高速公路改擴建工程多孔隙水泥穩定碎石盲溝的施工技術應用

段同軍 劉杰 葛均峰 康良

（1.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 250013；2.山東高速股份有限公司，山東 濟南 250014）

在京臺高速濟泰段改擴建工程中，對于中間帶偏移的超高段，需調整路面橫坡克服車輛轉彎過程中產生的離心力，在舊路上不宜調整橫坡，故只能將道路橫斷面繞中央分隔帶外側邊緣旋轉，使中間帶兩側各自成為獨立的單向橫斷面。此時，中間帶較低側的排水壓力增大，如不能及時將路面積水排除，極易導致車輛高速通行時產生水滑現象，影響高速公路行車安全。同時，瀝青結構層長期泡水還會導致骨料剝落，影響防滲效果，縮短使用壽命。因此，該工程在超高段中間帶較低側的路面排水結構內設置了多孔隙水泥穩定碎石排水盲溝，可迅速排除滲入結構層內的自由水，從而減輕瀝青路面水損，延長其使用壽命[1]。

一、工程概況

隨著山東省近年來經濟的快速發展，省內道路的服務水平已難以滿足高峰時段的交通量需求，高速公路網需進一步完善，故對包括京臺高速公路濟南至泰安段在內的多段道路實施改擴建工程。在濟泰段改擴建工程施工中，對全線既有道路中間帶排水溝施行了改造升級，將超高路段原縱向排水槽全部拆除，中間帶較低側新建了多孔隙水泥穩定碎石盲溝，提高了超高段中分帶匯水、排水能力。碎石盲溝設計圖如圖1所示。

圖1 中間帶較低側新建多孔隙水泥穩定碎石盲溝

二、多孔隙水泥穩定碎石混合料要求

（一）多孔隙水泥穩定碎石混合料性質

對混合料的要求主要體現在兩個方面：第一，作為排水盲溝，混合料必須具有足夠的透水能力，該工程要求滲透系數不小于2cm/s，與之相適應的混合料孔隙率大于20%，方可滿足迅速排除路面結構層內自由水的需求；第二，該盲溝作為路面排水設施，位于路面結構層內，混合料還應具有一定的承載能力，7d無側限抗壓強度應不小于3MPa，滿足支撐上部結構及承受荷載作用的需求。

（二）多孔隙水泥穩定碎石原材料性質

多孔隙水泥穩定碎石原材料性質[2]如表1所示。

表1 多孔隙水泥穩定碎石原材料性質要求

（三）多孔隙水泥穩定碎石集料配比

目標配合比采用碎石5mm～10mm及碎石10mm～20mm兩檔配料[3]，最終確定級配如表2所示。

表2 多孔隙水泥穩定碎石混合料目標配合比

（四）多孔隙水泥穩定碎石水泥用量和水灰比

為滿足多孔隙水泥穩定碎石混合料的強度，該工程確定水泥劑量8%～10%，水灰比0.39～0.43[4]。

三、多孔隙水泥穩定碎石盲溝施工工藝

（一）施工工藝流程

施工準備→施工放樣→開挖溝槽→基底清理→架設基座立模→拌制C15混凝土→澆筑C15混凝土基座→混凝土養生→拆除基座立模→架設盲溝立模→底部鋪設防滲復合土工膜→安置φ8縱向打孔排水管→回填多孔隙水泥穩定碎石→多孔隙水泥穩定碎石夯實→多孔隙水泥穩定碎石養生→拆除盲溝模板→外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復合土工膜→內立面及頂面鋪設反濾土工布→驗收。

（二）施工操作要點

1.施工準備

待水泥穩定碎石基層施工完成后再開展排水盲溝施工。按照施工安全要求在施工現場前設立相應交通標志、警示牌，對施工作業面展開圍擋，在保證施工人員、機械、車輛安全通行的同時，確保整個盲溝施工過程不受干擾。施工用的反濾土工布、防滲土工膜、PVC-U管等成品材料必須符合設計要求，并按照施工進度提前運輸至現場專門區域，便于施工取用[5]。

2.施工放樣

根據現場結構物設置等實際情況分段施工，分段放樣。根據路面中分帶排水結構設計圖數據，在已拆除舊路中分帶排水溝渠處放出碎石盲溝下所設C15混凝土基座的中線及邊線，確保前后段線性順適、不偏位。放樣時還應注意控制基座底面高程，這是保障水穩碎石盲溝溝底排水縱坡的基礎。

3.開挖溝槽

在拆除舊有排水溝的基礎上開挖溝槽，開挖量較小、開挖質量要求較高，應采用小型挖掘機配合風鎬。及時將開挖土方用自卸車外運至指定地點棄土，嚴禁堆放在施工面內。溝槽開挖時應隨挖隨測，確保開挖斷面、槽底標高、軸線位置等[6]。

4.基底清理

溝槽開挖好后，及時清除基底雜物，整平基底，必要段應予以振實。

5.架設基座立模

根據C15混凝土基座設計尺寸選擇合適模板，架設前在模板內側涂刷脫模劑，并嚴格按照放樣邊線在模板前后兩側用木支架將其固定，防止模板在混凝土澆筑、振搗時發生位移變化，影響基座外形尺寸。

6.拌制C15混凝土

根據配比在拌和站集中拌制C15混凝土，按規定抽檢混凝土質量，控制混凝土成品指標合格，出場后由運輸車運至現場。

7.澆筑C15混凝土基座

根據設計尺寸澆筑運到現場的C15混凝土，利用插入式振搗器振搗消除不密實，按標高控制并刮平表面。

8.混凝土養生

澆筑完成后，立即灑水覆蓋養生，避免出現裂縫，養生至規定強度開展下一步工序。

9.拆除基座立模

拆模時應先拆除固定用木支架，再由人工將立模小心拆除，避免損壞C15混凝土基座。

10.架設盲溝立模

根據多孔隙水泥穩定碎石盲溝設計尺寸選擇合適模板，架設前在模板內側涂刷脫模劑，并嚴格按照放樣邊線在模板前后兩側用木支架將其固定，防止模板在回填多孔隙水泥穩定碎石、夯實時發生坍塌，影響盲溝外形尺寸。

11.底部鋪設防滲復合土工膜

鋪底部防滲復合土工膜前應再次清除基底上散落的石子，防止損壞防滲土工膜。該工程采用人工滾鋪方式，控制防滲復合土工膜布面平整，所用縱向或橫向的搭接縫應交替錯開，保證搭接處長度不小于0.2m。縱向搭接的防滲復合土工膜應合理布置，來水方向的土工膜應搭接在流水方向的土工膜上部，不能搭接在下部，以免滲水流向路面結構層內部[5]。

12.安置φ8縱向打孔排水管

盲溝底部的防滲復合土工膜鋪設完成后，敷設開孔的φ80mm PVC-U管，將其安放在溝底中間。根據現場情況及縱向排水長度隔一定距離設置橫向出水管，并提前在橫向出水管的位置開挖坑道，以放置橫向出水管，并用彎管將縱橫向管連接。控制橫向排水坡度使中分帶水流向路面邊緣排出，橫向排水管可采用承插式接口，近中分帶端為迎水端，應為大口，近路側端為出水端，應為小口。橫向排水管安設完成后，及時用路基土將橫向坑道掩埋，以便鋪設上層路面結構。

13.回填多孔隙水泥穩定碎石

縱向排水管安裝完畢后，在排水管兩側對稱分層回填多孔隙水泥穩定碎石以固定排水管位置，并隨時檢測碎石標高，注意避免擾動排水管位置。

14.多孔隙水泥穩定碎石夯實

多孔隙水穩碎石回填后，先用人工夯實，再用小型夯實機夯實，以免夯實功過大損壞防滲土工膜或影響透水管順直度[5]。

15.多孔隙水泥穩定碎石養生

夯實成型后覆蓋無紡布，灑水養生7d，養生期間應設置圍擋，防止擾動，直至達到規定強度。

16.拆除盲溝立模

養生至規定強度后拆除模板。不過早拆模，以免損壞多孔隙水穩碎石；不過晚拆模，以免影響模板的循環使用，降低施工效率。

17.外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復合土工膜

多孔隙水泥穩定碎石外立面應先涂刷熱瀝青以保證其防水防滲，而后立即包裹防滲復合土工膜，切實保證盲溝內的水不會向外側滲出，影響路面結構層的水穩定性。

18.內立面及頂面鋪設反濾土工布

在回填的多孔隙水穩定碎石內立面及頂面鋪設反濾土工布，防止細粒土淤堵碎石間隙，影響匯水、排水效果。該工程采用人工滾鋪反濾土工布，應注意控制布面平整，并且所用縱向或橫向的搭接縫應交替錯開，搭接處長度不得小于0.2m。

19.驗收

施工完畢后，將碎石盲溝施工過程中記錄的試驗、測量等資料整理成冊，并報請監理工程師簽收，合格后進入下道工序施工。驗收結束后，應盡早鋪設上層路面結構，避免碎石盲溝長時間外露受損。

（三）效果

山東省年均降水量為697mm，改建前該工程超高段中分帶較低，一但側路面降雨，會存留積水，易造成車輛輪胎打滑。同時，高速公路內側車道為快車道，較快的車速也會加劇威脅行車安全。改擴建后，多孔隙水泥穩定碎石盲溝對高速公路中分帶地表徑流具有良好的控制效果，一般降水過程中路面不再留存積水，降水結束后路面快速干燥，有效保障了行車安全。同時，消除了路面積水現象能夠有效削減地表徑流中相關污染物的濃度，保障了路面工作環境，增加了瀝青路面的耐久性。

四、結語

本文以京臺高速改擴建濟泰段為例，討論中間帶較低側排水壓力大的問題，采取拆除全部原縱向排水槽，重新澆筑C15混凝土基座，鋪筑多孔隙水泥穩定碎石的改造方案，分析了方案的設計要求、施工工藝流程、施工操作要點及具體應用情況。質量驗收發現該項施工技術對于提高中分帶路面排水設施的匯水、排水能力，增強瀝青路面結構耐久性，保證高速公路行車安全有良好的效果，可為同類改擴建工程施工提供經驗。