凍區(qū)高速公路新舊路面基層接縫處理施工技術(shù)

宋威

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，武漢 430048）

1 引言

在我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的大背景下，國內(nèi)公路交通量也在持續(xù)攀升。很多現(xiàn)有的高速公路已不能很好地滿足日常出行以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需求，在此背景下，很多高速公路都已逐漸進(jìn)入大修期工程中，因此，合理改擴(kuò)建高速公路成為新時(shí)期高速公路建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。在實(shí)際開展高速公路改擴(kuò)建工程中，尤其是針對高緯度低溫地區(qū)，應(yīng)根據(jù)施工區(qū)域具體情況采用科學(xué)合理的施工措施，做好拼縫質(zhì)量的控制工作，以更好地保障路面施工安全與施工質(zhì)量。

2 工程案例

京哈高速GQ02工區(qū)起訖樁號K1004+080～K1024+300，全長20.220 km，沿途經(jīng)過德惠市米沙子鎮(zhèn)和朱城子鎮(zhèn)。本工程中，共有16座跨線天橋，均需進(jìn)行改擴(kuò)建。其中，4座天橋采用移位重建方式，12座天橋采用舊橋利用方式。

此外，本工程主線橋梁4座，其中，拆除重建2座，加寬利用2座。主線既有通道8條，均加寬利用；主線既有涵洞9個(gè)，均加寬利用。天橋及分離式引線上新建涵洞1個(gè)。

3 新舊路面施工的常用結(jié)構(gòu)形式

3.1 新建路面的結(jié)構(gòu)形式

本工程路面結(jié)構(gòu)層包括砂礫墊層、水泥穩(wěn)定碎石（3層）、瀝青混凝土面層（ATB-25、AC-20、SMA-13），單幅采用加寬新建與舊路加鋪2種形式。加寬新建路面為：4 cm SMA-13+7 cm AC-20+12 cm ATB-25+19 cm水穩(wěn)上基層（7∶93）+19 cm水穩(wěn)下基層（7∶93）+18 cm水穩(wěn)底基層（5∶95）。值得注意的是，由于本工程有部分路段屬于潮濕路段，針對相關(guān)特征，需對這些潮濕路段增加厚度為20 cm的砂礫墊層。路面結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 路面結(jié)構(gòu)形式

3.2 舊路面的結(jié)構(gòu)形式

舊路加鋪形式包括：4+h（h為水穩(wěn)找平層）（4 cm SMA-13+7 cm AC-20找平層），4+7+h（4 cm SMA-13+7 cm AC-20+12 cm ATB-25找平層），加鋪基層（4 cm SMA-13+7 cm AC-20+12 cm ATB-25），對此采用的方式為“挖除新建”，而在搭接新舊路方面，則采用了舊路預(yù)留相應(yīng)臺階方式。

3.3 工程施工區(qū)域地質(zhì)條件分析

本項(xiàng)目位于我國東北地區(qū)，整個(gè)工程施工沿線區(qū)域軟弱土以及季節(jié)性凍土相對較多，巖性為軟塑～可塑的粉質(zhì)黏土，地下水位較淺，一般埋深2.3～2.7 m，平均含水量27.1%，平均塑限21.1。在該區(qū)域，凍脹等級大部分都達(dá)到Ⅲ級。軟弱土類型主要為淤泥質(zhì)土層、流～軟塑狀態(tài)粉質(zhì)黏土等，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、低承載力等特點(diǎn)。軟弱土引起的工后沉降往往較大，從而進(jìn)一步加大了構(gòu)筑物的變形量[1]。

4 路面施工的基本工藝

4.1 做好路面的測量以及放線工作

要完成該環(huán)節(jié)的工作，需要注意以下施工要點(diǎn)：

1）進(jìn)行施工準(zhǔn)備前，要以10 m與5 m的間距分別在直線段與平曲線段設(shè)置一樁，而鋼釬的位置則應(yīng)安放在超高30～50 cm攤鋪寬度的地方并做固定處理；同時(shí)，路邊還要設(shè)置好鋼絲，目的為協(xié)助攤鋪機(jī)傳感器更好地控制標(biāo)高與方向。

2）為了確保水穩(wěn)層施工的質(zhì)量，需使用鋼模板或木模板；且模板長度不少于2 km，施工段應(yīng)保證攤鋪機(jī)前300 m以上的模板支護(hù)長度，模板支護(hù)必須牢固，以碾壓過程中不出現(xiàn)位移和偏位為準(zhǔn)。適當(dāng)增加支護(hù)寬度，確保邊部壓實(shí)質(zhì)量[2]。

3）具備條件的施工段，先施工土路肩，后進(jìn)行水穩(wěn)施工。

4.2 優(yōu)化軟土地基處理

本工程有部分區(qū)域?yàn)檐浲恋鼗?，鑒于軟土地基的特性，若不采取相應(yīng)措施，該部分區(qū)域無法達(dá)到軟土地基所具備的承載力，易導(dǎo)致接縫處出現(xiàn)位移，從而影響道路的整體質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會造成交通安全事故的發(fā)生。當(dāng)前主要的軟土地基處理方法包括復(fù)合地基、表層加固以及預(yù)壓排水固結(jié)的方式，通過對軟土地基的處理，保證接縫處有足夠強(qiáng)的地基承載力。

4.3 做好混合料的拌和及運(yùn)輸

在本工程中，混合料的拌和以及運(yùn)輸要做到以下4點(diǎn)：

1）本工程的混凝土混合料的拌和采用2臺700型水穩(wěn)拌和站，每臺每小時(shí)產(chǎn)量400～500 t。

2）為了確保施工的順利進(jìn)行，必須確保拌和站各項(xiàng)原材料的供應(yīng)，以更好地滿足連續(xù)施工對于原材料的需求。

3）在日常施工中，混合料在正式開拌前要做好拌和站的各項(xiàng)檢測，以確保其各操作系統(tǒng)均為正常狀態(tài)。同時(shí)，要記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)，例如，所設(shè)定的工作參數(shù)是否與當(dāng)天生產(chǎn)的混合料類型和施工配合比相符等。

4）正式開拌前，要對場內(nèi)各檔集料含水率進(jìn)行進(jìn)一步復(fù)查，并以此為根據(jù)來明確當(dāng)天開拌所需的加水量。在此過程中，要密切關(guān)注天氣變化以及前場鋪筑效果，并以此來進(jìn)行加水量的調(diào)整。

4.4 混合料的攤鋪

本工程選擇了300 m作為試驗(yàn)段，通過試驗(yàn)段的情況總結(jié)各施工參數(shù)及設(shè)備組合，并在形成結(jié)論后指導(dǎo)后續(xù)大面積施工。在攤鋪混合料過程中，需注意以下內(nèi)容：

1）要保證攤鋪機(jī)的速度、厚度、松鋪系數(shù)、路拱坡度、平整度和振動(dòng)頻率的一致性；同時(shí)，接縫需保持平整。

2）攤鋪機(jī)要連續(xù)性工作，且攤鋪速度要配合好拌和機(jī)的生產(chǎn)能力，以避免出現(xiàn)攤鋪機(jī)停機(jī)待料而影響路面的平整度。

3）攤鋪前路基面層灑水濕潤，避免路基底部失水離析。

4）若采用2臺攤鋪機(jī)分層攤鋪時(shí)，上下層接縫要錯(cuò)開，避免2層接縫在同一斷面[3]。

5 新舊路面基層接縫的處理

5.1 縱向施工縫的施工工藝

本工程需對縱向施工縫進(jìn)行施工，對此，采用了1臺攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪施工。在具體施工過程中，考慮到加寬段的攤鋪要求較高，采取了以2臺攤鋪機(jī)形成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪的方式來處理縱向接縫。此外，本工程還使用了熱接縫方式。與此同時(shí)，為了讓后高程基準(zhǔn)面達(dá)到要求，需在前部已攤鋪混合料部分留下寬10～20 cm的路面。

5.2 橫向接縫的施工工藝

橫向施工縫全部采用平接縫。在具體施工過程中，要沿著縱向位置，讓攤鋪段端部3 m直尺處呈現(xiàn)出懸臂狀態(tài)，目的是通過攤鋪層與直尺脫離接觸的地方來確定好接縫位置。

5.3 橋面精銑刨施工

在該施工環(huán)節(jié)中，需注意的要點(diǎn)有：

1）銑刨時(shí)宜以平整度進(jìn)行控制。

2）嚴(yán)防設(shè)備漏油，及時(shí)清理殘?jiān)苊馕廴緲蛎妗?/p>

3）處理后漏出的表面裂縫，應(yīng)及時(shí)用環(huán)氧樹脂封閉。

4）銑刨后未馬上進(jìn)行后續(xù)施工的，應(yīng)用防雨布覆蓋，避免二次污染，防止雨水滲入，應(yīng)盡快安排后續(xù)施工。

5.4 接縫位置的碾壓

碾壓接縫位置時(shí)，一般會采用以下兩種施工措施：

1）碾壓接縫槽內(nèi)混合料時(shí)，一般會使用小鋼輪壓路機(jī)來進(jìn)行第1次碾壓與1遍靜壓；完成該步驟后，在小鋼輪壓路機(jī)退回路線上更換為振動(dòng)方式來進(jìn)行碾壓；復(fù)壓步驟采用膠輪壓路機(jī)及雙鋼輪壓路機(jī)兩種工具交替性碾壓；當(dāng)進(jìn)入最后1遍碾壓步驟時(shí)，采用雙鋼輪壓路機(jī)再碾壓1遍。

2）完成初步攤鋪的20 m之后，需要開始進(jìn)行初步碾壓工作，此時(shí)混合料的溫度應(yīng)該確保＞145℃。具體施工步驟為：（1）使用小鋼輪壓路機(jī)反復(fù)碾壓與接縫相距約30 cm的位置；（2）進(jìn)行1次強(qiáng)振碾壓；（3）進(jìn)行1次跨縫碾壓（速度必須嚴(yán)格控制在2 km/h，且需保證設(shè)備處于高頻低幅狀態(tài)）；（4）交替使用膠輪壓路機(jī)與雙鋼輪壓路機(jī)來實(shí)行第2次碾壓。

6 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

高速公路改擴(kuò)建工程中，道路的沖擊壓實(shí)不足，難以達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這就需要進(jìn)行夯實(shí)。應(yīng)通過使用高速液壓夯實(shí)機(jī)對結(jié)合部進(jìn)行強(qiáng)夯，預(yù)防這一部位經(jīng)常發(fā)生的縱向裂縫問題。在實(shí)際開展高速公路新舊路面接縫處理過程當(dāng)中，做好接縫位置處理施工質(zhì)量的檢驗(yàn)工作十分重要。目前，針對新舊路面接縫位置的處理主要采用騎縫取芯的方式來進(jìn)行，而檢查的主要項(xiàng)目包括：接縫處無側(cè)限抗壓強(qiáng)度以及接縫處整體密實(shí)度兩方面。針對接縫位置的質(zhì)量檢驗(yàn)工作必須要貫穿整個(gè)公路改擴(kuò)建工程的始末，在實(shí)際施工過程中，針對接縫處的質(zhì)量變化情況必須進(jìn)行密切觀察，從而更好地確保接縫位置在各種外部環(huán)境的影響，黏結(jié)質(zhì)量以及密實(shí)度都能達(dá)到相應(yīng)質(zhì)量要求。針對接縫處必須要進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗(yàn)，力求從源頭預(yù)防影響工程施工質(zhì)量的相關(guān)因素，針對工程施工當(dāng)中所使用的原材料必須要做好不同環(huán)境之下的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，確保原材料能夠達(dá)到相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。盡可能避免完全依靠抗裂材料的影響，應(yīng)以有效措施來做好工程施工質(zhì)量的整體管控，從而更好地提升新舊路面接縫處的整體施工質(zhì)量。

7 結(jié)語

目前，國內(nèi)高速公路的改擴(kuò)建項(xiàng)目呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。在改擴(kuò)建高速公路的施工工藝中，我國普遍采用的模式包括分帶內(nèi)側(cè)拼寬、路基外側(cè)加寬等。在多種模式選擇下，如何選擇合適的模式來保障新舊路面拼接質(zhì)量，已成為我國高速公路建設(shè)的重要課題。在此背景下，必須要對施工工藝不斷地創(chuàng)新及優(yōu)化，從而更好地推動(dòng)公路建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。