市政工程新舊道路路面拼接技術(shù)的應(yīng)用觀察

趙 熙

（北京市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目管理中心，北京 100161）

0 引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面也愈發(fā)重視，道路是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，無論是對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還是人們的日常生活都有著重要的影響。 在市政工程道路建設(shè)中，水泥混凝土路面、瀝青路面應(yīng)用最為廣泛，具有剛度大、承載能力強(qiáng)、高溫穩(wěn)定性好、維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長等諸多優(yōu)勢在我國的市政公路建設(shè)中扮演了重要的角色。 但是在基于長期的行車壓力下，隨著道路使用年限的增加，會出各種路面病害，常見的有道路塌陷、路面損壞以及出現(xiàn)裂縫等問題，近些年，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，原本的市政道路已難以滿足當(dāng)下的社會需求，因此，需要在原有的老路路面上，實(shí)施拼接、擴(kuò)展，這就需要施工人員嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)要求執(zhí)行路面拼接技術(shù)，因此，通過加強(qiáng)道路新舊里面拼接技術(shù)的應(yīng)用分析，對保證路面拼接質(zhì)量，推進(jìn)市政工程道路建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 舊路面常見病害

對于一些舊路面，其道路主要病害類型有路面裂縫、表面坑槽、坑洞、路面沉降等。

1.1 路面裂縫

裂縫是路面的主要破壞類型之一。 對于裂縫的形式可分為橫向、縱向、斜向、交叉裂縫、破碎板等，產(chǎn)生裂縫的主要原因有：一是由于水泥混凝土材料的本身配比不合理引起的； 二是由于基層壓實(shí)度不夠，路基平整度較差以及在超載或偏載作用下導(dǎo)致的開裂；三是由于凍融循環(huán)引起的混凝土路面裂縫。 此外，氣候也是引起路面裂縫的一個(gè)重要因素，由于一些地區(qū)晝夜溫差較大，大幅度的溫度變化導(dǎo)致了混凝土道路路面表面溫度變化急劇，由于內(nèi)外溫差變化過快而產(chǎn)生溫度拉應(yīng)力，產(chǎn)生了裂縫，特別是對于高原地區(qū)，氣候寒冷，四季大風(fēng)，空氣干燥，特別容易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生干縮裂縫。

1.2 表面坑槽、坑洞、沉降

當(dāng)砂石材料含泥土或雜質(zhì)的量過大時(shí)，就會造成水泥混泥土路面局部強(qiáng)度缺失，在車輛沖擊荷載下很容易引起局部的混凝土解體，或者在凍融或膨脹的情況下， 粗集料從混凝土中脫落出而形成坑槽或坑洞。沉陷也是道路病害中的一個(gè)重要問題，主要表現(xiàn)在路面的局部路段范圍內(nèi)有下沉的現(xiàn)象，引起道路沉陷的主要原因是由于路基填土或地基的固結(jié)沉降或不均勻沉降所引起的。

1.3 接縫受損

對于水泥混凝土路面整體而言， 接縫處毫無疑問是最為薄弱的環(huán)節(jié)，該處易于形成填縫料缺失、接縫破裂，水會從接縫處侵入從而形成脫空、錯(cuò)臺等病害。一般來講，接縫類病害往往都是發(fā)生在局部的，但局部的破壞會逐步引起板塊出現(xiàn)斷裂，大面積的板塊斷裂，大大降低了水泥混凝土路面的使用壽命。 接縫破碎也是一個(gè)重要問題，產(chǎn)生接縫破碎的原因是由于在施工過程中拉桿或傳力桿設(shè)置不當(dāng)引起的，使得不可壓縮材料進(jìn)入縫隙內(nèi)，或者是縮縫切縫時(shí)間不當(dāng)，加之重載的反復(fù)作用。 此外，還有一個(gè)重要原因是選用的填縫料不合格，導(dǎo)致在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)脆裂、老化、擠出以及板塊脫離現(xiàn)象。 當(dāng)填縫料更換不及時(shí)，老化的填縫料在車輛動載作用下發(fā)生擠出以及傳力桿設(shè)置不科學(xué)，當(dāng)板塊在縱、橫坡度上，在荷載作用下，板塊與基層之間的摩阻力較小，在板塊較大下滑力的作用下造成了接縫張開。

2 市政工程新舊路面拼接可能產(chǎn)生的問題

一般路面為多層結(jié)構(gòu)，盡管針對不同的區(qū)域會采用不同的設(shè)計(jì)形式，但總體而言，其路面結(jié)構(gòu)從下到上一般可以分為土基、墊層、基層以及面層。 每層結(jié)構(gòu)均有著不同的功能，其中，路面的面層結(jié)構(gòu)主要是承載車輛和行人產(chǎn)生的荷載以及外在環(huán)境的溫度變化等，并將這些荷載從上層逐漸擴(kuò)散到地基中，保證車輛行駛過程中的安全性和舒適性；基層，應(yīng)具有足夠的空沖刷能力、剛度以及耐久性；土基，要足夠密實(shí)并均質(zhì)穩(wěn)定， 能夠給上層的路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支撐。通常，對于新舊道路路面的拼接中，會產(chǎn)生一些問題，具體如下。

2.1 形成拼接縫，降低路面強(qiáng)度

道路在長期使用過程中，由于受自然環(huán)境以及車輛載荷影響，會引起道路破壞，需要定期修繕，并且隨著城市交通壓力的增大，也需要對舊路面進(jìn)行拓寬處理。 因此，市政單位需要對路面進(jìn)行修繕，常見的是對路面進(jìn)行拼接，這自然會在新、舊路面間形成接縫，拼接縫是路面的薄弱處，一旦施工技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，將會影響到整個(gè)路面的強(qiáng)度，降低路面的使用壽命。 此外，水還會通過接縫滲入路面基層，當(dāng)路表水通過縫隙處滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，若得不到及時(shí)排除，在較大的行車壓力下，路面基層極易引起唧泥，板底脫空，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)破壞，對道路的質(zhì)量造成影響。

2.2 出現(xiàn)新舊路基差異沉降

在市政道路改建工程中，新舊路基之間的差異沉降是最常見的病害，導(dǎo)致新填料路基失穩(wěn)與原有路基之間發(fā)生滑移，進(jìn)而在新舊路基之間產(chǎn)生錯(cuò)臺，使得路面出現(xiàn)沉浮狀況， 影響了路面質(zhì)量和行車安全性。在新舊路面的拼接過程中，導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉積的主要原因在于：（1）路床土基條件不佳，原有舊土基于新土基的載荷力存在差異，引發(fā)路面沉降；（2）由于市政工程通常施工周期較短， 導(dǎo)致新路面沒有完全固結(jié)下沉，導(dǎo)致施工后出現(xiàn)一定幅度的沉降；（3）新舊路面面層銜接不當(dāng)，導(dǎo)致拼接后出現(xiàn)不同幅度的沉降等。

2.3 道路混合料離析

在路面拼接施工過程中，集料質(zhì)量是影響路面拼接質(zhì)量的關(guān)鍵， 其中，不僅要考慮強(qiáng)度、彈性模量和粒徑級配，還要考慮形貌、表面特征、表觀密度、吸水率與含水率等指標(biāo)，如果選用不當(dāng)，會嚴(yán)重影響路面的強(qiáng)度，甚至還會使得空隙率過大，用水量增大，出現(xiàn)集料離析的現(xiàn)象。 通常情況下，導(dǎo)致集料離析情況較復(fù)雜，首先是原材料選用不當(dāng)、性能指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，對供應(yīng)商缺乏考核；其次是操作工藝不當(dāng)，由于施工過程中不嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，采用不合格的材料且配合比不合格等，使得混集料質(zhì)量遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。 集料是工程建設(shè)的“重要基石”，對其質(zhì)量的把控極其重要，因此，應(yīng)該加強(qiáng)原材料管控，重視原材料質(zhì)量檢驗(yàn)，控制集料配比，嚴(yán)格控制細(xì)長和扁平的顆粒含量不能太高，保證配比合理性，嚴(yán)格控制工藝，降低集料離析現(xiàn)象的發(fā)生，保證路面質(zhì)量。

3 市政新舊道路路面拼接技術(shù)要點(diǎn)分析

新舊道路路面的拼接是對新舊路面的各個(gè)結(jié)構(gòu)層沿著道路縱向進(jìn)行合理拼接，進(jìn)而形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。但通常而言，新路面與舊路面間會存在高度差異，導(dǎo)致新舊路面的各結(jié)構(gòu)層之間易產(chǎn)生錯(cuò)位。 通常在道路拼接過程中技術(shù)要點(diǎn)主要有三方面：一是由于新舊路基的不均勻沉降，導(dǎo)致在拼接路面間存在附加應(yīng)力，舊路的固結(jié)沉降已完成，而新路面的固結(jié)沉降沒有開始，因此，易形成附加應(yīng)力；二是舊路面使用年限過長，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有著不同程度的降低， 導(dǎo)致新舊路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上存在一定差異性； 三是在新舊路面的拼接中會形成附加應(yīng)力，導(dǎo)致整體強(qiáng)度有所降低，需要通過科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行改善。 因此，在施工建設(shè)中，要選擇合適的拼接材料， 如可選用聚酯玻纖布作為拼接處的鋪設(shè)連接材料，一方面可有效防治反射裂縫，另一方面還具有優(yōu)異的防水和對面層的加強(qiáng)功能。

4 新舊道路路面拼接技術(shù)應(yīng)用

4.1 新舊道路路面結(jié)合處的臺階開挖

開挖臺階是增大新舊路基接觸面積的有效方式之一，可顯著提升新舊路基結(jié)合部位的抗剪強(qiáng)度和摩阻力，有利于新舊路基的緊密結(jié)合，提升路面的整體性，進(jìn)而提升路面的使用性和耐久性。 通常在臺階開挖時(shí)，要選擇合理的開挖方式，這就要求充分結(jié)合道路的地理環(huán)境和路基高度，有針對性地選擇合適的開挖方式和合適的尺寸，一般臺階的高度在50～100 cm，臺階寬度在80～200 cm。

土工合成材料是一種人工合成的聚合物，是用于道路巖土工程中的材料統(tǒng)稱，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)耐腐蝕等特性，并且與土體結(jié)合良好，在市政道路改建工作中，利用土工合成材料處理新舊路基集合，能夠加強(qiáng)路基結(jié)合的緊密程度，提升路面整體性能，減小新舊路面的不均勻沉降，有效降低新舊路面結(jié)合處裂紋的產(chǎn)生。 例如，應(yīng)用較多的是土工格柵，通常作為筋材使用，通過在開挖臺階后，將土工格柵一半鋪在舊路基上，一半鋪在新路基上，其作用機(jī)理主要是格柵與土之間的相互作用， 通過在開挖臺階處鋪設(shè)土工格柵，將新舊路基緊密嵌鎖在一起， 既減小土體側(cè)向變形，又增大了新舊路基的摩擦作用，在行車載荷下，減小結(jié)合處的垂直應(yīng)力，增大地基承載力，此外，利用土工格柵的彈性，還大大消除了長期車載作用下的累積變形，可實(shí)現(xiàn)從根本上解決新舊路基之間的不均勻沉積問題。

4.2 新舊路基接縫處理技術(shù)

接縫是新舊路面處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于舊路面的裂縫和接縫需要全部清縫、灌縫處理。 清縫過程是將原有的填縫材料、雜質(zhì)、灰塵等清除干凈，填縫過程是把聚氨酯材料填灌到縫隙中， 并利用鐵鉤進(jìn)行鉤動，利于縫壁的緊密粘接和縫隙填灌的飽滿性。 對于裂縫處可選擇膠粘劑，如環(huán)氧樹脂、膠乳等對裂縫進(jìn)行灌注，對于寬度在0.5～2 mm 的裂縫，可直接采用擴(kuò)縫灌漿法對裂縫進(jìn)行處理，并且還可通過放置傳力桿等恢復(fù)接縫、裂縫的傳荷能力。 在實(shí)際施工過程中，施工人員要嚴(yán)格把控施工工藝，處理好新舊路面的接縫處的處理。 冷接縫熱處理施工十分重要，特別是對于瀝青混合料，該技術(shù)是通過對舊路面，沿著縱向拼接側(cè)面，將瀝青混合料加熱處理，使得其與新瀝青混合料的溫度基本一致，顯著提升了新舊路面接縫處的粘接情況。

4.3 加強(qiáng)施工監(jiān)測和管理

當(dāng)下，對于處理新舊路基的搭接過程中尚未形成一套完整的處理方案，特別是對于處理軟土地基方面還是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，在施工過程中，一些技術(shù)的選擇多憑借主觀經(jīng)驗(yàn)為主， 實(shí)現(xiàn)沒有經(jīng)過理論計(jì)算、模擬，因此，對于施工過程中的檢測、監(jiān)測和管理工作十分重要。 在施工過程中，前期要注重道路測量工作的準(zhǔn)確性，對新道路建設(shè)進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，在檢測階段，還要詳細(xì)準(zhǔn)確記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如強(qiáng)度、厚度等各項(xiàng)指標(biāo)的檢測，特別要加強(qiáng)對新舊路面加固部分的檢測，保證各項(xiàng)施工操作工藝的正確性和穩(wěn)定性，嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行，保證施工效率和路面的質(zhì)量穩(wěn)定性，在施工現(xiàn)場，充分結(jié)合施工情況，合理分析，以期達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)語

綜上，在市政工程道路建設(shè)中，新舊道路路面的拼接是施工技術(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)， 是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，一旦新舊路面拼接不當(dāng)，將會降低路面整體的使用性能，發(fā)生多種道路病害。 在實(shí)際施工工程中，首先要對舊路面病害進(jìn)行處理，并對路面做好充分的測量、試驗(yàn)等準(zhǔn)備工作，對拼接過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)估，科學(xué)制訂方案，再展開新舊路面的拼接工作，針對路基、路面、接縫要采取科學(xué)措施，有針對性地處理， 保證新舊路面整體的穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)良好拼接，形成一個(gè)完整的整體。 與此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對新舊路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的系統(tǒng)分析，充分結(jié)合老路面的疲勞特性、路面材料特征以及路面破壞形態(tài)及破壞機(jī)理方面進(jìn)行深入研究， 并科學(xué)合理地將土工合成材料運(yùn)用于新舊路面拼接施工中，充分發(fā)揮道路的交通運(yùn)輸功能，全力推動市政道路建設(shè)的健康發(fā)展。