淺談高速公路特殊路段超高移動(dòng)路脊法施工與應(yīng)用

■陳 鵬

(福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司，福州 350003)

1 工程概述

本項(xiàng)目為四車道高速公路，路基寬度為24.5m：中間帶寬度3.0m，行車道2×7.5m，外側(cè)路緣帶及硬路肩寬度2×2.5m，土路肩寬度2×0.75m。采用18cm厚瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)，上面層采用4cmAC－16C，中面層采用6cm AC－20C，下面層采用8cmAC－25C，計(jì)算行車速度為80km/h。

對(duì)于整體式路基，超高繞中央分隔帶外邊緣旋轉(zhuǎn)，超高旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于行車道中心線的位置保持不變，但土路肩保持正常的坡率向外傾斜。超高過(guò)渡在緩和曲線內(nèi)完成。

2 移動(dòng)路脊法

2.1 移動(dòng)路脊法設(shè)置

(1)移動(dòng)路脊處于緩和曲線超高段，從緩和曲線過(guò)渡段即超高段起點(diǎn)中央分隔帶處至達(dá)到全超高段路肩處形成一條對(duì)角連接線，稱為該段路脊線。由于在該斜線中路脊位置隨著樁號(hào)變化而變化，故稱為移動(dòng)路脊。為消除緩和曲線超高段中合成坡度過(guò)小，甚至為“0”處排水不暢問(wèn)題，在設(shè)計(jì)施工中按移動(dòng)路脊原理設(shè)置中間高兩側(cè)低的橫坡，便于排水，減少道路水害，較大提高道路耐久性。

(2)移動(dòng)路脊法施工通常設(shè)置在高速公路特殊超高路段橫坡較小或橫坡坡度為0處，根據(jù)線型走向及道路寬度采用超高段外側(cè)半幅路施工。移動(dòng)路脊法可根據(jù)設(shè)計(jì)要求及實(shí)際施工條件在道路上面層或中面層實(shí)施。

2.2 超高類型

超高的設(shè)置方式根據(jù)地形情況、車道數(shù)、中間帶寬度、超高橫坡度大小，從有利于路面排水、路面同地面或構(gòu)造物的協(xié)調(diào)以及路容美觀等方面進(jìn)行選擇。按其選用轉(zhuǎn)軸在公路橫斷面組成中的方式可分為3種類型：

(1)繞中央分隔帶中線旋轉(zhuǎn)：先將外側(cè)行車道繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)行車道構(gòu)成單項(xiàng)橫坡后，整個(gè)斷面一同繞中心線旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到超高橫坡度值。此時(shí)中央分隔帶呈傾斜狀。

(2)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)：將兩側(cè)行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，使之各自成為獨(dú)立的單項(xiàng)超高斷面。此時(shí)中央分隔帶保持原來(lái)的水平狀態(tài)。

(3)繞各自行車行車道中線旋轉(zhuǎn)：將兩側(cè)行車道分別繞各自的中線旋轉(zhuǎn)，使之成為各自獨(dú)立的單項(xiàng)超高斷面，此時(shí)中央分隔帶兩邊緣分部升高與降低而成為傾斜斷面。

2.3 移動(dòng)路脊法關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算

(1)移動(dòng)路脊法設(shè)計(jì)施工原理就是為了確保超高段兩側(cè)排水通暢問(wèn)題，同樣在超高段需要計(jì)算確定各關(guān)鍵參數(shù)。以主線段緩和曲線超高段K27+800.662～K28+020.662為例，本超高段設(shè)計(jì)采用移動(dòng)路脊法施工，在中面層實(shí)施。本超高段采用左側(cè)超高形式，超高方式采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)。將左側(cè)車道繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，硬路肩與行車道同超高，土路肩不超高。本段路基標(biāo)準(zhǔn)橫坡值2%，超高值3%，超高過(guò)渡段緩和曲線Ls=220m，超過(guò)過(guò)渡段Lc=170m。設(shè)計(jì)上采用在緩和曲線段超高，超高起終樁號(hào)為 K27+850.662，K27+986.662。

(2)移動(dòng)路基法施工中先計(jì)算Bx(硬路肩外緣至超高旋轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度)確定路脊走向方位，Hz(超高旋轉(zhuǎn)軸與設(shè)計(jì)標(biāo)高差值)比較移動(dòng)路脊處標(biāo)高與正常超高變化值，Hb(路面外邊緣處標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高差值)確定路肩邊緣標(biāo)高數(shù)值，確保路基邊緣標(biāo)高平順增加，Hp(路基外邊緣處標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高差值)確定路基邊緣超高值。各參數(shù)計(jì)算公式如下：Bx=B×Lx/(Lc×100-3400)，Hz=0.02×Bx，Hb=Hz-0.02×(1050-Bx)，Hp=Hb-0.04×73-2=Hb-4.92。

3 移動(dòng)路脊法在施工中的偏差控制

本段瀝青路面緩和曲線過(guò)渡段超高采用繞超高旋轉(zhuǎn)軸漸變，路面橫坡在漸變過(guò)程中普通段雙向坡即中間高兩邊底變?yōu)榉聪驒M坡，道路左側(cè)橫坡在超高段漸變過(guò)程中逐漸從原本2%橫坡漸變?yōu)?橫坡，為解決該緩和段在合成坡度較小，排水性能差等問(wèn)題，設(shè)計(jì)采用移動(dòng)路脊法施工。

3.1 超高段橫坡坡率計(jì)算

(1)超高段橫坡是移動(dòng)路脊施工中控制重點(diǎn)和難點(diǎn)，雖然特殊路段超高設(shè)計(jì)圖給出移動(dòng)路脊施工的各參數(shù)表，但其本質(zhì)還是超高橫坡坡度的計(jì)算，為了在施工前認(rèn)真復(fù)核設(shè)計(jì)參數(shù)及在施工中板塊劃分前嚴(yán)格控制下面層各樁號(hào)橫斷面橫坡坡度和標(biāo)高，需要施工人員熟悉并掌握超高段橫坡坡度的計(jì)算方法。

(2)對(duì)于該段落上設(shè)有中間帶的公路，在超高過(guò)程中，內(nèi)外側(cè)同時(shí)從超高緩和段起點(diǎn)開(kāi)始繞各自旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，外側(cè)逐漸抬高，內(nèi)測(cè)逐漸降低，直到HY(或YH)點(diǎn)達(dá)到全超高。本段路基超高從K27+850.662樁號(hào)開(kāi)始超高，根據(jù)設(shè)計(jì)文件《主線路基橫斷面》提供斷面間距為20m。依據(jù)實(shí)際施工特點(diǎn)及后期路面攤鋪標(biāo)高控制需要，施工中需要對(duì)橫斷面進(jìn)行加密，根據(jù)繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式：Ix=(Ig+Ih)X/Lc—Ig。式中，Ix為距超高過(guò)渡段起點(diǎn)距離處行車道橫坡直；Ig為路拱橫坡值；Ih為全斷面超高橫坡值。

(3)本文在該超高段落中利用上述公式隨機(jī)計(jì)算橫斷面 K27+860、K27+900、K27+960 左側(cè)橫坡值 Ix1、Ix2、Ix3分別為1.73%外傾、0.55%外傾、1.22%內(nèi)傾。計(jì)算值與設(shè)計(jì)橫斷面給出的橫坡度一致。在實(shí)際施工中，我們可以依據(jù)以上計(jì)算理論知識(shí)，算出我們?cè)谇€路基超高段中所需要控制的任意斷面橫坡，以便圖紙標(biāo)高復(fù)核與施工標(biāo)高控制。

3.2 施工工藝

(1)施工前嚴(yán)格控制下面層標(biāo)高、平整度、橫坡等各檢測(cè)指標(biāo)，確保各指標(biāo)均按設(shè)計(jì)要求施工到位。準(zhǔn)備好瀝青攤鋪機(jī)(2臺(tái))、洗刨機(jī)、壓力機(jī)等相關(guān)施工機(jī)械及白灰和工人等工料機(jī)配備。嚴(yán)格按移動(dòng)路脊設(shè)計(jì)圖放樣(見(jiàn)圖1)，按要求放樣出對(duì)應(yīng)樁號(hào)的設(shè)計(jì)標(biāo)高線、路肩外緣線及路脊線。按設(shè)計(jì)圖分塊處及路脊梁線處撒下白灰標(biāo)記，采用走線法控制標(biāo)高，路脊線處標(biāo)高采用導(dǎo)梁控制攤鋪厚度。

圖1 K27+850.6～K27+986.6特殊超高設(shè)計(jì)圖

(2)依據(jù)該段設(shè)計(jì)圖施工范圍，在移動(dòng)路脊施工段落起始點(diǎn)取對(duì)角線，按設(shè)計(jì)分塊施工，本超高段設(shè)計(jì)共分為6塊板施工。施工第1、2、3塊板時(shí)，在路面外緣采用走線法控制標(biāo)高，第4、5、6塊板施工時(shí)則采用在設(shè)計(jì)標(biāo)高處掛鋼絲線控制標(biāo)高。每一板塊按劃分的寬度進(jìn)行攤鋪，攤鋪過(guò)程中注意瀝青溫度，攤鋪機(jī)速度，攤鋪寬度及橫坡度的控制，攤鋪至對(duì)角線后，迅速將對(duì)角線外多余瀝青料清理干凈并確保對(duì)角線順直度。

(3)移動(dòng)路脊段落內(nèi)瀝青攤鋪完成后，應(yīng)立即開(kāi)始碾壓，碾壓以設(shè)計(jì)路脊線為控制界，遵循從兩側(cè)向中間，先輕后重原則，碾壓中配備專人指揮，注重路脊線上的碾壓。碾壓中嚴(yán)格控制碾壓溫度，初壓采用鋼輪壓路機(jī)先靜后振碾壓，復(fù)壓采用鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2～3遍，終壓采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行全斷面靜壓3遍，碾壓過(guò)程中尤其注重路脊線平順度控制。攤鋪碾壓完成后，應(yīng)控制瀝青溫度，盡快進(jìn)行縱橫縫切割，需嚴(yán)格控制切割縫的垂直度。

3.3 施工偏差控制

(1)施工前應(yīng)注意天氣觀測(cè)，最好選在中午時(shí)段溫度較高時(shí)施工。加強(qiáng)瀝青等原材料質(zhì)量檢測(cè)，嚴(yán)格控制瀝青拌合、攤鋪、碾壓溫度，注重瀝青混合料運(yùn)輸過(guò)程中保溫、防火等措施。

(2)施工前加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目部技術(shù)人員及施工班組人員技術(shù)交底，讓現(xiàn)場(chǎng)施工人員了解并領(lǐng)會(huì)施工組織各項(xiàng)內(nèi)容。做好相應(yīng)的機(jī)械配備，確保攤鋪過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，施工中應(yīng)避免采用冷接縫，各接縫應(yīng)做好防水措施。

(3)本超高段采用中面層施工，對(duì)工期和成本均有影響，需對(duì)工期及各影響因素充分考慮后再組織施工。施工中應(yīng)加強(qiáng)橫坡及平整度控制，在攤鋪和碾壓的過(guò)程中，應(yīng)設(shè)專人對(duì)標(biāo)高、橫坡度、接縫等方面進(jìn)行專項(xiàng)控制，對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)調(diào)整施工工藝。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)移動(dòng)路脊法已被逐漸應(yīng)用于高速公路特殊路段超高的設(shè)計(jì)與施工，該設(shè)計(jì)施工理念有效解決了緩和曲線超高路段“0”橫坡導(dǎo)致路面積水的現(xiàn)象，對(duì)困擾特殊路段因排水不暢而造成的各種病害提供了科學(xué)可行的解決方案。本超高段落采用半幅移動(dòng)路脊法施工，實(shí)際應(yīng)用中由于路面橫坡由單項(xiàng)坡變?yōu)殡p向坡，會(huì)在移動(dòng)路脊處造成瀝青面層厚度的增加，施工中應(yīng)加強(qiáng)材料使用的控制。

本文通過(guò)對(duì)高速公路特殊超高路段移動(dòng)路脊法施工介紹，給后期同類型施工提供實(shí)踐參考。