高速公路新舊路面拼接施工技術(shù)

劉濤

（張家口路橋建設(shè)集團有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

在高速公路改擴建過程中都會遇到新舊路面拼接問題，由于材料、結(jié)構(gòu)和工藝等方面的影響，使新舊路面拼接有很大難度，而新舊路面拼接效果直接影響改擴建后路面行車舒適度?；诖?，為保證改擴建工程新舊路面良好拼接，需根據(jù)工程實際情況，在明確改擴建特點和拼接要求的基礎(chǔ)上，做好新舊路面拼接設(shè)計，然后嚴格按照設(shè)計要求開展拼接施工，確定不同施工環(huán)節(jié)的方法和要點。

1 工程概況

某高速公路路段修建過程中充分利用既有路段，設(shè)計要求將整體式路基由原來的四車道擴建為八車道。新舊兩條高速公路在結(jié)構(gòu)上存在顯著差異，且結(jié)構(gòu)形式都十分復(fù)雜，因此有必要根據(jù)高速公路特點和擴建要求，對新舊路面拼接進行分析。

2 路面拼接設(shè)計

在路面拼接設(shè)計中，借助三維有限元對新舊路面之間的接縫以及舊路臺階尺寸可能對拼接路面結(jié)構(gòu)受力造成的影響進行分析[1]。三維建模時在新舊路面不同位置選取模量實施分析，新舊路面基本參數(shù)包括：土基厚度為1 000cm，模量為100MPa，泊松比0.4；底基層厚度為20cm，模量為500MPa，泊松比0.15；上、下基層：新路面厚度為32cm，模量為4 000MPa，泊松比0.15；舊路面厚度為32cm，模量為6 000MPa，泊松比0.15；中、下面層新路面厚度為15cm，模量為1 500MPa，泊松比0.35；舊路面厚度為15cm，模量為3 000MPa，泊松比0.25；表面層厚度為5cm，模量為1 500MPa，泊松比為0.35。

荷載與拼縫之間的相對位置，決定了能否通過分析得出拼縫位置可能對拼接路面結(jié)構(gòu)受力造成的影響，從而確定最佳接縫位置，使路面受力達到最佳。基于此，將相鄰兩個荷位之間的距離確定為0.1m。在整個拼接路面結(jié)構(gòu)中，拼縫的極限強度相對較低，并且如果有較大的荷載直接作用在拼縫的周圍，則路面結(jié)構(gòu)的受力將產(chǎn)生很大變化，因此本次主要分析明確荷載作用在不同結(jié)構(gòu)層次拼縫周圍時路面結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)。經(jīng)研究可知，拼縫表面剪應(yīng)力受荷載位置直接影響，拼縫部位新舊路面結(jié)構(gòu)之間剪切強度較低。基于此，可將拼縫表面剪應(yīng)力作為主要分析指標[2]。

根據(jù)各項分析結(jié)果可確定面層和基層結(jié)構(gòu)拼縫位置時需遵循的基本原則，主要包括以下方面：

（1）面層上的拼縫位置應(yīng)盡可能遠離輪跡，與輪跡之間保持至少0.4m的間距，并盡量設(shè)置在標線處或車道中央[3]。

（2）基層上的拼縫位置需根據(jù)舊路面結(jié)構(gòu)進行設(shè)置。需要注意的是，上基層表面臺階尺寸需控制在0.4～0.7cm范圍內(nèi)，以此為之后聚酯玻纖布的鋪設(shè)施工提供足夠的寬度。

（3）下基層表面臺階尺寸不宜超過0.4m，即處在上基層表面鋪設(shè)聚酯玻纖布作用范圍以內(nèi)，從而使上基層的聚酯玻纖布也為下基層起到良好的抗裂作用。

（4）底基層表面臺階尺寸應(yīng)在0.65m以上，其原因包含兩個方面：一是為切割機提供良好的工作平臺；二是為玻纖格柵的設(shè)置提供足夠的寬度[4]。

（5）考慮當(dāng)前路基還未能開挖出臺階，因此，為使路基拼接質(zhì)量達到要求，需通過對舊路的銑刨來形成新的臺階，臺階的尺寸初步按照0.8m控制。為使舊路臺階始終保持穩(wěn)定，對原厚為15cm的面層，其臺階尺寸按6cm+9cm控制，而基層與底基層上的臺階尺寸保持不變。

3 路面拼接施工準備

高速公路改擴建工程新舊路面拼接施工開始前應(yīng)做好如下各項施工準備工作：

（1）開工前組織所有參與方全面檢查路基狀況，形成中間交驗報告，需檢查的內(nèi)容包括：路基中線偏位、路基寬度、路基橫坡度、路基平整度和路基強度（即沉降、壓實度與彎沉）[5]。

（2）根據(jù)護欄拆除基本要求將原護欄拆除；對舊路土路肩與路肩邊坡處存在的覆蓋土進行清理，一并清除盲溝內(nèi)存在的垃圾雜物，使舊路露出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)層；利用壓縮空氣將路面上的浮土與土粒吹凈；以上清理過程產(chǎn)生的雜物理論上應(yīng)予廢棄，在條件允許時可將其作為路床下部填料。

（3）為充分利用舊路，需要嚴格控制縱斷面標高，如在舊路表面增鋪4cm進行標高控制。開工前對舊路內(nèi)側(cè)路緣帶以內(nèi)10cm處路面標高進行復(fù)測，按10m的間隔距離布點，然后以復(fù)測結(jié)果為依據(jù)適當(dāng)調(diào)整設(shè)計，得出最終的設(shè)計標高，最后按照這一設(shè)計標高開展施工；在路面拼接中，縱斷面高程產(chǎn)生的變化主要通過對結(jié)構(gòu)層實際厚度的調(diào)整來實現(xiàn)，在調(diào)整過程中應(yīng)確保底基層、基層與中面層表面均調(diào)整到位，同時盡可能在面層下部進行調(diào)整，以此起到降低工程造價的作用。若需要進行橫向調(diào)整，則應(yīng)在第三車道中進行，拼接的第四車道與硬路肩都應(yīng)與設(shè)計要求相符。當(dāng)路基需要整體抬高和分離路段，需嚴格按照設(shè)計要求的標高進行控制，對于兩端銜接部位應(yīng)確保橫縱坡保持平順[6]。

4 路面拼接施工

4.1 舊路面切割

舊路面切割尺寸根據(jù)路面拼接方案得出，若切割機沒有良好的工作平臺，則可在得到監(jiān)理的批準后進行適當(dāng)調(diào)整，以底基層與下基層為調(diào)整層位，在舊路面切割時要注意下列幾方面要點：

（1）切割邊線的線形應(yīng)保持順直，不能出現(xiàn)啃邊等問題；

（2）對可能產(chǎn)生啃邊等問題的部位，需預(yù)留5cm左右的寬度在拼接之前進行冷切縫；

（3）舊路面切割深度同樣根據(jù)拼接方案得出，在實際操作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)舊路層厚有很大變化時，應(yīng)進行分層切割，即將舊路的各結(jié)構(gòu)層次均作為一個單獨的切割層，但要注意中面層需按照6cm和9cm的厚度進行分層銑刨；

（4）直接利用舊路面部分，應(yīng)做好拉毛，以免產(chǎn)生夾心層[7]。

4.2 底基層攤鋪

（1）底基層施工開始前需做好路床部分的檢查與加固；

（2）底基層材料必須滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求，攤鋪厚度按照20cm控制；

（3）對底基層平整度的施工控制采用以下方法：在攤鋪機的外側(cè)懸掛鋼絲，以此控制縱向頂部高程，內(nèi)側(cè)將基層底部銑刨后形成的臺階作為控制基準。當(dāng)?shù)谆鶎拥撞繜o臺階存在時，可直接使用橫坡儀進行控制；

（4）對底基層材料進行的生產(chǎn)拌和、運輸、現(xiàn)場攤鋪和碾壓，以及養(yǎng)生都必須滿足規(guī)范規(guī)定。

4.3 基層攤鋪

（1）基層的拼接需分成兩層完成，并在每層拼接開始前均在側(cè)面均勻涂刷一層水泥漿，以此提高新舊路面之間的黏結(jié)力；

（2）基層攤鋪施工中的平整度控制方法與底基層攤鋪施工相同，即在攤鋪機的外側(cè)懸掛鋼絲，以此控制縱向頂部高程，內(nèi)側(cè)將基層底部銑刨后形成的臺階作為控制基準；

（3）在基層表面拼縫部位粘貼聚酯玻纖布，具體的貼縫位置為舊路面基層表面50cm寬，以此在防止上基層表面拼縫產(chǎn)生反射裂縫的同時，延緩底基層與下基層表面拼縫產(chǎn)生的反射裂縫；

（4）對基層材料進行的生產(chǎn)拌和、運輸、現(xiàn)場攤鋪、碾壓和養(yǎng)生都必須滿足規(guī)范規(guī)定。

4.4 基層拼接效果保證措施

（1）做好縫面清理，清除所有松散顆粒、雜物與塵土，使縫面線形達到平順和整齊，沒有污染。

（2）對舊路上直接利用的部分進行全面清理，其要求和縫面基本相同，通過全面清理使新舊結(jié)構(gòu)層之間緊密結(jié)合，沒有軟弱松散層產(chǎn)生。

（3）在接縫的垂直方向表面均勻噴涂一層水泥漿，其水灰比按1∶3～1∶4控制，要求噴涂必須均勻，沒有露白和流淌。

（4）接縫表面的新料應(yīng)達到飽和，當(dāng)發(fā)現(xiàn)大粒徑顆粒時，應(yīng)將其及時剔除。將水泥漿噴涂完成后，應(yīng)盡快開始攤鋪，以免噴涂的水泥漿達到硬化影響?zhàn)そ有Ч?/p>

（5）碾壓開始前應(yīng)先在不飽滿的部位進行補料，在碾壓過程中先在與接縫表面相距20～30cm的位置對新鋪料進行穩(wěn)壓，以此有效預(yù)防接縫碾壓過程中新料發(fā)生推移，之后與接縫表面緊靠碾壓，保證接縫部位的材料達到密實。

（6）對接縫部位進行保濕養(yǎng)生，保證接縫材料強度。

（7）新舊結(jié)構(gòu)層之間的接縫面由于標高控制不到位或存在薄弱夾層或發(fā)生局部沉降等方面的原因會使結(jié)構(gòu)層尤其是基層表面產(chǎn)生臺階，如果該臺階的高差為1～2cm，則可在施工中采用人工將其整平，而如果該臺階的高差達到2cm以上，則要在養(yǎng)生至強度符合要求后，在接縫兩側(cè)分別使用銑刨機進行銑刨，形成寬度達到1m以上的槽口，槽深與找平料補強提出的最小壓實厚度相符。當(dāng)采用ATB15進行補強找平時，其深度應(yīng)達到6cm以上。而當(dāng)采用水穩(wěn)碎石進行找平時，其深度應(yīng)達到12cm以上。將槽內(nèi)的碎屑清理干凈后，方可開始攤鋪新料，確保新舊路床表面達到平順，形成一個整體，保證上層結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

（8）為使接縫部位達到嚴密，完成混合料攤鋪與碾壓后，需在拼縫部位實施灌縫處理，灌縫材料一般為乳化瀝青。

（9）將基層橫縱向均處理至平整狀態(tài)后即可開始聚酯玻纖布鋪設(shè)。

4.5 面層拼接

（1）面層攤鋪施工中的平整度控制方法為：在攤鋪機外側(cè)通過拉鋼絲按照設(shè)計要求的高程對鋼絲基準面進行控制，內(nèi)側(cè)直接采用橫坡儀進行控制；

（2）在中面層頂部的拼縫需使用聚酯玻纖布進行貼縫，具體的貼縫位置為將中面層拼縫作為中心確保新舊路面分別有一半粘貼聚酯玻纖布，以此充分發(fā)揮玻纖布具有的防止拼縫反射的作用，還能對下面層有一定貢獻[8]；

（3）當(dāng)以舊路面為基準面時，雪橇長度應(yīng)達到2.0m以上；當(dāng)以熱瀝青面為基準面時，雪橇長度應(yīng)達到1.0m以上；

（4）鋼絲基準面必須拉直，使張拉力達到80kN以上，鋼絲必須保持平順，不能產(chǎn)生折點；

（5）在面層與基層的硬路肩外部邊緣設(shè)置厚度和鋪筑厚度相同的方木，以此確保邊緣線形達到整齊，并能碾壓到邊；最后，面層施工中使用的工藝方法、材料都應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

4.6 面層拼接效果保證措施

（1）做好縫面與臺階的清理，接縫面不能存在松散料、灰塵和污染，且臺階面上也不能存在夾層與雜物；

（2）對黏層油的噴灑必須達到均勻，不能露白或流淌；

（3）通過在縱向冷接縫部位均勻涂抹一層瀝青再生劑起到防止?jié)B水的作用；

（4）接縫面處補料、剔除大骨料：攤鋪機在接縫面處側(cè)擋板要到邊，使熱料填滿接縫面，若發(fā)現(xiàn)大骨料緊貼縫面時要剔除，填料不足的部位要人工填補，確保接縫面瀝青混合料都能均勻填滿；

（5）壓路機在與接縫面相距20～30cm的位置預(yù)先進行穩(wěn)壓，以此避免接縫部位的骨料發(fā)生推移，然后與接縫緊貼進行振動壓實，確保新舊路面混合料通過相互嵌擠形成整體；

（6）橫向接縫要盡可能設(shè)置在結(jié)構(gòu)物中，若因故無法實現(xiàn)，則要為橫向拼接預(yù)留寬度不小于2.0m的臺階，沿垂直方向進行的切縫應(yīng)嚴格按照相關(guān)工藝要求進行。

5 結(jié)語

綜上所述，在高速公路改擴建過程中，新舊路面拼接是一項重要內(nèi)容，拼接質(zhì)量在很大程度上決定了拼接后行車質(zhì)量與安全。因此，為保證新舊拼接質(zhì)量，在實際工作中首先應(yīng)做好拼接設(shè)計，確定具體的拼接方式，然后按照方案要求做好各項施工準備工作，并按照規(guī)范和設(shè)計的要求進行拼接施工，保證拼接施工的規(guī)范性與合理性，對各施工環(huán)節(jié)的要點引起高度重視。