淺談高速公路改擴(kuò)建中新舊路面接縫處理技術(shù)

高丹

中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司 陜西 西安 710000

引言

當(dāng)高速公路新舊路面拼接施工結(jié)束之后，因?yàn)榕f有路基受到自身重量與來往車輛的荷載影響下，固定狀態(tài)已經(jīng)充分固結(jié)，因此，后續(xù)路基不會(huì)出現(xiàn)太過明顯的變形，但是新路基通常是采取分層夯實(shí)的方式，或者是摻加水泥石灰等材料予以改良，其在施工結(jié)束后，路基存在較大的沉降空間，因此在投入使用一段時(shí)間之后，新舊路基便會(huì)由于受力不均而出現(xiàn)沉降差異，由此使得道路路面產(chǎn)生裂縫、坍塌等現(xiàn)象。對(duì)此，必須要采取有效的接縫處理技術(shù)，以此改善新舊路面的搭接效果。

1 新舊路面拼接施工的技術(shù)要點(diǎn)

1.1 前期準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行高速公路建設(shè)前期準(zhǔn)備工作時(shí)，實(shí)施全段檢查是至關(guān)重要的一步，需要對(duì)整個(gè)高速公路路段進(jìn)行細(xì)致的檢查，以確保沒有殘留物、障礙物或其他可能影響道路安全與施工進(jìn)度的問題存在。基于現(xiàn)有路面內(nèi)側(cè)標(biāo)線實(shí)行標(biāo)高測(cè)量，并每間隔一定距離便設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)位，確保施工過程中的路面高程精準(zhǔn)可控。在前期準(zhǔn)備工作中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)獲取并反饋準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，依據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方案，確保施工過程中的各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，提升工程質(zhì)量和安全性。

1.2 原有公路路面的處理作業(yè)

針對(duì)高速公路超車道和行車道面層以及硬路肩所有結(jié)構(gòu)層，要實(shí)行銑刨處理，將舊的路面材料徹底去除，為后續(xù)的處理工作提供清潔的施工基準(zhǔn)。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)層，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，進(jìn)行加鋪、修補(bǔ)或重新鋪設(shè)某些結(jié)構(gòu)層，以滿足新的設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行這些處理工作時(shí)，務(wù)必嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案開展各項(xiàng)操作，確保結(jié)構(gòu)層的平整性和穩(wěn)定性。在處理時(shí)，要及時(shí)清理拼接面，確保沒有灰塵與松動(dòng)顆粒的存在，避免雜質(zhì)進(jìn)入拼接縫，確保新舊結(jié)構(gòu)層之間的緊密連接，導(dǎo)致未來的損壞和松動(dòng)問題。施工人員需要熟練掌握機(jī)械設(shè)備操作技巧，避免出現(xiàn)缺角或啃邊情況。在銑刨處理時(shí)，要特別注意控制刀具的深度和角度，以避免對(duì)路面造成不必要的損壞[1]。

1.3 基層的拼接施工

在進(jìn)行基層的拼接施工時(shí)，如果基層的厚度超過25cm，施工過程應(yīng)當(dāng)分為兩個(gè)層次開展。此時(shí)，施工寬度應(yīng)當(dāng)為設(shè)計(jì)寬度除去剩余基層的寬度。對(duì)于下基層外緣的標(biāo)高設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)硬路肩邊緣的標(biāo)高與新路上基層的厚度之間的差值來確定，以保證基層的平整度和與周圍路面的連接性。一般情況下，新道路基層厚度應(yīng)該少于40cm，若其小于40cm，而舊道路的路基厚度超過30cm，便可將基層分為兩個(gè)部分進(jìn)行鋪設(shè)，每個(gè)部分鋪設(shè)二分之一的厚度。對(duì)于拼接接縫的加固，常會(huì)使用聚酯玻纖布。一般情況下，玻璃纖維布的覆蓋尺寸是2m，其中新老車道連接位置分別為1m[2]。此外，其鋪設(shè)長(zhǎng)度也應(yīng)不低于50cm。在實(shí)際施工作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)先對(duì)舊路基進(jìn)行充分清理，然后實(shí)行接縫灌縫。接著開展灑布作業(yè)，即在基層上均勻地撒布材料。最后，進(jìn)行玻璃纖維布的鋪設(shè)工作，并實(shí)施粘層油的施工。這樣可以確保拼接接縫處的強(qiáng)度和密封性，使其能夠承受車輛行駛和氣候變化的影響。

1.4 瀝青混凝土面層的拼接

在進(jìn)行瀝青砼面層的拼接施工時(shí)，各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)精確測(cè)量和合理安排。在加寬部位的施工作業(yè)之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)舊路基高程進(jìn)行測(cè)量，目的是確保加寬部位的坡度滿足舊路基的要求。只有在坡度符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，才能進(jìn)行下一步的施工。接著是下面層的施工。這個(gè)階段應(yīng)當(dāng)使用攤鋪機(jī)對(duì)下面層實(shí)施攤鋪工作，通過平衡梁來調(diào)控厚度。平衡梁的運(yùn)用可以確保下面層的厚度均勻一致，從而提高整體面層的穩(wěn)定性。其后是中面層的施工。在進(jìn)行中面層施工之前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)舊路面邊緣的標(biāo)高除去新基層的厚度，得到中面層的外部標(biāo)高。然后根據(jù)下面層的高程進(jìn)行施工，以確保中面層與下面層的銜接平整且符合要求。當(dāng)中面層施工完成后，就可以開展上面層的施工。上面層的施工應(yīng)當(dāng)結(jié)合新老路面的全寬段參數(shù)，而且要嚴(yán)控平整性。為了提高施工效率，通常會(huì)同時(shí)使用兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行施工，將這兩臺(tái)設(shè)備交錯(cuò)設(shè)置，相互之間的間隔大約為5m。這樣的布局可以確保施工過程中的連續(xù)性和一致性。最后是接縫處理。接縫的處理會(huì)對(duì)面層的質(zhì)量和安全性具有直接的影響。為了避免水分滲透到底層，防止接縫部位發(fā)生殘缺和松動(dòng)問題，需要在拼接施工前對(duì)面層涂抹適量的粘層油。在進(jìn)行接縫碾壓操作時(shí)，首次碾壓位置應(yīng)該在接縫附近的約30cm左右，以保證瀝青層的穩(wěn)定性，防止因施工操作不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫問題。對(duì)于一些細(xì)微的殘缺，可使用人工加以修補(bǔ)，以此有效提高接縫部位的施工效果[3]。

2 新舊路面基層接縫處理施工應(yīng)用技術(shù)措施

2.1 確保路基填料質(zhì)量?jī)?yōu)良

在選擇路基填料時(shí)，應(yīng)當(dāng)實(shí)行嚴(yán)格的原材料檢測(cè)，只有滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的填料才能投入使用。在使用填料之前，需要將其含水量控制在規(guī)定范圍內(nèi)。過高或過低的含水量都可能導(dǎo)致填料的壓實(shí)性能下降，從而影響整個(gè)路基的穩(wěn)定性。同時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)情況合理進(jìn)行填料配比。不同類型和粒徑的填料具有不同的力學(xué)性質(zhì)和工程性能，合理的配比可以提高填料的密實(shí)度和抗變形能力。為了避免對(duì)當(dāng)前施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，可考慮采用輕質(zhì)路基填料，如粉煤灰等。這類填料具有較低的密度和良好的排水性能，能夠減小路基的自重壓力，并降低對(duì)下層土質(zhì)的沉降影響。

2.2 新舊路基結(jié)合部的壓實(shí)度質(zhì)量控制

選擇適合的碾壓方式非常重要，有助于提高路面的承載能力和穩(wěn)定性。主要可采用下述兩種方式；①?zèng)_擊碾壓，適用于需要更大壓實(shí)力的路段；②一般碾壓，適用于一般路段。在進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)，過快的碾壓速度可能導(dǎo)致松散的路基無法得到充分壓實(shí)，從而影響接縫處的質(zhì)量。因此，必須有專人指揮，把握碾壓速率，避免過快的碾壓速度對(duì)路面結(jié)構(gòu)層造成損壞。對(duì)于膠輪壓路機(jī)，在進(jìn)行碾壓之前需要先對(duì)未被碾壓到邊角的接縫材料實(shí)行整平處理，以提供一個(gè)平整的接縫表面，為膠輪壓路機(jī)的精準(zhǔn)碾壓打下基礎(chǔ)。只有確保膠輪壓路機(jī)的實(shí)施準(zhǔn)確無誤，接縫處才能得到充分密實(shí)，從而保障接縫效果[4]。

2.3 優(yōu)化軟土地基處理

軟基的特性使得其承載力無法滿足工程建設(shè)要求，可能導(dǎo)致道路接縫位置產(chǎn)生位移，從而對(duì)整體道路質(zhì)量構(gòu)成威脅，甚至造成交通事故。為了優(yōu)化軟土地基的處理，可以采用多種方法，如復(fù)合地基、表層加固等技術(shù)。通過對(duì)這些處理方式的合理應(yīng)用，能確保軟土地基具備足夠的承載力，從而提升道路整體的穩(wěn)定性和安全性。

2.4 換填置換法及防止接縫處離析

在建筑施工中，當(dāng)面臨不存在太大工程量或是淺層軟基的施工條件時(shí)，可采用換填置換法。該方法主要是用粉煤灰、水泥土等材料來替代原有的軟土，從而有效提升地基整體的穩(wěn)定性和承載能力。在實(shí)際施工作業(yè)中，需要對(duì)關(guān)鍵部位加以著重監(jiān)督管控，特別是對(duì)于高度略大且質(zhì)量要求較高的位置應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)先施工，以有效減少接縫處的變形和沉降，確保地基的穩(wěn)定性和安全性。

2.5 嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量的驗(yàn)證

在進(jìn)行公路改擴(kuò)建施工時(shí)，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證是至關(guān)重要的。其中，騎縫取芯方式作為一項(xiàng)重要的質(zhì)量檢驗(yàn)方法，能夠有效地檢查接縫位置的密實(shí)性以及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，為施工質(zhì)量提供可靠的數(shù)據(jù)支持。質(zhì)量驗(yàn)證應(yīng)該貫穿整個(gè)改擴(kuò)建項(xiàng)目的施工過程，需要仔細(xì)觀察接縫位置的質(zhì)量變化情況，特別是在不同的環(huán)境條件下，確保新舊路面基層接縫處理的質(zhì)量在各種不同情況下的密實(shí)性和黏結(jié)質(zhì)量都能滿足使用要求。如此有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施，確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

3 工程概況

某一改擴(kuò)建工程全程總長(zhǎng)度為21km，現(xiàn)為八車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為100km/h。全程采取兩側(cè)拼寬的改建方式，并且不對(duì)原來的平縱斷面進(jìn)行變更。

3.1 工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)置合理的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在公路建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用，可以確保工程的質(zhì)量和安全。在該改擴(kuò)建項(xiàng)目中，把原來的雙向四車道擴(kuò)建成雙向八車道，采用沿舊路兩側(cè)拼接加寬的方式進(jìn)行改造。其中，根據(jù)道路的幾何條件、交通組成和流量等因素綜合考慮，設(shè)計(jì)速度設(shè)定為100km/h。為了適應(yīng)更高的交通流量，將路基寬度擴(kuò)展到41m。并且，決定采取汽車超20級(jí)和掛車120級(jí)的設(shè)計(jì)荷載。出于對(duì)抵御自然災(zāi)害的考慮，設(shè)計(jì)洪水頻率為1%。另外，地震基本烈度和地震動(dòng)峰值加速度分別是6°與0.05g。在道路的幾何設(shè)計(jì)中，規(guī)定極限最小平曲線半徑、一般最小平曲線半徑和不設(shè)超高最小半徑分別為400m、700m與4km。此外，停車視距設(shè)置為160m，以確保駕駛員在停車時(shí)有足夠的距離觀察和反應(yīng)。最大縱坡限制為4%，而最小坡長(zhǎng)則被規(guī)定為250m。

3.2 路基橫斷面

在路基加寬過程中，采用的方式是兩側(cè)拼寬。通過加寬施工后，整體式八車道路基的寬度達(dá)到了41m。其中，行車道的寬度是2×4×3.75m，硬路肩的寬度是2×3m，中間帶的寬度是3.5m（其中中央分隔帶與兩旁的路緣帶寬度分別為2m和2×0.75m），土路肩的寬度是2×0.75m。

3.3 主要問題

在新舊路面以及新舊地基的結(jié)構(gòu)層厚度與強(qiáng)度之間有所區(qū)別，這導(dǎo)致了新舊基層拼接面的不連續(xù)性。當(dāng)基層的拼接不連貫時(shí)，新舊面層之間的模量差距較大，地基會(huì)形成不均勻的沉降和變形。這種情況下，新、老路面之間的連接處無法保持平穩(wěn)，可能出現(xiàn)裂縫或不平整的路面。

3.4 解決措施

3.4.1 新老道路臺(tái)階式拼接。在軟土地基處理前的準(zhǔn)備工作中，應(yīng)當(dāng)清除掉落在路基上的各種雜物和垃圾，以確保施工的質(zhì)量和效果。清理結(jié)束之后，接下來需要開展放樣與臺(tái)階開挖線作業(yè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在舊路的位置上確定好開挖線形，并進(jìn)行準(zhǔn)確的臺(tái)階開挖工作。在進(jìn)行開挖工作時(shí)，需要根據(jù)舊路填料的尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確施工，確保開挖的深度和寬度與舊路的臺(tái)階尺寸相匹配。在基層和底基層之間以及路面面層之間，還需要注意搭接的寬度。通常情況下，基層和底基層之間的搭接寬度為25cm，而路面面層之間的搭接寬度為15cm。在開挖過程中，若是發(fā)現(xiàn)主體有明顯的偏移，這可能是軟土地基不穩(wěn)定的跡象。在這種情況下，施工人員應(yīng)立刻停工，而且需采取加強(qiáng)支護(hù)措施、增加土方加固或者進(jìn)行排水處理等預(yù)防措施來避免塌方事故的發(fā)生。

3.4.2 路面拼接基層處噴灑黏結(jié)劑應(yīng)用?；陴そY(jié)劑在承受荷載應(yīng)力時(shí)的變形特征能夠有效改善拼接部位的受力情況，通過噴灑黏結(jié)劑能夠提高拼接結(jié)構(gòu)的粘接作用，確保拼接界面不會(huì)發(fā)生破壞，并且保證整個(gè)路面結(jié)構(gòu)具備足夠的強(qiáng)度。

3.4.3 路面拼接處施加改性熱瀝青。通過在拼接處施加改性熱瀝青，可以提升路面的防水能力，有效防止水分滲入路面內(nèi)部，從而延長(zhǎng)路面的使用年限。改性熱瀝青具有良好的附著力和柔韌性，能夠確保新老路面的穩(wěn)固連接，并增強(qiáng)整體的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

新舊路面基層的接縫處理較為復(fù)雜，且難度較高。在實(shí)施高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，常出現(xiàn)新老路面拼接不嚴(yán)密、強(qiáng)度不合格等情況，而這些問題都會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量下降。而選用合適的抗裂材料，并加強(qiáng)對(duì)接縫位置的施工質(zhì)量控制，就能更有效的提升改擴(kuò)建路面結(jié)構(gòu)的總體性能，讓公路可以承受更高的荷載，從而更好地滿足人們的交通需求。