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【摘 要】 公路改扩建项目中新老路面的拼接效果直接影响路面的建设质量和路面的使用寿命,施工过程中,对新老路面进行拼接,减少拼接处路面病害的发生,是改扩建工程的主要的施工技术,也是公路工程的施工难点。本文主要讨论公路工程扩建中路面拼接的施工技术,旨在为今后公路扩建提供参考借鉴。
【关键词】 高速公路;改扩建工程;路面拼接
随着我国国民经济的快速发展,国家对交通运输业的投入不断加大,我国的高速公路事业得到了迅猛发展,各地区交通量迅速增长,交通压力越来越大,路面日显拥挤,服务水平逐渐降低,事故频发,现有道路已经无法满足社会发展的需要。很多高速公路建成不久就出现了通行能力不足、服务水平下降,急需改扩建。因此对原有高速公路进行改建扩建,提高其通行能力是我国公路建设必须要解决的问题。与新建的公路比較,旧路改扩建工程从设计到施工,具有施工工艺复杂、施工难度大、施工质量较为严格的特点,我国高速公路在改扩建过程中还存在一些问题,其主要原因在于新旧路面拼接不当,面对这一问题,我们要不断地进行探索,寻求科学的解决方法,提高公路工程的使用质量。
一、高速公路扩建工程路面常见问题以及处理
(一)高速公路扩建工程路面常见的问题
1、路面发生沉降:老路基经过多年的运营使用和长期荷载作用,沉降已趋于稳定,而新路基成型后必然要经历一个沉降过程,在新老路基交界处极易产生不均匀沉降,导致路面凹凸不平,从而引起纵向开裂并将裂缝反射到路而,影响道路的使用性能,也影响行车安全,该病害主要是由于路基下地基承载力不够造成的,特别是在软土地基路段,这个问题就会更加突出。
2、产生裂缝:在对新路进行施工时,公路旧路基由于承受的车辆荷载、碾压、震动的次数长达数年,并且已经过多年的预压,同时,气候变化以及公路防水排水系统对公路路面也有一定的影响,旧路的路基填土密实度已经逐渐达到饱和状态,能够容易接受外界车辆的荷载;而对于新路来说,路基是严格按照施工设计与规范进行填实施工,但由于新建路基还没有经过荷载作用和其余环境的变化,与旧路基比较,新路路基密度肯定与旧路基密度存在差异,因此,在对新路基进行设计时,其整体强度的设计存在很大的阻碍。如果新旧路存在过大的刚度差异,在公路工程改建完成后,投入使用后,会一直受到车辆荷载的作用,长期下去,公路会发生严重的变形,进而产生公路开裂现象。
3、路面出现车辙:路面会出现深浅不一的车辙,造成路面发生车辙现象的唯一原因是,路面承载的车辆负载过大是形成车辙的主要因素;
(二)对高速公路扩建路面出现问题的处理
1、对沉降问题的解决:路面如果沉降情况较为轻微,可以利用沥青材料对发生沉降的部位进行压实填充;如果路面沉降情况较为严重,则必须要按照一定的施工标准进行修补,将沥青材料分别进行多次摊铺处理。
2、对裂缝问题的处理:对路面开裂的处理。同样先观察路面开裂情况,如果路面开裂程度大裂缝宽度比较大,超过了毫米,应该会采用乳化沥青裂缝灌缝撒料技术来填补路面裂缝,以恢复路面性能。
3、对产生车辙的处理:首先要将病害部位的面层全部进行铣刨处理,然后采用SBS改性沥青填补面层,如果基层不稳定,则要先处理基层然后再处理面层。
二、高速公路改扩建路面拼接的施工
(一)施工前的准备工作
1、首先应对路基施工区域进行全面的检查,对旧路路面上的杂物进行彻底清理,并对路面进行测定,对路面施工标高进行确定,对整个路面施工的关键是根据旧路面,控制纵断面的高度。对于车道路面的保留,需要根据旧路面之前的路面质量来确定,确定需要保留的结构层次。然后根据这些情况进行路面拼接,拼接时需要根据施工调整路面标高。对于旧路的复测,要从路内测边缘向一定距离进行路面标高,对于测定结果需要每隔一段间距进行标注,对于最终标高的确定,需要设计单位根据复测的结果进行调整设计,通过调整纵断面结构层的厚度,可以实现路面拼接纵断面的高程变化,因此,在进行调整设计时,需要认真对底基层顶面、基层顶面和沥青中面层顶面进行研究调整到位,施工单位根据最终调整方案和设计标高进行施工。
2、对旧路进行铣刨:铣刨位置线即为新老路拼接线,对于旧路的铣刨要求:铣刨时按拼接施工要求的几何尺寸形成台阶,台阶及拼接面不允许有松动粒料和灰尘,也不得因机械通过造成缺角、啃边、松散等情况出现,横向工作缝要求放在结构物处,遇特殊情况,按实际铺筑层次形成台阶,并按垂直接缝的要求进行施工。
(二)施工过程
1、基层拼接施工:首先对于旧路基层台阶进行处理:由于旧路基层的标高受到薄弱夹层、局部沉降等问题的影响,不同于新路基层标高,新路基层标高一般采用设计标高,因此,需要对新旧路基层进行顺接,进行顺接时,可采用新基层内侧为旧路基层标高,外侧为设计标高,从而将两者之间相互融合,过渡的方法。新旧路基在拼接时,需要在两基层之间喷洒上水泥浆,从而增强基层之间的粘合力,对于水泥灰的喷洒也有一定的要求,水泥灰中的水和灰的比例控制在1.2,喷洒水泥灰的量必须控制在每平方米不少于2.0~3.0kg/m2。水泥净浆的粘稠度需要控制,均匀合理,其洒布长度必须小于摊铺机的30~40m视为标准。在水泥净浆洒布之后可以立即对新水稳层进行摊铺施工。为了保证路面基层与沥青面层能够很好的结合在一起,需要在沥青面层铺设之前,在基层上铺筑乳化沥青稀浆进行封层,从而避免由于汽车外力作用导致公路面层和基层之间发生层间位移。对于公路的侧向拼接,需要使用混凝土界面剂,均匀的涂抹界面剂,在接封侧运用混合料进行人工填补,其次,对于基层的碾压,对于接缝处新填的铺料进行压实碾压,依次向里进行碾压,让新铺料能够充分的填满拼接缝,增强拼接缝的密实度。最后,为防止基层接缝处出现反射裂缝,在基层拼接缝处铺设玻纤格栅,玻纤格栅铺设宽度为2m,玻纤格栅放置的位置,以新老基层拼接缝两边各1m纵向连续铺设,搭接长度≥50cm。其工艺流程为:清扫基层→灌缝→喷洒透层→布设玻纤格栅→洒布粘层油,加强拼接接缝处的保湿养生,以提高接缝处的整体强度。 2、路面拼接施工:首先对拼接处标高进行处理:新拼路面的纵向、横向标高必须在中面层及以下各层次逐步调整到位,采取老路就新路的原则,即新路铺筑均采用设计标高,在接缝处与老路顺接。其次,对于新旧路面面层之间的拼接:对于下层拼接施工:沥青混凝土下面层铺筑宽度为路面设计宽度减去原路下面层保留面宽度,外侧以硬路肩边缘标高减去新建沥青上中面层厚度作为拼接下面层顶标高,内侧以利用的下面层顶标高作为拼接下面层顶标高。对于中层拼接施工:设计路面的宽度减去老路中面层保留宽度30cm作为中面层新铺宽度,外侧顶标高以硬路肩设计标高减去新沥青上面层厚度,内侧控制标高以老路超车道外侧边缘标高进行控制。对于上层拼接施工:以路面设计全宽为上面层铺筑宽度,铺筑时采用三台摊铺机成梯队形式,之间纵向错开4~5m,全程铺筑按设计高程作为控制标高(桥头调坡段除外)。病害维修段与超车道标高调整段,须完成在新路面上面层铺筑前。对于新旧面层接缝处理方法,利用摊铺机熨平板加热,用液化气自制一组喷枪装置,附在摊铺机靠近拼接缝的一面,随摊铺机一同前进,通过调整火头离缝面及摊铺机距离来控制火头大小和加热量,将旧路温度通过提前烘烤接触面升高到100~110℃。摊铺机加热的缝面和铺筑的热料接触能有效地提高接缝的粘合力。对于拼接缝处的压实:接缝处采用跨缝碾压方法比挤压密实方法更易获得较好的压实度,因此,推荐采用跨缝碾压方法处理接缝处压实,为了防止接缝处骨料推移,应该在压路机距接缝面20~30cm时,将热料稳压,再贴紧接缝振压接缝处的沥青混合料,使接缝处新旧沥青混合料互相嵌挤形成整体。最后,运用聚酯玻纤布处治面层接缝:对于聚酯玻纤布的鋪设施工,聚酯玻纤布及铺设设备应垂直于拼接缝。再将聚酯玻纤布铺装好后,为了保证聚酯玻纤布能及时与沥青牢固黏结在一起,需要立即用刷子和滚筒碾压。在铺设过程中尽可能铺设成一条直线,当需要转弯时,将聚酯玻纤布弯曲处剪开,重叠铺设并喷涂黏结料胶结,应尽量避免聚酯玻纤布打折起皱。在弯道安装时若有不便,应尽量减少聚酯玻纤布铺设长度。
3、对于路面的抗裂缝施工:首先抗裂材料应能够和上下结构层形成良好结合,起到分散裂缝处结构内部集中应力,增强混合料的抗裂(常温、低温)、高温稳定、耐疲劳等性能,才能真正起到防裂、延长道路使用寿命的作用。其次,抗裂技术的使用不应对道路产生新的潜在危害。路面结构作为有机整体,各层具有不同的结构与功能,抗裂技术的使用,不应以破坏层间的结合,造成结构层的功能破坏为代价。最后,做好路面的排水及防水,大气降水在路面上形成径流,绝大部分沿路表通过路面横坡排出路基以外,但还有少量雨水下渗,侵蚀路面结构层以及土基,造成路面结构或土基强度的降低甚至破坏,应该在基层顶面的下封层、路面垫层、路侧纵向边沟间,形成完整的路面内部排水体系。
三、结束语
公路改扩建项目中新老路面的拼接效果直接影响路面的建设质量和路面的使用寿命,因此对原有高速公路的改扩建,提高其通行能力是必须要解决的问题,在对公路改扩建过程中,需要不断地总结经验,利用先进的科学技术对公路扩建进行不断完善,保障我国高速公路的使用寿命。
参考文献:
[1]夏毓翔,周艳芝.公路改扩建新旧路基路面拼接方案探讨[J].黑龙江交通科枝,2012(12).
[2]张正珂.高速公路改扩建沥青路面拼接施工工艺[J].中国新技术新产品,2010.15.115-116.
[3]于洪源.公路路面拼接实践及相关技术控制研究[J].交通标准化,2012,(10).
【关键词】 高速公路;改扩建工程;路面拼接
随着我国国民经济的快速发展,国家对交通运输业的投入不断加大,我国的高速公路事业得到了迅猛发展,各地区交通量迅速增长,交通压力越来越大,路面日显拥挤,服务水平逐渐降低,事故频发,现有道路已经无法满足社会发展的需要。很多高速公路建成不久就出现了通行能力不足、服务水平下降,急需改扩建。因此对原有高速公路进行改建扩建,提高其通行能力是我国公路建设必须要解决的问题。与新建的公路比較,旧路改扩建工程从设计到施工,具有施工工艺复杂、施工难度大、施工质量较为严格的特点,我国高速公路在改扩建过程中还存在一些问题,其主要原因在于新旧路面拼接不当,面对这一问题,我们要不断地进行探索,寻求科学的解决方法,提高公路工程的使用质量。
一、高速公路扩建工程路面常见问题以及处理
(一)高速公路扩建工程路面常见的问题
1、路面发生沉降:老路基经过多年的运营使用和长期荷载作用,沉降已趋于稳定,而新路基成型后必然要经历一个沉降过程,在新老路基交界处极易产生不均匀沉降,导致路面凹凸不平,从而引起纵向开裂并将裂缝反射到路而,影响道路的使用性能,也影响行车安全,该病害主要是由于路基下地基承载力不够造成的,特别是在软土地基路段,这个问题就会更加突出。
2、产生裂缝:在对新路进行施工时,公路旧路基由于承受的车辆荷载、碾压、震动的次数长达数年,并且已经过多年的预压,同时,气候变化以及公路防水排水系统对公路路面也有一定的影响,旧路的路基填土密实度已经逐渐达到饱和状态,能够容易接受外界车辆的荷载;而对于新路来说,路基是严格按照施工设计与规范进行填实施工,但由于新建路基还没有经过荷载作用和其余环境的变化,与旧路基比较,新路路基密度肯定与旧路基密度存在差异,因此,在对新路基进行设计时,其整体强度的设计存在很大的阻碍。如果新旧路存在过大的刚度差异,在公路工程改建完成后,投入使用后,会一直受到车辆荷载的作用,长期下去,公路会发生严重的变形,进而产生公路开裂现象。
3、路面出现车辙:路面会出现深浅不一的车辙,造成路面发生车辙现象的唯一原因是,路面承载的车辆负载过大是形成车辙的主要因素;
(二)对高速公路扩建路面出现问题的处理
1、对沉降问题的解决:路面如果沉降情况较为轻微,可以利用沥青材料对发生沉降的部位进行压实填充;如果路面沉降情况较为严重,则必须要按照一定的施工标准进行修补,将沥青材料分别进行多次摊铺处理。
2、对裂缝问题的处理:对路面开裂的处理。同样先观察路面开裂情况,如果路面开裂程度大裂缝宽度比较大,超过了毫米,应该会采用乳化沥青裂缝灌缝撒料技术来填补路面裂缝,以恢复路面性能。
3、对产生车辙的处理:首先要将病害部位的面层全部进行铣刨处理,然后采用SBS改性沥青填补面层,如果基层不稳定,则要先处理基层然后再处理面层。
二、高速公路改扩建路面拼接的施工
(一)施工前的准备工作
1、首先应对路基施工区域进行全面的检查,对旧路路面上的杂物进行彻底清理,并对路面进行测定,对路面施工标高进行确定,对整个路面施工的关键是根据旧路面,控制纵断面的高度。对于车道路面的保留,需要根据旧路面之前的路面质量来确定,确定需要保留的结构层次。然后根据这些情况进行路面拼接,拼接时需要根据施工调整路面标高。对于旧路的复测,要从路内测边缘向一定距离进行路面标高,对于测定结果需要每隔一段间距进行标注,对于最终标高的确定,需要设计单位根据复测的结果进行调整设计,通过调整纵断面结构层的厚度,可以实现路面拼接纵断面的高程变化,因此,在进行调整设计时,需要认真对底基层顶面、基层顶面和沥青中面层顶面进行研究调整到位,施工单位根据最终调整方案和设计标高进行施工。
2、对旧路进行铣刨:铣刨位置线即为新老路拼接线,对于旧路的铣刨要求:铣刨时按拼接施工要求的几何尺寸形成台阶,台阶及拼接面不允许有松动粒料和灰尘,也不得因机械通过造成缺角、啃边、松散等情况出现,横向工作缝要求放在结构物处,遇特殊情况,按实际铺筑层次形成台阶,并按垂直接缝的要求进行施工。
(二)施工过程
1、基层拼接施工:首先对于旧路基层台阶进行处理:由于旧路基层的标高受到薄弱夹层、局部沉降等问题的影响,不同于新路基层标高,新路基层标高一般采用设计标高,因此,需要对新旧路基层进行顺接,进行顺接时,可采用新基层内侧为旧路基层标高,外侧为设计标高,从而将两者之间相互融合,过渡的方法。新旧路基在拼接时,需要在两基层之间喷洒上水泥浆,从而增强基层之间的粘合力,对于水泥灰的喷洒也有一定的要求,水泥灰中的水和灰的比例控制在1.2,喷洒水泥灰的量必须控制在每平方米不少于2.0~3.0kg/m2。水泥净浆的粘稠度需要控制,均匀合理,其洒布长度必须小于摊铺机的30~40m视为标准。在水泥净浆洒布之后可以立即对新水稳层进行摊铺施工。为了保证路面基层与沥青面层能够很好的结合在一起,需要在沥青面层铺设之前,在基层上铺筑乳化沥青稀浆进行封层,从而避免由于汽车外力作用导致公路面层和基层之间发生层间位移。对于公路的侧向拼接,需要使用混凝土界面剂,均匀的涂抹界面剂,在接封侧运用混合料进行人工填补,其次,对于基层的碾压,对于接缝处新填的铺料进行压实碾压,依次向里进行碾压,让新铺料能够充分的填满拼接缝,增强拼接缝的密实度。最后,为防止基层接缝处出现反射裂缝,在基层拼接缝处铺设玻纤格栅,玻纤格栅铺设宽度为2m,玻纤格栅放置的位置,以新老基层拼接缝两边各1m纵向连续铺设,搭接长度≥50cm。其工艺流程为:清扫基层→灌缝→喷洒透层→布设玻纤格栅→洒布粘层油,加强拼接接缝处的保湿养生,以提高接缝处的整体强度。 2、路面拼接施工:首先对拼接处标高进行处理:新拼路面的纵向、横向标高必须在中面层及以下各层次逐步调整到位,采取老路就新路的原则,即新路铺筑均采用设计标高,在接缝处与老路顺接。其次,对于新旧路面面层之间的拼接:对于下层拼接施工:沥青混凝土下面层铺筑宽度为路面设计宽度减去原路下面层保留面宽度,外侧以硬路肩边缘标高减去新建沥青上中面层厚度作为拼接下面层顶标高,内侧以利用的下面层顶标高作为拼接下面层顶标高。对于中层拼接施工:设计路面的宽度减去老路中面层保留宽度30cm作为中面层新铺宽度,外侧顶标高以硬路肩设计标高减去新沥青上面层厚度,内侧控制标高以老路超车道外侧边缘标高进行控制。对于上层拼接施工:以路面设计全宽为上面层铺筑宽度,铺筑时采用三台摊铺机成梯队形式,之间纵向错开4~5m,全程铺筑按设计高程作为控制标高(桥头调坡段除外)。病害维修段与超车道标高调整段,须完成在新路面上面层铺筑前。对于新旧面层接缝处理方法,利用摊铺机熨平板加热,用液化气自制一组喷枪装置,附在摊铺机靠近拼接缝的一面,随摊铺机一同前进,通过调整火头离缝面及摊铺机距离来控制火头大小和加热量,将旧路温度通过提前烘烤接触面升高到100~110℃。摊铺机加热的缝面和铺筑的热料接触能有效地提高接缝的粘合力。对于拼接缝处的压实:接缝处采用跨缝碾压方法比挤压密实方法更易获得较好的压实度,因此,推荐采用跨缝碾压方法处理接缝处压实,为了防止接缝处骨料推移,应该在压路机距接缝面20~30cm时,将热料稳压,再贴紧接缝振压接缝处的沥青混合料,使接缝处新旧沥青混合料互相嵌挤形成整体。最后,运用聚酯玻纤布处治面层接缝:对于聚酯玻纤布的鋪设施工,聚酯玻纤布及铺设设备应垂直于拼接缝。再将聚酯玻纤布铺装好后,为了保证聚酯玻纤布能及时与沥青牢固黏结在一起,需要立即用刷子和滚筒碾压。在铺设过程中尽可能铺设成一条直线,当需要转弯时,将聚酯玻纤布弯曲处剪开,重叠铺设并喷涂黏结料胶结,应尽量避免聚酯玻纤布打折起皱。在弯道安装时若有不便,应尽量减少聚酯玻纤布铺设长度。
3、对于路面的抗裂缝施工:首先抗裂材料应能够和上下结构层形成良好结合,起到分散裂缝处结构内部集中应力,增强混合料的抗裂(常温、低温)、高温稳定、耐疲劳等性能,才能真正起到防裂、延长道路使用寿命的作用。其次,抗裂技术的使用不应对道路产生新的潜在危害。路面结构作为有机整体,各层具有不同的结构与功能,抗裂技术的使用,不应以破坏层间的结合,造成结构层的功能破坏为代价。最后,做好路面的排水及防水,大气降水在路面上形成径流,绝大部分沿路表通过路面横坡排出路基以外,但还有少量雨水下渗,侵蚀路面结构层以及土基,造成路面结构或土基强度的降低甚至破坏,应该在基层顶面的下封层、路面垫层、路侧纵向边沟间,形成完整的路面内部排水体系。
三、结束语
公路改扩建项目中新老路面的拼接效果直接影响路面的建设质量和路面的使用寿命,因此对原有高速公路的改扩建,提高其通行能力是必须要解决的问题,在对公路改扩建过程中,需要不断地总结经验,利用先进的科学技术对公路扩建进行不断完善,保障我国高速公路的使用寿命。
参考文献:
[1]夏毓翔,周艳芝.公路改扩建新旧路基路面拼接方案探讨[J].黑龙江交通科枝,2012(12).
[2]张正珂.高速公路改扩建沥青路面拼接施工工艺[J].中国新技术新产品,2010.15.115-116.
[3]于洪源.公路路面拼接实践及相关技术控制研究[J].交通标准化,2012,(10).