高速公路永臨結合預制梁場硬化層再利用技術

作者簡介：李香寶（1989—），工程師，主要從事高速公路建設項目管理工作。

摘要：文章主要依托桂林片區高速公路建設項目實況，從設計和施工兩個要點出發對山區橋梁預制場硬化層再利用技術進行研究，通過對硬化層再利用代替原設計水穩碎石的可行性進行分析，結合硬化層再利用技術產生的經濟效益、社會效益，論證了該方法在避免資源浪費的同時也更符合當代綠色環保可持續發展的理念。

關鍵詞：永臨結合；硬化層再利用；綠色環保；可持續發展

中圖分類號：U415.55

0 引言

桂林片區高速公路建設項目（新建）主要是按雙向四車道高速公路標準設計，橋梁工程占比高。項目建設受制于環保要求，臨時用地征用困難。為推進項目橋梁工程進度，踐行綠色環保理念，最終決定在項目紅線范圍內（主線路基）進行永臨結合預制梁場建設。

由于新建桂林片區高速公路地處山嶺重丘區，全線地勢起伏較大，全線橋梁占比率高，現場施工主要制約因素為：

（1）施工場地狹窄，整體交通條件較為落后，臨建工程、便道布置、材料運輸困難。

（2）沿線地區電力設施較落后或容量較小，現有電力容量及線路無法滿足施工需要。

（3）沿線基本農田較多，臨近飲用水源保護區，臨時征地價格較高，取棄土場征用協調難度大，梁板預制場選址困難，施工組織難度大。

本文主要依托桂林片區高速公路建設項目預制梁場實況，著重對硬化層作為路面結構層再利用技術進行研究分析。

1 硬化層再利用技術關鍵因素

1.1 梁場選址

優先選擇在路塹路段或路堤高度不高的填方段，縱坡一般≤1%，最大縱坡要≤2%，避免臺座兩端高差過大。

1.2 路床驗收

將預制梁場路段填筑至路床，完成相應的橫向排水管、縱向排水盲溝等路基防排水工程，按照路床驗收標準進行路床驗收。

1.3 墊層施工

路床驗收合格后，按照級配碎石墊層施工要求進行路面20 cm級配碎石墊層施工，施工完成后開展墊層驗收。

1.4 基層施工

（1）墊層驗收完成后澆筑20 cm厚C20混凝土，澆筑前先鋪設土工布或油毛氈作為隔離層，防止混凝土污染路床并起到隔水作用，澆筑時在臺座位置預埋槽鋼及噴淋式養生水管。

（2）制梁臺座區域以及部分運梁、存梁路段通過適當增加混凝土厚度或增設鋼筋等方式進行補強，確保梁場足夠穩定，滿足制梁需求。

（3）施工時按設計要求布設橫縫、縱縫、縱坡及橫坡。

（4）澆筑板塊按設計要求預埋橫向傳力桿和縱向拉桿，澆筑完成后使用磨光機打磨收面，保證基層頂面平整度符合設計及規范要求。

2 硬化層再利用技術的設計及施工要點分析

2.1 設計要點^[1-2]

2.1.1 路面結構設計

預制梁場硬化層的再利用施工，應在確保段內路面結構耐久性滿足設計規范要求的前提下進行。不能將預制場硬化層作為下部基層使用，因為硬化層層間模量比大，路面結構組合受力不明確。由于硬化層自身設計功能并不直接等同于混凝土舊路面，其沒有規則的板塊劃分，加上厚度不足的原因，使路面整體的耐久性得不到保證，因此不可直接將硬化層作為高速公路的下部基層使用。而若將預制場硬化層作為底基層的一部分使用，則類似于將瀝青路面鋪筑在堅硬的巖石路基上，對路面結構耐久性可起到增強作用。

綜合考慮預制梁場生產時期混凝土路面使用的強度要求和作為將來永久路面底基層的承載能力要求，以及計劃投入材料成本的經濟性，硬化層設計采用C20混凝土。硬化層標高按主線瀝青路面底基層標高進行控制，厚度設計為20 cm，通過優化路面結構形式，將原設計的20 cm水穩碎石底基層調整為C20混凝土硬化層，其他結構層設計保持不變。硬化層底部鋪設碎石墊層，厚度和主線路基相同，有利于路面排水，還能提高硬化層在使用階段的耐久性。

預制梁場路基填方路段中央分隔帶設置的縱向排水滲溝及橫向排水管滿足排水要求，在設計時要明確間距、尺寸大小要求，在硬化層施工前，必須按設計要求先預埋排水設施，避免后期滲水沖刷結構層，也有助于預制場路基穩定。

高速公路永臨結合預制梁場硬化層再利用技術/李香寶

2.1.2 硬化層接縫設計

底基層上部設計18 cm瀝青面層+34 cm水泥穩定碎石基層，使底基層溫度疲勞應力的大小幾乎可以忽略不計，還能大大降低舊混凝土板荷載應力。根據公路水泥混凝土路面設計規范計算，在填方區及填挖交匯區，硬化層做底基層時在臨界處產生的荷載應力為3.31 MPa，小于C20混凝土的彎拉強度設計值為3.72 MPa，說明C20混凝土硬化層的承載能力是足夠的。C20混凝土底基層不同于面層，底基層未切縫導致即使發生了溫縮裂縫、干縮裂縫、荷載裂縫等現象，也會由于上部基層和瀝青面層的存在，使裂縫兩側混凝土均勻承受荷載，裂縫不會進一步擴大發展。因此C20混凝土硬化層用作底基層時可不進行縱、橫切縫。

2.2 施工要點^[3]

2.2.1 施工順序

預制梁場路基填筑或開挖→路床頂驗收→防排水措施施工→碎石墊層施工→硬化層施工→臺座施工→預制梁板→預制梁板施工完畢后鑿除臺座→修整混凝土硬化層→混凝土硬化層驗收。

2.2.2 施工質量控制

（1）碎石墊層、硬化層橫坡應與路面橫坡保持一致，嚴格控制碎石墊層、硬化層以及路床的高程，使其與預制場首尾段路面完好銜接。

（2）預制場應設置在非超高路段，如設置在超高路段，應預留超高橫向排水管、集水井設置空間或在施工預制場時完成其施工，以減少后期開挖量。

（3）為減少后期預制場臺座拆除對硬化層的損壞，在預制場臺座澆筑混凝土前，于硬化層頂面鋪一層塑料薄膜。

（4）橫向排水管出水口在預制場最低點處設置，預制場段落排水管的間距為25 m，管口用鍍鋅鐵絲網封蓋，橫向排水管一般宜按左右間隔布設。

（5）預留的中央分隔帶應做好防水、排水措施，否則滲水會沖刷結構層并侵入路床。

（6）預制場使用過程中，隨著重車、預制吊裝設備的碾壓，硬化層若產生破碎，應立即修補破損部分，破損嚴重的應立即更換。

（7）加鋪水穩層前，應對硬化層進行維修處治，清除表面的松散碎渣、油污痕跡或輪胎藻痕。

（8）加鋪水穩前應對檢測有脫空的硬化層面板采用壓漿材料填封板底脫空，漿體材料應具備流動性好、早期強度高、無病析、無淤水、無收縮等特性。脫空處治合格標準為板邊彎沉≤14（0.01 mm）、彎沉差≤6（0.01 mm）。

（9）施工中央分隔帶時，注意排水滲溝與預制場前后的銜接。中央分隔帶內回填后頂面用C15素混凝土硬化處理，后期挖除。

（10）路床、級配碎石各項指標應按路面標準施工，各項指標合格后方可施工硬化層。同時，硬化層按照規范要求設置縱縫、橫縫，縱縫每半幅設置2道，橫縫按原現場情況布置，單塊面板長寬比應≤1.35。縱縫需設置拉桿，拉桿采用14 mm螺紋鋼，長70 cm，間距70 cm；橫縫需設置傳力桿，采用28 mm光圓鋼筋，長40 cm，間距30 cm。

3 硬化層再利用效益分析^[4]

3.1 經濟效益分析

通過分析表1可知，該互通預制梁場雖然采用C20混凝土硬化層材料成本價格高于水穩碎石，但從總體費用開支來看，硬化層的再利用直接節省了人工破除、機械調度、棄渣場征地等工程費用76.3萬元左右，并且通過節省清理廢渣時間節省工期約25 d，加快了工程的交工驗收進度，為提前開放交通創造有利局面。此外，用混凝土硬化層代替底基層，不僅路面結構相對比較完整，而且改善了路面不均勻沉降，提高了路面結構層的質量。

3.2 社會效益分析

該互通預制梁場硬化層再利用節省了棄渣場近1 200 m²，有效解決了山區臨時用地的征用困難，同時避免了廢渣排放對當地造成的環境污染，符合綠色環保的要求，也符合當代可持續發展理念，具有良好的社會效益。

4 結語

桂林片區高速公路建設項目踐行品質工程、綠色工程的理念，建設永臨結合梁場，通過混凝土硬化層再利用技術，節約了礦產、人力、物力資源，也相應減少了堆放混凝土棄渣的土地面積。總體來說永臨結合預制梁場硬化層再利用技術的實施在資源節約、綠色環保等經濟社會效益方面都具有顯著的優勢，值得進一步推廣應用。

參考文獻：

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