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高速公路改扩建工程复合式路面拼接技术探讨

2012-11-05

山西建筑 2012年2期
关键词:迹线路肩新旧

黄 睿

1 概述

新旧路面拼接是高速公路改扩建工程的关键环节。科学合理的拼接方案可以使新旧路面成为一个有机整体,保证路面结构的耐久性和使用寿命;而不合理拼接方案则会使路面结构存在隐患,对路面的使用性能和使用寿命造成极大的影响。因此新旧路面的拼接方案的择取对于改扩建工程尤为重要。

从已完成的高速公路改扩建工程实践可知,新旧路面拼接方案的选择要从以下三方面着手:首先要准确掌握新建路面和旧路面的结构状况,尤其要注重后者;其次通过必要的检测手段,尽可能准确掌握旧路硬路肩部分路面结构性能;第三要注意施工组织情况和施工工艺的结合。

现以京珠国道主干线郑州至新郑高速公路(以下简称“郑新高速”)改扩建工程为例,对新旧路面的拼接方案进行探讨。

2 郑新高速改扩建新旧路面结构

郑新高速改扩建工程全长21.628 km,为双向四车道扩建为双向八车道,采用两侧直接拼宽。郑新高速旧路面结构及新拼接路面结构见表1,表2。

表1 郑新高速旧路面结构

表2 郑新高速新拼接路面结构

由表1可知,郑州—新郑段高速公路是复合式路面结构,行车道在2004年和2007年两次进行加铺罩面处理,硬路肩没有进行任何处理。通过查阅竣工资料和土路肩开挖对比可知,旧路面硬路肩和主线路面结构一致,且整体状况良好;硬路肩混凝土板绝大多数完整,整体强度高,局部存在板断裂的情况。而全断面取芯检测判断,基层和底基层含水量较小,整体状况良好,局部存在松散状。

3 郑新高速新旧路面搭接方案论证

郑新高速新旧路面搭接方案的选择,经历了初步方案论证和实施方案确定两个阶段。初步方案论证是结合路面现状以及已有加宽路面的相关经验,从理论角度确定方案;实施方案确定主要是通过施工反馈,结合施工工艺和施工组织等,对初步方案进行适当调整,使方案在满足路面相关要求的前提下,更经济合理且符合实际。

图1 新旧路面搭接横断面图

3.1 初步方案的论证

新老路面搭接核心是采取必要措施确保搭接部位路面强度和整体性。

为了保证搭接方案的科学合理性,初步方案确定了以下三条原则:

1)经济合理避免浪费及过多弃渣对环境的污染;

2)搭接缝部位应避开路面行车轮迹线集中分布区;

3)旧路面形成切割台阶以便新旧路面搭接。

上述原则中除要注重节约、避免污染和台阶搭接外,其中“搭接缝部位应避开路面行车轮迹线集中分布区”是选定搭接方案尤为关键的理论基础。

基于郑漯高速路面搭接的原则,初步方案为新旧路面搭接缝位于硬路肩内侧90cm处,以保证面层和基层纵向接缝在第三车道轮迹线内侧,路面采用20cm一级台阶搭接,如图1,图2所示。

图2 第三车道轮迹分布曲线与搭接部示意图

图1显示出搭接部位于第三车道,从硬路肩向旧路内侧90cm位置切除旧路面,沥青面层、混凝土面板、基层和底基层分别设置宽度20cm的台阶,从图1中可以看到搭接缝处于第三车道车辆轮迹密布区的中间。图2更为直观显示出搭接部成功避开第三车道轮迹分布的密集区。

该拼接方案的优点在于:

1)实现了搭接部避开车道轮迹线分布密集区;

2)经过切割后的基层、底基层顺直,保证新旧路面搭接施工质量;

3)新旧路面结构以台阶搭接,不仅使得新旧路面紧密结合,同时可抑制雨水的下渗。而缺点表现在第三车道内存在新旧两种路基和路面,路面强度不协调,易于出现路面差异沉降。

3.2 实施方案的确定

初步方案确定后,在郑新高速选取3个试验段进行施工,施工中发现了一些问题:

1)水泥混凝土板切割困难。原道路水泥板厚度为23cm,实际切割进度缓慢,劳动强度非常大。从试验段统计情况看,每台切割机每小时切割3m~4m长,每天切割长度不超过40m;而且切割机损坏非常频繁,每天多次更换锯片,造成误工。若以此进度,每个标段(约10 km长)按20个切割机工作,仅路面切割一项完成需要至少2个月时间。

2)基层和底基层两层台阶难以形成。原水泥路面与基层粘结良好,在切割后,破除切割的水泥板时易扰动,同时容易破坏原基层、底基层,实现基层和底基层两个台阶很困难。

3)切割的水泥板难以清除。路面切割后,切割掉的水泥板人工难以清理,只能采用冲击破碎的方式进行清理,但易对旧路面各结构层造成破坏,给道路质量留下隐患。

综合以上问题,施工方案进行以下方面优化:

1)硬路肩状况良好,保留不再切割,作为车道的一部分;

2)基层和底基层出露到混凝土板外的部分,由于受到扰动难以形成台阶,将其沿混凝土板切除;

3)由于搭接部处于第三车道轮迹线密集区,而且接缝顺直,为保证搭接部整体强度同时防止雨水顺利下渗,在搭接区采用必要的连接措施,其中包括:

a.路面切割位置在搭接缝向内侧30cm处。该措施可以避免面层、基层和底基层形成通缝,提高接缝处抗压能力,同时也抑制雨水下渗。

b.设置高强抗裂贴。在混凝土板和新搭接缝上粘贴40cm宽度的高强抗裂贴,以吸收新旧路面不均匀与沉降的势能,抑制反射裂缝的过快向上发展,同时也抑制雨水下渗。

c.设置现浇混凝土带。在旧路面和新建路面之间设置现浇微膨胀土混凝土带,自下而上宽度分别为50cm,35cm,20cm,其混凝土标号依次为C15,C15和C30,以确保新建水泥稳定碎石基层与老路面结构层的衔接质量。

最终确定新旧路面搭接施工方案如图3所示。

图3 郑新高速新旧路面搭接方案示意图

4 结语

本文以郑新高速公路改扩建为例,对复合式路面拼宽技术进行探讨。搭接部位尽量避开车道轮迹分布密集区,是确保拼宽路面耐久性的关键,但复合式路面由于其路面结构的特殊性,必然要求采取针对性的拼接技术;同时为保证拼宽路面的整体强度,搭接部位也采取了诸如现浇混凝土带、抗裂贴等增强新旧路面连接能力的措施。

[1]张 颖,程海波.天津出口加工区道路改造设计[J].山西建筑,2011,37(10):149-150.

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