公路擴建工程路面搭接技術研究

翁文艷

（張家口市康?？h交通局，河北 康保 076650）

1 引言

隨著國家經濟的發(fā)展，國內汽車數(shù)量逐漸增加，由于農村公路行車路面較窄、 設計速度較低以及路面投入運營時間較長等原因，使得國內多數(shù)農村公路出現(xiàn)不同程度的路面病害，如車轍、裂縫、擁包等，使其已無法滿足交通運輸要求。 為了解決此類問題， 通常將原有公路進行擴建或者將等級較低公路向高等級公路提標擴建。 與新建公路工程相比，公路擴建工程可充分利用原道路的路基路面，可降低施工成本、減少土地占用、保護環(huán)境。 另一方面，公路擴建工程可為周邊居民提供更好的交通環(huán)境，進一步促進經濟發(fā)展[1-2]。 為了使公項目路更加舒適安全， 減少道路擁擠等現(xiàn)象， 本文以某公路擴建工程為例，對舊路面原有病害形成原因、公路搭接技術以及瀝青混凝土路面的平整度和高溫性能進行研究， 為依托項目提供建議性技術指導。

2 工程概況

某農村公路工程路線全長10.399 km，其中，加寬改建段8.82 km（K0+000～K8+820），項目采用雙向四車道一級公路技術標準，設計速度80 km/h，路面寬24 m，路基寬25.5 m。 對該路段交通量進行調查可知， 該路段運營能力已無法滿足現(xiàn)用交通量，故需對該路段進行擴建。

3 農村公路路面病害分析

3.1 車轍

在長期使用中， 該路段路面在行車荷載的反復作用下磨損過度，雨水長期浸濕瀝青混凝土內部，使其內部結構不夠穩(wěn)定，路面結構層及土基在行車荷載的反復作用下，使路面結構層產生側向位移和永久變形， 基層中的不穩(wěn)定夾層致使路面橫向堆積形成波形車轍。

3.2 泛油

該項目路面在夏季高溫時， 瀝青混合料中的瀝青向上遷移至表層，而在冬季寒冷時又不能滲入下層，從而導致瀝青積聚在路面表面，形成一層有光澤的瀝青膜，即泛油。 主要是因為混合料配合比設計不當， 混合料中瀝青用量過多或空隙率過小，多余瀝青由下部泛到路表；黏層油用量不當，噴灑過多或灑布不均勻；施工質量差，攤鋪時混合料產生離析，局部細料過分集中；雨水滲入使下層瀝青與石料剝離，在水作用下瀝青膜剝落，引起表層泛油。

3.3 裂縫

瀝青路面在施工初期不可避免地會產生各種形式的裂縫。 早期的裂縫不會影響瀝青路面的使用性能，但隨著雨水的侵入和外力的作用，會逐漸對瀝青路面造成結構性破壞。 裂縫可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網狀裂縫[3]。

1）橫向裂縫由溫度應力導致，常使路面產生疲勞裂縫。 這種溫度裂縫往往始于溫度變化率最大的表面并迅速向下擴展，并導致瀝青隨時間老化。 瀝青面層的抗裂能力逐年下降，溫度裂縫也隨之增加。

2）縱向裂縫主要是由于地基和填方不均勻，特別是老路基加寬段，土臺階處理不規(guī)范，分層填方厚度和密實度控制不嚴。

3）網狀裂縫多為早期路面裂縫滲透、沖刷、抽吸地表水，造成以裂縫為中心的沉降變形，同時產生新的裂縫，甚至破碎破壞。

4 低等級路面搭接技術分析

4.1 銑刨原則

1）銑刨過程中盡量不對路面下面層進行銑刨，同時要預留足夠的拼接寬度。

2）若對橋面進行鋪裝時，必須對橋面鋪裝層進行全面銑刨，以伸縮縫為起點，向外延伸一定距離。 當橋頭呈現(xiàn)沉降調坡現(xiàn)象時，調坡厚度應大于3 cm，同時不對基層進行銑刨；若調坡厚度大于9 cm 以上時，不可對路面下面層進行銑刨。

3）縱向預留臺階，控制下面層銑刨厚度[4]。

4.2 銑刨技術控制

銑刨是路面拼接施工中的一項關鍵技術， 銑刨效果關系至路面搭接質量。 銑刨過程邊線必須順直，路面與切縫垂直；銑刨時，根據(jù)尺寸要求形成臺階，若有特殊情況，應以鋪筑層次為原則，從而形成適當臺階；按臺階結構進行拼接時，采取分層打進行銑刨，不得混合裝入，同時采取分類保存。

5 搭接路面使用材料及路面性能檢驗

5.1 路面原材料

5.1.1 瀝青

本項目采用90#號瀝青，技術指標見表1。

表1 90#瀝青技術指標表

5.1.2 集料

本文所選集料見表2、表3。

表2 集料技術指標及檢測結果

表3 細集料技術指標及檢測結果

5.1.3 水泥

本項目采用P·C32.5 水泥，根據(jù)JTG/T F30—2014《公路水泥混凝土路面施工技術細則》的要求對其進行檢測。

5.2 路面使用性能檢驗

5.2.1 平整度檢測

路面平整度是反映農村公路瀝青路面行車舒適性重要指標之一，在本項目路面搭接竣工后，根據(jù)施工規(guī)范要求檢測路面 平 整 度， 隨 機 選 擇K1+000～K11+100、K3+000～K3+100、K5+000～K5+100、K7+000～K7+100 四個試驗路段， 四段路段中隨機選取一處檢測點， 使用3 m 直尺進行測量， 依據(jù)JTG F80/1—2017《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》瀝青路面四直尺測量值允許誤差為3 mm。 并根據(jù)公式（1）將試驗路段四直尺測量值轉換為國際平整度指數(shù)IRI 值，試驗路段IRI 指數(shù)檢測結果見表4，轉換公式為：

表4 試驗路段I RI 指數(shù)

式中，X為3 m 直尺測量值，mm。

由上述試驗結果得知，K1+000～K1+100 段國際平整度IRI 的平均值為0.27 m/km；K3+000～K3+100 段國際平整度IRI 的 平 均 值 為0.54 m/km；K5+000～K5+100 段 國 際 平 整 度IRI 的平均值為0.76 m/km；K7+000～K7+100 段國際平整度IRI 的平均值為0.42 m/km。 JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求國際平整度IRI 應當小于2 m/km，4 條試驗路段遠遠小于2 m/km，均滿足規(guī)范要求，說明搭接完成路段瀝青路面平整度，滿足施工質量要求且保證行車舒適性。

5.2.2 高溫穩(wěn)定性研究

本文通過車轍試驗，對搭接完成路段進行高溫性能檢測，車轍試件尺寸為長300 mm，寬300 mm，厚50 mm。 根據(jù)公式（2）計算不同試件動穩(wěn)定度，以動穩(wěn)定度評價瀝青混合料的高溫性能，試驗結果見表5。

表5 搭接路面瀝青混合料車轍試驗結果

式中，DS 為動穩(wěn)定度， 次/mm；d1為對應于時間t1的變形量，mm；d2為對應于時間t2的變形量，mm；C1、C2為系數(shù)，取1.0；N為試驗輪往返碾壓速度，42 次/min。

由表7 可知， 搭接路面瀝青混合料試件1 動穩(wěn)定度為3 543 次/min、試件2 動穩(wěn)定度為3 216 次/min、試件3 動穩(wěn)定度為3 451 次/min，其平均動穩(wěn)定度為3 391 次/min。 根據(jù)施工規(guī)范要求其動穩(wěn)定度大于2 400 次/min，3 個試件單個動穩(wěn)定度及平均值均大于2 400 次/min， 說明搭接路面滿足施工要求。

6 結語

隨著國家經濟的進步， 農村道路已不能滿足交通量的需求，對低等級道路進行擴建已成為農村道路未來的發(fā)展趨勢，在低等級公路擴建工程中，舊路面病害處理、路面搭接及瀝青路面鋪裝是技術密集型工作。 本文依托實際工程對原有路段的交通量、路面病害進行調查，并分析其形成原因，同時提出路面搭接技術中銑刨技術的原則及重難點。 同時對搭接路面施工的原材料、路面平整度、路面高溫性能進行檢測，為我國農村公路路面搭接工程提供建議性指導。