性能和使用壽命造成極大的影響。因此新舊路面的拼接方案的擇取對于改擴(kuò)建工程尤為重要。

從已完成的高速公路改擴(kuò)建工程實(shí)踐可知，新舊路面拼接方案的選擇要從以下三方面著手:首先要準(zhǔn)確掌握新建路面和舊路面的結(jié)構(gòu)狀況，尤其要注重后者;其次通過必要的檢測手段，盡可能準(zhǔn)確掌握舊路硬路肩部分路面結(jié)構(gòu)性能;第三要注意施工組織情況和施工工藝的結(jié)合。

現(xiàn)以京珠國道主干線鄭州至新鄭高速公路(以下簡稱“鄭新高速”)改擴(kuò)建工程為例，對新舊路面的拼接方案進(jìn)行探討。

2 鄭新高速改擴(kuò)建新舊路面結(jié)構(gòu)

鄭新高速改擴(kuò)建工程全長21.628 km，為雙向四車道擴(kuò)建為雙向八車道，采用兩側(cè)直接拼寬。鄭新高速舊路面結(jié)構(gòu)及新拼接路面結(jié)構(gòu)見表1，表2。

表1 鄭新高速舊路面結(jié)構(gòu)

表2 鄭新高速新拼接路面結(jié)構(gòu)

由表1可知，鄭州—新鄭段高速公路是復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，行車道在2004年和2007年兩次進(jìn)行加鋪罩面處理，硬路肩沒有進(jìn)行任何處理。通過查閱竣工資料和土路肩開挖對比可知，舊路面硬路肩和主線路面結(jié)構(gòu)一致，且整體狀況良好;硬路肩混凝土板絕大多數(shù)完整，整體強(qiáng)度高，局部存在板斷裂的情況。而全斷面取芯檢測判斷，基層和底基層含水量較小，整體狀況良好，局部存在松散狀。

3 鄭新高速新舊路面搭接方案論證

鄭新高速新舊路面搭接方案的選擇，經(jīng)歷了初步方案論證和實(shí)施方案確定兩個階段。初步方案論證是結(jié)合路面現(xiàn)狀以及已有加寬路面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從理論角度確定方案;實(shí)施方案確定主要是通過施工反饋，結(jié)合施工工藝和施工組織等，對初步方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使方案在滿足路面相關(guān)要求的前提下，更經(jīng)濟(jì)合理且符合實(shí)際。

圖1 新舊路面搭接橫斷面圖

3.1 初步方案的論證

新老路面搭接核心是采取必要措施確保搭接部位路面強(qiáng)度和整體性。

為了保證搭接方案的科學(xué)合理性，初步方案確定了以下三條原則:

1)經(jīng)濟(jì)合理避免浪費(fèi)及過多棄渣對環(huán)境的污染;

2)搭接縫部位應(yīng)避開路面行車輪跡線集中分布區(qū);

3)舊路面形成切割臺階以便新舊路面搭接。

上述原則中除要注重節(jié)約、避免污染和臺階搭接外，其中“搭接縫部位應(yīng)避開路面行車輪跡線集中分布區(qū)”是選定搭接方案尤為關(guān)鍵的理論基礎(chǔ)。

基于鄭漯高速路面搭接的原則，初步方案為新舊路面搭接縫位于硬路肩內(nèi)側(cè)90cm處，以保證面層和基層縱向接縫在第三車道輪跡線內(nèi)側(cè)，路面采用20cm一級臺階搭接，如圖1，圖2所示。

圖2 第三車道輪跡分布曲線與搭接部示意圖

圖1顯示出搭接部位于第三車道，從硬路肩向舊路內(nèi)側(cè)90cm位置切除舊路面，瀝青面層、混凝土面板、基層和底基層分別設(shè)置寬度20cm的臺階，從圖1中可以看到搭接縫處于第三車道車輛輪跡密布區(qū)的中間。圖2更為直觀顯示出搭接部成功避開第三車道輪跡分布的密集區(qū)。

該拼接方案的優(yōu)點(diǎn)在于:

1)實(shí)現(xiàn)了搭接部避開車道輪跡線分布密集區(qū);

2)經(jīng)過切割后的基層、底基層順直，保證新舊路面搭接施工質(zhì)量;

3)新舊路面結(jié)構(gòu)以臺階搭接，不僅使得新舊路面緊密結(jié)合，同時可抑制雨水的下滲。而缺點(diǎn)表現(xiàn)在第三車道內(nèi)存在新舊兩種路基和路面，路面強(qiáng)度不協(xié)調(diào)，易于出現(xiàn)路面差異沉降。

3.2 實(shí)施方案的確定

初步方案確定后，在鄭新高速選取3個試驗(yàn)段進(jìn)行施工，施工中發(fā)現(xiàn)了一些問題:

1)水泥混凝土板切割困難。原道路水泥板厚度為23cm，實(shí)際切割進(jìn)度緩慢，勞動強(qiáng)度非常大。從試驗(yàn)段統(tǒng)計情況看，每臺切割機(jī)每小時切割3m～4m長，每天切割長度不超過40m;而且切割機(jī)損壞非常頻繁，每天多次更換鋸片，造成誤工。若以此進(jìn)度，每個標(biāo)段(約10 km長)按20個切割機(jī)工作，僅路面切割一項完成需要至少2個月時間。

2)基層和底基層兩層臺階難以形成。原水泥路面與基層粘結(jié)良好，在切割后，破除切割的水泥板時易擾動，同時容易破壞原基層、底基層，實(shí)現(xiàn)基層和底基層兩個臺階很困難。

3)切割的水泥板難以清除。路面切割后，切割掉的水泥板人工難以清理，只能采用沖擊破碎的方式進(jìn)行清理，但易對舊路面各結(jié)構(gòu)層造成破壞，給道路質(zhì)量留下隱患。

綜合以上問題，施工方案進(jìn)行以下方面優(yōu)化:

1)硬路肩狀況良好，保留不再切割，作為車道的一部分;

2)基層和底基層出露到混凝土板外的部分，由于受到擾動難以形成臺階，將其沿混凝土板切除;

3)由于搭接部處于第三車道輪跡線密集區(qū)，而且接縫順直，為保證搭接部整體強(qiáng)度同時防止雨水順利下滲，在搭接區(qū)采用必要的連接措施，其中包括:

a.路面切割位置在搭接縫向內(nèi)側(cè)30cm處。該措施可以避免面層、基層和底基層形成通縫，提高接縫處抗壓能力，同時也抑制雨水下滲。

b.設(shè)置高強(qiáng)抗裂貼。在混凝土板和新搭接縫上粘貼40cm寬度的高強(qiáng)抗裂貼，以吸收新舊路面不均勻與沉降的勢能，抑制反射裂縫的過快向上發(fā)展，同時也抑制雨水下滲。

c.設(shè)置現(xiàn)澆混凝土帶。在舊路面和新建路面之間設(shè)置現(xiàn)澆微膨脹土混凝土帶，自下而上寬度分別為50cm，35cm，20cm，其混凝土標(biāo)號依次為C15，C15和C30，以確保新建水泥穩(wěn)定碎石基層與老路面結(jié)構(gòu)層的銜接質(zhì)量。

最終確定新舊路面搭接施工方案如圖3所示。

圖3 鄭新高速新舊路面搭接方案示意圖

4 結(jié)語

本文以鄭新高速公路改擴(kuò)建為例，對復(fù)合式路面拼寬技術(shù)進(jìn)行探討。搭接部位盡量避開車道輪跡分布密集區(qū)，是確保拼寬路面耐久性的關(guān)鍵，但復(fù)合式路面由于其路面結(jié)構(gòu)的特殊性，必然要求采取針對性的拼接技術(shù);同時為保證拼寬路面的整體強(qiáng)度，搭接部位也采取了諸如現(xiàn)澆混凝土帶、抗裂貼等增強(qiáng)新舊路面連接能力的措施。

[1]張 穎，程海波.天津出口加工區(qū)道路改造設(shè)計[J］.山西建筑，2011，37(10):149-150.