山區(qū)高速公路橋梁預制場硬化層的再利用技術

徐一鳴 車 競

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東廣州 510620)

1 研究背景

廣東云浮(雙鳳)—羅定(榃濱)高速公路，全線長約64.759 km，起點位于云浮市郁南縣東壩鎮(zhèn)的雙鳳管理區(qū)，與廣西境內(nèi)的筋竹—岑溪高速公路相接。全線有特大橋1座、大橋58座、中小橋6座，橋梁總長19 864 m，預制梁板約8 000片。云羅高速全線地勢起伏較大，交通運輸極不便，受場地限制，梁板預制無法集中一處或兩處生產(chǎn)，故按施工組織設計的要求全線需設預制場18個，如圖1所示;為達到方便施工，節(jié)省土地資源，減少對周圍環(huán)境的破壞，其中14個預制場設計在路基上，面積約10.5萬m2。

圖1 云羅高速公路1號預制場

按以往常規(guī)做法，建在路基上的橋梁預制場，在路面墊層施工之前，需要破除掉預制場的臺座和混凝土硬化層，整平至路基頂層面標高，驗收合格后方可施工路面層，耗費大量的資源及施工工期，同時棄渣堆放占用土地、對環(huán)境影響不利。

針對路基上的橋梁預制場存在場地清理工期長、耗費大量的資源、影響路面的攤鋪澆筑等問題，我們做了大量的分析和經(jīng)濟技術比較，提出了再利用橋梁預制場混凝土硬化層作路面墊層、底基層的方案。

2 考慮預制場硬化層利用的復合式路面方案設計及驗算［2，3］

2.1 復合式路面方案設計

2.1.1 瀝青路面填方路段

路基填筑至路床頂標高后，驗收路基彎沉等各項指標合格后施工橋梁預制場的混凝土硬化層，其厚度(20 cm C25水泥混凝土)與路面的墊層厚度(20 cm級配碎石)一致，如圖2所示，預制場梁體預制完成后，保留預制場混凝土硬化層作為路面結構層的底基層使用。

2.1.2 瀝青路面挖方及填挖交界路段

挖方及填挖交界路段橋梁預制場基礎在路基回填或開挖至路基頂面設計標高以下2 cm之后(標準路面墊層厚為18 cm，故須下挖2 cm)，先鋪筑20 cm級配碎石，再采用20 cm水泥混凝土硬化，以便于排水，如圖3所示，20 cm級配碎石作為路面結構層中的墊層，20 cm水泥混凝土硬化層作為路面結構層的底基層使用。

圖2 瀝青路面填方路段預制場路面結構示意圖

圖3 瀝青路面挖方及填挖交界路段預制場路面結構示意圖

2.1.3 水泥路面填方段

路基填筑至路基頂標高以下5 cm后(標準路面墊層厚15 cm，故填筑標高比原設計標高低5 cm)，采用20 cm C25水泥混凝土硬化，見圖4。預制場梁片預制完成后，預制場混凝土硬化層作為路面結構層的墊層使用。

圖4 水泥路面填方路段預制場路面結構示意圖

2.1.4 水泥路面挖方及填挖交界路段

挖方及填挖交界路段預制場基礎在路基回填或開挖至路基頂面設計標高以下5 cm之后(標準路面墊層厚為15 cm，故必須下挖5 cm)，先鋪筑20 cm級配碎石后，再采用20 cm水泥混凝土硬化，以便于排水，如圖5所示。20 cm級配碎石作為路面結構層中的墊層，20 cm水泥混凝土硬化作為路面結構層的底基層使用。

圖5 水泥路面挖方及填挖交界路段預制場路面結構示意圖

2.2 復合式路面結構驗算

復合式路面結構驗算結果見表1。

表1 路面計算參數(shù)表

2.2.1 柔性—半剛性—剛性復合路面計算

柔性—半剛性—剛性復合路面計算結果見表2。

表2 柔性—半剛性—剛性復合路面計算結果表

根據(jù)表1，表2的計算結果，路面結構圖2及圖3滿足交通荷載的要求，從而確定橋梁預制場硬化層作瀝青路面的底基層及墊層應用。

2.2.2 剛性—半剛性—剛性復合路面計算

剛性—半剛性—剛性復合路面計算結果見表3。

表3 剛性—半剛性—剛性復合路面計算結果表 MPa

根據(jù)表3的計算結果，路面結構圖4及圖5滿足交通荷載的要求，從而來確定橋梁預制場硬化層作水泥路面的底基層及墊層應用。

2.3 復合式路面結構實踐檢驗

云羅高速公路一期目前已通車營運，路面狀況良好。

3 復合式路面施工順序及要求［4，5］

3.1 施工順序

施工順序如下:

路基填筑或開挖→路床驗收→預制場硬化層施工→預制場臺座施工→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。

3.2 施工要求

預制場混凝土硬化層施工必須按路面基層墊層施工規(guī)范要求實施，做好防水措施，防止預制梁板時的養(yǎng)生水浸入路基，影響路基的穩(wěn)定;預制場混凝土臺座鑿除時防止破壞混凝土硬化層，嚴禁爆破作業(yè);對施工過程中損壞的硬化層要及時修整。

4 效益

4.1 經(jīng)濟效益

云羅高速公路對橋梁預制場水泥硬化層的再利用，全線共14個預制場可節(jié)省費用700萬元，同時每個預制場可節(jié)省清理2期約20 d。為加快路面施工創(chuàng)造有利條件，同時對路面質(zhì)量而言，由于利用混凝土硬化層代替路面墊層或底基層，整體性更好，且有效預防路面不均勻沉降的產(chǎn)生，同時提高了路面結構層質(zhì)量，經(jīng)濟效益計算結果見表4。

表4 經(jīng)濟效益計算結果表

4.2 社會效益

全線可節(jié)約棄渣場地約10.5畝，減少占用農(nóng)田，減少棄渣對環(huán)境造成污染。

5 結語

橋梁預制場混凝土硬化層再利用技術的研究及在實體工程中的應用，收到了節(jié)約工期、降低工程造價、環(huán)保施工顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，值得在今后工程中推廣應用。

［1］黃祥談.福建省高速公路標準化管理指南［M］.北京:人民交通出版社，2010:42-50.

［2］JTG D60-2006，公路瀝青路面設計規(guī)范［S］.

［3］JTG D40-2011，公路水泥混凝土路面設計規(guī)范［S］.

［4］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范［S］.

［5］JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范［S］.