高速公路改擴(kuò)建工程多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝的施工技術(shù)應(yīng)用

段同軍 劉杰 葛均峰 康良

（1.山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250013；2.山東高速股份有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

在京臺(tái)高速濟(jì)泰段改擴(kuò)建工程中，對(duì)于中間帶偏移的超高段，需調(diào)整路面橫坡克服車輛轉(zhuǎn)彎過程中產(chǎn)生的離心力，在舊路上不宜調(diào)整橫坡，故只能將道路橫斷面繞中央分隔帶外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)，使中間帶兩側(cè)各自成為獨(dú)立的單向橫斷面。此時(shí)，中間帶較低側(cè)的排水壓力增大，如不能及時(shí)將路面積水排除，極易導(dǎo)致車輛高速通行時(shí)產(chǎn)生水滑現(xiàn)象，影響高速公路行車安全。同時(shí)，瀝青結(jié)構(gòu)層長期泡水還會(huì)導(dǎo)致骨料剝落，影響防滲效果，縮短使用壽命。因此，該工程在超高段中間帶較低側(cè)的路面排水結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置了多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水盲溝，可迅速排除滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)的自由水，從而減輕瀝青路面水損，延長其使用壽命[1]。

一、工程概況

隨著山東省近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，省內(nèi)道路的服務(wù)水平已難以滿足高峰時(shí)段的交通量需求，高速公路網(wǎng)需進(jìn)一步完善，故對(duì)包括京臺(tái)高速公路濟(jì)南至泰安段在內(nèi)的多段道路實(shí)施改擴(kuò)建工程。在濟(jì)泰段改擴(kuò)建工程施工中，對(duì)全線既有道路中間帶排水溝施行了改造升級(jí)，將超高路段原縱向排水槽全部拆除，中間帶較低側(cè)新建了多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝，提高了超高段中分帶匯水、排水能力。碎石盲溝設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 中間帶較低側(cè)新建多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝

二、多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料要求

（一）多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料性質(zhì)

對(duì)混合料的要求主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，作為排水盲溝，混合料必須具有足夠的透水能力，該工程要求滲透系數(shù)不小于2cm/s，與之相適應(yīng)的混合料孔隙率大于20%，方可滿足迅速排除路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)自由水的需求；第二，該盲溝作為路面排水設(shè)施，位于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，混合料還應(yīng)具有一定的承載能力，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于3MPa，滿足支撐上部結(jié)構(gòu)及承受荷載作用的需求。

（二）多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)

多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)[2]如表1所示。

表1 多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)要求

（三）多孔隙水泥穩(wěn)定碎石集料配比

目標(biāo)配合比采用碎石5mm～10mm及碎石10mm～20mm兩檔配料[3]，最終確定級(jí)配如表2所示。

表2 多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料目標(biāo)配合比

（四）多孔隙水泥穩(wěn)定碎石水泥用量和水灰比

為滿足多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度，該工程確定水泥劑量8%～10%，水灰比0.39～0.43[4]。

三、多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝施工工藝

（一）施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→施工放樣→開挖溝槽→基底清理→架設(shè)基座立?！柚艭15混凝土→澆筑C15混凝土基座→混凝土養(yǎng)生→拆除基座立模→架設(shè)盲溝立?！撞夸佋O(shè)防滲復(fù)合土工膜→安置φ8縱向打孔排水管→回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石→多孔隙水泥穩(wěn)定碎石夯實(shí)→多孔隙水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)生→拆除盲溝模板→外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復(fù)合土工膜→內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布→驗(yàn)收。

（二）施工操作要點(diǎn)

1.施工準(zhǔn)備

待水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成后再開展排水盲溝施工。按照施工安全要求在施工現(xiàn)場(chǎng)前設(shè)立相應(yīng)交通標(biāo)志、警示牌，對(duì)施工作業(yè)面展開圍擋，在保證施工人員、機(jī)械、車輛安全通行的同時(shí)，確保整個(gè)盲溝施工過程不受干擾。施工用的反濾土工布、防滲土工膜、PVC-U管等成品材料必須符合設(shè)計(jì)要求，并按照施工進(jìn)度提前運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)專門區(qū)域，便于施工取用[5]。

2.施工放樣

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)物設(shè)置等實(shí)際情況分段施工，分段放樣。根據(jù)路面中分帶排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)，在已拆除舊路中分帶排水溝渠處放出碎石盲溝下所設(shè)C15混凝土基座的中線及邊線，確保前后段線性順適、不偏位。放樣時(shí)還應(yīng)注意控制基座底面高程，這是保障水穩(wěn)碎石盲溝溝底排水縱坡的基礎(chǔ)。

3.開挖溝槽

在拆除舊有排水溝的基礎(chǔ)上開挖溝槽，開挖量較小、開挖質(zhì)量要求較高，應(yīng)采用小型挖掘機(jī)配合風(fēng)鎬。及時(shí)將開挖土方用自卸車外運(yùn)至指定地點(diǎn)棄土，嚴(yán)禁堆放在施工面內(nèi)。溝槽開挖時(shí)應(yīng)隨挖隨測(cè)，確保開挖斷面、槽底標(biāo)高、軸線位置等[6]。

4.基底清理

溝槽開挖好后，及時(shí)清除基底雜物，整平基底，必要段應(yīng)予以振實(shí)。

5.架設(shè)基座立模

根據(jù)C15混凝土基座設(shè)計(jì)尺寸選擇合適模板，架設(shè)前在模板內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑，并嚴(yán)格按照放樣邊線在模板前后兩側(cè)用木支架將其固定，防止模板在混凝土澆筑、振搗時(shí)發(fā)生位移變化，影響基座外形尺寸。

6.拌制C15混凝土

根據(jù)配比在拌和站集中拌制C15混凝土，按規(guī)定抽檢混凝土質(zhì)量，控制混凝土成品指標(biāo)合格，出場(chǎng)后由運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。

7.澆筑C15混凝土基座

根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸澆筑運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的C15混凝土，利用插入式振搗器振搗消除不密實(shí)，按標(biāo)高控制并刮平表面。

8.混凝土養(yǎng)生

澆筑完成后，立即灑水覆蓋養(yǎng)生，避免出現(xiàn)裂縫，養(yǎng)生至規(guī)定強(qiáng)度開展下一步工序。

9.拆除基座立模

拆模時(shí)應(yīng)先拆除固定用木支架，再由人工將立模小心拆除，避免損壞C15混凝土基座。

10.架設(shè)盲溝立模

根據(jù)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝設(shè)計(jì)尺寸選擇合適模板，架設(shè)前在模板內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑，并嚴(yán)格按照放樣邊線在模板前后兩側(cè)用木支架將其固定，防止模板在回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石、夯實(shí)時(shí)發(fā)生坍塌，影響盲溝外形尺寸。

11.底部鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜

鋪底部防滲復(fù)合土工膜前應(yīng)再次清除基底上散落的石子，防止損壞防滲土工膜。該工程采用人工滾鋪方式，控制防滲復(fù)合土工膜布面平整，所用縱向或橫向的搭接縫應(yīng)交替錯(cuò)開，保證搭接處長度不小于0.2m?？v向搭接的防滲復(fù)合土工膜應(yīng)合理布置，來水方向的土工膜應(yīng)搭接在流水方向的土工膜上部，不能搭接在下部，以免滲水流向路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部[5]。

12.安置φ8縱向打孔排水管

盲溝底部的防滲復(fù)合土工膜鋪設(shè)完成后，敷設(shè)開孔的φ80mm PVC-U管，將其安放在溝底中間。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及縱向排水長度隔一定距離設(shè)置橫向出水管，并提前在橫向出水管的位置開挖坑道，以放置橫向出水管，并用彎管將縱橫向管連接?？刂茩M向排水坡度使中分帶水流向路面邊緣排出，橫向排水管可采用承插式接口，近中分帶端為迎水端，應(yīng)為大口，近路側(cè)端為出水端，應(yīng)為小口。橫向排水管安設(shè)完成后，及時(shí)用路基土將橫向坑道掩埋，以便鋪設(shè)上層路面結(jié)構(gòu)。

13.回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石

縱向排水管安裝完畢后，在排水管兩側(cè)對(duì)稱分層回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石以固定排水管位置，并隨時(shí)檢測(cè)碎石標(biāo)高，注意避免擾動(dòng)排水管位置。

14.多孔隙水泥穩(wěn)定碎石夯實(shí)

多孔隙水穩(wěn)碎石回填后，先用人工夯實(shí)，再用小型夯實(shí)機(jī)夯實(shí)，以免夯實(shí)功過大損壞防滲土工膜或影響透水管順直度[5]。

15.多孔隙水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)生

夯實(shí)成型后覆蓋無紡布，灑水養(yǎng)生7d，養(yǎng)生期間應(yīng)設(shè)置圍擋，防止擾動(dòng)，直至達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度。

16.拆除盲溝立模

養(yǎng)生至規(guī)定強(qiáng)度后拆除模板。不過早拆模，以免損壞多孔隙水穩(wěn)碎石；不過晚拆模，以免影響模板的循環(huán)使用，降低施工效率。

17.外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復(fù)合土工膜

多孔隙水泥穩(wěn)定碎石外立面應(yīng)先涂刷熱瀝青以保證其防水防滲，而后立即包裹防滲復(fù)合土工膜，切實(shí)保證盲溝內(nèi)的水不會(huì)向外側(cè)滲出，影響路面結(jié)構(gòu)層的水穩(wěn)定性。

18.內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布

在回填的多孔隙水穩(wěn)定碎石內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布，防止細(xì)粒土淤堵碎石間隙，影響匯水、排水效果。該工程采用人工滾鋪反濾土工布，應(yīng)注意控制布面平整，并且所用縱向或橫向的搭接縫應(yīng)交替錯(cuò)開，搭接處長度不得小于0.2m。

19.驗(yàn)收

施工完畢后，將碎石盲溝施工過程中記錄的試驗(yàn)、測(cè)量等資料整理成冊(cè)，并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師簽收，合格后進(jìn)入下道工序施工。驗(yàn)收結(jié)束后，應(yīng)盡早鋪設(shè)上層路面結(jié)構(gòu)，避免碎石盲溝長時(shí)間外露受損。

（三）效果

山東省年均降水量為697mm，改建前該工程超高段中分帶較低，一但側(cè)路面降雨，會(huì)存留積水，易造成車輛輪胎打滑。同時(shí)，高速公路內(nèi)側(cè)車道為快車道，較快的車速也會(huì)加劇威脅行車安全。改擴(kuò)建后，多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝對(duì)高速公路中分帶地表徑流具有良好的控制效果，一般降水過程中路面不再留存積水，降水結(jié)束后路面快速干燥，有效保障了行車安全。同時(shí)，消除了路面積水現(xiàn)象能夠有效削減地表徑流中相關(guān)污染物的濃度，保障了路面工作環(huán)境，增加了瀝青路面的耐久性。

四、結(jié)語

本文以京臺(tái)高速改擴(kuò)建濟(jì)泰段為例，討論中間帶較低側(cè)排水壓力大的問題，采取拆除全部原縱向排水槽，重新澆筑C15混凝土基座，鋪筑多孔隙水泥穩(wěn)定碎石的改造方案，分析了方案的設(shè)計(jì)要求、施工工藝流程、施工操作要點(diǎn)及具體應(yīng)用情況。質(zhì)量驗(yàn)收發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)施工技術(shù)對(duì)于提高中分帶路面排水設(shè)施的匯水、排水能力，增強(qiáng)瀝青路面結(jié)構(gòu)耐久性，保證高速公路行車安全有良好的效果，可為同類改擴(kuò)建工程施工提供經(jīng)驗(yàn)。