公路改擴建工程路面拼接設計與施工技術

由謖強

（中交一公局第一工程有限公司，北京 102200）

路面工程施工質量的優劣直接影響到行車的舒適性和安全性。力學理論分析研究表明，不同拼接方式對路面結構的應力應變分布及穩定性有較大影響，采用分層錯臺的拼接方式，能有效降低最大拉應力、剪應力，且最大拉應力隨搭接寬度增大而略微增大，其應力分布隨搭接寬度增大變得越來越均勻，最大剪應力則隨搭接寬度增大而逐漸減小。因此分層錯臺拼接是改擴建路面工程拼接合理方式。

1 工程概況

連霍高速公路洛三段改擴建項目起點位于洛陽繞城高速公路任村樞紐式互通立交西側，止于連霍高速公路豫陜界收費站，全線長195.122km。工程于2011年7月1日開始建設，于2015年6月30日建成通車。原設計是按照《公路工程技術標準》（JTJ01-88）山嶺重丘區雙向四車道高速公路標準建設，改擴建工程采用設計速度100km/h的雙向八車道山嶺重丘區高速公路標準，工程建設主要以單側加寬、雙側加寬為主，實施過程中面臨的路基、路面拼接技術和工藝問題較為突出。

2 路面拼接技術的提出

新舊路面拼接是改擴建工程的關鍵環節，該改擴建工程涉及新舊路面拼接的拼接方式主要為單側加寬和雙側加寬。傳統的路面拼接采用預留正向臺階的施工工藝，存在施工控制較難、質量參差不齊、質量難以控制等問題。本技術在拼接界面作出了進一步優化改進，提出一種新型施工方法及拼接型式，即水泥基層采用正向臺階型式的開挖、回鋪、拼接施工，瀝青路面采用反臺階型式回鋪、拼接施工，通過臺階寬度設計的調整，避免路面拼接部位處于輪跡帶等路面受力最不利區域，提高路面的整體性能；同時在基層和面層拼接的縱向接縫分別增設膨脹性止水帶和瀝青止水帶，全面改善和提高路面拼接部位的密封防水性能。

3 技術原理和工藝特點

3.1 技術原理

根據拼接方案，先對新舊路面結構層分層銑刨并預留臺階，臺階位置設置于舊路路肩范圍，且盡量避免上層臺階處于輪跡帶下。為確保新舊路面拼接的完整性，提高拼接處的強度，拼接部位采用鋪筑鋼筋網片的加固處理措施，來抵抗剪應力以提高路面的使用性能。然后逐層鋪筑新路路面的各結構層，再根據舊路路面病害狀況進行不同程度處治措施的處理后，鋪筑舊路路面部分完成路面拼接，實現整體改擴建。在進行基層、面層縱向拼接時，在側立面分別設置不同性質的止水帶。利用膨脹止水帶遇水膨脹的原理和瀝青止水帶遇熱溶脹的原理，分別設置于基層拼縫和瀝青面層拼縫之間，以提高拼縫部位的黏結性能和密水性能，對于減少公路早期水損害有極大的益處。

3.2 工藝特點

本技術涵蓋公路改擴建工程中的路面基層、路面面層以及舊路面病害相關施工工法等，具有施工快捷、組織合理、工藝簡單、操作容易等特點，可通過不同專業班組分工配合，形成平行、流水作業，實現高效施工、質控穩定的目的。同時本工藝可在不中斷交通的情況下依序實施，相比斷行交通的改擴建方式，本工藝對社會影響較小、交通壓力小、安全有保障、經濟效益顯著。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 改擴建拼接階段總體施工工藝流程

改擴建路面總體流程：護欄內移（或設置隔離墩），保障交通分流→其他施工準備→硬路肩銑刨、形成正向臺階→新路底基層施工→新路上下基層施工（膨脹止水帶、鋼筋網布設）→舊路面層銑刨→新路面層施工（預留反向臺階）→轉換交通至新路→完成舊路面層施工與拼接。

4.2 新舊路基拼接工藝及要點事項

（1）新建路基部分清理。清理工作應使用鏟斗無斗齒的裝載機，鏟土時鏟斗盡量放平，以免損壞新建路基；清理土方應直接安排運輸車輛運走，嚴禁直接堆放到邊坡上影響邊坡排水的順暢性。

（2）拔除護欄樁。可采用人工配合挖掘機（或裝載機）拔除的方法，先用風鎬或小型挖掘機在護欄樁底部挖坑，然后用挖掘機晃動護欄樁，最后使用大小適宜的鋼釬穿過護欄裝配孔，并用鋼絲繩連接到挖掘機（或裝載機）斗齒上向上拔除。

（3）新舊路基拼接。①為提高新舊路基的整體協調性，避免或減少橫向錯臺和縱向裂縫的發生，在加寬填筑路基前，先對舊路基邊坡和加寬路基的基底進行30cm（垂直于坡面方向）的清坡處理。②當舊路路基填料為黏土、亞黏土時，臺階容易成型，自坡腳處向內1.5m處開挖第一級臺階，臺階高度為1.0m。開挖后及時進行拼接填筑，自上而下開挖一階及時填筑一階，臺階高1.0m，寬1.5m。③當舊路路基填料為粉質土、砂性土，拼接處的臺階高度調整為40cm，寬度為60cm，其余與黏土、亞黏土臺階一致。

（4）新舊路基拼接施工注意事項。①路基施工時，先根據填土高度確定最頂層臺階的高度和具體位置，然后按從上往下的順序，逐層來挖。每層臺階開挖完成后及時鋪筑新加寬路基。②在路基臺階開挖過程中，做好相應的臨時排水設施，保證路基內水的順暢排出。③對于路床填筑，壓實度、最小強度（CBR）等相關指標應滿足規范要求。

4.3 路面基層拼接方法及要點

（1）舊路硬路肩臺階開挖與銑刨。①基本臺階開挖方案。從舊路硬路肩標線（含標線）向外銑刨2m，瀝青面層均銑刨掉，舊路防撞護欄內移至原標線處，銑刨三臺，臺階寬度由上至下分別為40cm、20cm、20cm形成錯臺，第四臺階時，采用切割機切割。當銑刨第三級臺階后，若發現灰土層上殘存5cm以下水穩層時，需在銑刨過程中將此軟弱層一并銑刨，并做好施工記錄。在拓寬段施工時，通過調高攤鋪橫坡或人工補料的方式，保證路面的整體橫坡。②基層、底基層強度不足。通過檢測方法得出的基層、底基層強度不足的現象時，在基本臺階開挖方案的基礎上進行臺階整體內移。當底基層松散時，臺階整體內移；當基層松散，而底基層完好時，為了避開車輪荷載位置，也采用整體內移，第四級臺階不保留寬臺階。

（2）新舊路底基層、基層的拼接。當臺階挖完之后，先進行新舊路底基層、基層拼接。基層厚度、寬度、臺階設置均按設計要求進行施工。

（3）基層拼接防水防反措施。①側向防水增黏措施：第一，水潤濕。銑刨后的臺階在清掃后施工前，要安排工人用水對臺階進行潤濕，在攤鋪機前人工對工作面進行二次潤濕，攤鋪機所到位置，用噴霧器對工作面進行第三次潤濕，保證拼接質量。根據以往施工經驗，優先建議采用老基層涂刷界面劑加細集料的方式進行處理，以提高黏結效果。第二，膨脹性止水帶。根據連霍高速洛三段改擴建工程經驗，為防止新舊路路面基層銜接處滲水，在銜接側立面處也可采用遇水膨脹止水條處理。膨脹性止水帶應滿足設計要求。②跨縫防反處理措施：第一，施工前對基層進行徹底的清掃，拼接縫兩側各1.25m范圍進行清掃、吹塵和清洗；第二，鋼筋網片類防反處理，在兩層基層之間、或基層底基層之間，靠臺階側、跨縫鋪設2m寬φ12mm的鋼筋網片。直接攤鋪上一水穩基層，將鋼筋網片覆蓋。

（4）接縫與橫縫的壓實處理。以兩個構造物（橋或涵）間的路段為一工作段進行施工；如兩次攤鋪時間相隔時間較長，則將已壓實成型的接頭做成垂直斷面連接（將橫斷面濕潤處理），壓路機橫向壓實，逐次推進，然后改為縱向壓實，確保橫向接縫平整、密實。

（5）養生。對于路面邊部采取覆蓋土工布或薄膜、草簾等保濕措施，并灑水保持濕潤，養生期間禁止料車通行。

4.4 路面面層拼接要點

面層包括上中下面層。開工前檢查主要施工機械配備、原材料準備、配合比設計。下承層檢查按質量驗收標準和設計要求進行驗收。做好施工現場各項準備工作。

（1）面層臺階拼接設置。在新路基層施工完畢后，首先進行新路下、中面層的施工。新路下面層靠內車道施工寬度至距離舊路相應臺階豎面75cm處，新路中面層靠內車道施工寬度至距離舊路相應臺階豎面115cm處，以預留反向搭接臺階。在舊路病害處治完成后，進行舊路下、中面層的施工。施工前先對新路下、中面層拼接位置切邊10cm，然后進行新舊路的拼接。在舊路中、下面層完成后，進行上面層的通鋪。

（2）拼接前接縫處理。①面層拼接前接縫處理要求；第一，接縫線形必須順直，立面豎直。接縫要密實不滲水。第二，接縫面不發生啃邊、松動、粒料脫落等現象。第三，瀝青止水帶施工：瀝青面層豎向界面采用瀝青止水帶（5mm厚度）進行黏結。施工前首先在豎向界面上刷涂一層乳化瀝青，待乳化瀝青破乳后將瀝青止水帶貼于豎向界面上。待鋪入瀝青混凝土后，受熱瀝青混凝土的熱熔和擠壓，一部分進入兩邊的細小孔隙間，一部分立于接縫處，從而有效地起到密封防水作用。瀝青止水帶指標應符合設計要求。②具體施工工藝如下：第一，根據開槽或洗刨的深度，選擇所需寬度的止水帶待用；第二，用鋼絲刷將瀝青砼立面清刷一遍，去除浮動塵粒；第三，在拼接前要對接縫面涂乳化瀝青黏層油，每平方米瀝青用量同黏層油；第四，揭開雙面貼一面的隔離紙一段，沿立面用力將膠按在立面上，并用橡皮鋃頭錘打，之后邊揭隔離紙邊用力錘打，使膠片完全黏貼在立面上。

5 結束語

本項目對路面擴建工程中所采用的拼接方案和施工工藝關鍵技術進行了分析和研究，總結出該項新型施工方法及拼接型式，并通過雙側加寬拼接試驗段實施以及后續雙側加寬拼接工程加以推廣應用，使研究成果進行了檢驗和驗證，保證并延續了高速公路的路用性能和使用壽命，節約了工程設計、施工、處治費用，減少了施工投入，創造了社會效益。本技術在工程中得到了有效實施，安全可靠，質量穩定，效果顯著。在連霍高速改擴建工程新老路面拼接處治過程中，該技術得到了業主、監理的認可和信任，使企業的信譽度得以增強和提高，獲得了良好的社會效益；同時為后續同種類型施工積累了寶貴經驗，推廣應用前景廣泛。