徐林林 张 雯 严以楼
(江苏省交通规划设计院股份有限公司,江苏 南京210000)
我国广佛高速、海南环岛东线、沪杭甬、沈大、沪宁等高速公路相继局部或全线扩建加宽,在工程拓宽中必然涉及到路面的拼接问题。路面拼接中涉及到新旧路面性能差异问题,若不对原沥青路面进行处理,直接进行路面拼接,极易引起路面结构强度出现明显差异,导致路面出现过早破坏[1]。因此,对高等级公路的拼接方法及施工技术进行研究,严格按照拼接施工的技术要点逐步落实,以保证高速公路具有良好的使用品质。
高速公路扩建主要采用两侧直接拼接方式和分离扩建方式2种方式[2]。两侧直接拼接是利用原道路路面的同时,拆除老路两侧的隔离设施,并在原路面左右两侧同时拓宽;分离扩建方式主要是在原高速公路一侧或两侧新建道路,并利用原路面,形成更多车道的道路。高速公路扩建工程中,新老路面的结构和性能存在一定的差异,在车辆荷载作用下容易产生应力集中,导致路面拼接部位出现裂缝,造成路面的早期破坏。
高速公路扩建工程施工中可以通过挖台阶的方式拼接老路面与新路面,确保路面的整体强度。此外,在路面拼接处铺设土工合成材料作为连接材料,可以防止和延缓纵向裂缝的产生[3]。若单纯使用玻纤格栅,对路面有很好的加筋作用,但对缓解裂缝作用有限,而且玻纤格栅不能阻止水分渗入旧裂缝,这也是一些拼接路面出现早期病害的重要原因。因此,可以考虑采用新型高性能的聚酯玻纤布替代玻纤格栅,不仅起到防止反射裂缝的作用,而且起到防水和加筋沥青面层的作用。
新旧路面的层间粘结技术是高速公路扩建工程中最为重要的环节,若层间粘结处理不好,极易造成路面反射裂缝、不均匀沉降开裂、层间滑移等问题,导致高等级公路的早期破坏[4]。新旧路面的层间粘结主要涉及粘结层、稀浆封层和土工合成材料铺设这3项主要内容。
为增强底基层与基层的粘结力,可在底基层施工完成后加铺粘结层。铺粘结层可采用42.5硅酸盐水泥拌制的水泥浆,并保证水泥的强度、安定性、初凝时间、终凝时间等指标符合工程施工要求。在铺粘结层施工前,将底基层表面的杂物、浮土、积水等清理干净,并在底基层表面洒水湿润,洒水量应严格控制,不能造成底基层表面积水,从而提高粘结层与底基层的粘结效果。为保证水泥净浆的工作性和强度,水灰比宜控制在1.2左右,喷洒量控制在2.0kg/m2-3.0kg/m2,新水稳层的摊铺紧随粘结层的洒布之后开展,两个工作面的间隔控制在30m-40m,从而确保粘结层的施工质量。
为提高沥青路面与路面基层的粘结性能,需在沥青路面与路面基层间设置封层。通常封层可采用由乳化沥青、细集料、矿粉和水泥等组成的封层材料,铺设厚度在5mm左右。大量的工程实践表明,稀浆封层可以有效提高沥青路面与路面基层的粘结性能,而且可以减少沥青路面与路面基层的层间位移。稀浆封层的性能与乳化沥青性能、含水量、集料级配、添加剂的用量等因素密切相关,而且为保证工程的施工性,破乳时间控制在1-2h。此外,还需保证稀浆封层材料具有良好的稳定性,使其在搅拌摊铺过程中不出现结团、厚薄不均、挂痕等问题。
在稀浆封层施工前,必须确保基层表面无松散集料、灰尘、泥土、油迹等污染物,工程施工还需采用打毛机对基层表面打毛,以提高沥青路面与路面基层的粘结效果。对于基层表面可能出现的局部病害,在稀浆封层施工前还需进行修补处理。此外,一些工程施工实践还表明,稀浆封层施工前在基层表面洒水湿润有利于封层和基层的连接,但务必控制洒水量,保证不会对稀浆封层的粘结性能造成影响。
在铺筑试验路时,为减小新旧道路的不均匀沉降,需要在新旧道路的连接部位铺设土工合成材料。大量实践表明,使用玻纤格栅可以起到缓解不均匀沉降的作用,但无法起到防渗作用,而采用聚酯玻纤布则可以弥补玻纤格栅功能上的缺陷。此外,采用聚酯玻纤布还可以有效缓解旧沥青路面横向反射裂缝,旧半刚性基层的纵向裂缝,新、旧半刚性基层的收缩裂缝。
在聚酯玻纤布施工前,应在底层表面喷洒粘结料,以确保聚酯玻纤布与底层表面较好地粘结。为保证聚酯玻纤布与底层表面的粘结效果,在喷洒粘结料前,应将底层表面清扫干净,在工作面干燥后方可施工。在此过程中,考虑到工程施工的连续性和效率,应保证有200m以上的施工作业面,以方便粘结料的喷洒施工。此外,粘结材料喷洒后,需要留有一定的时间(隔天施工),使粘结材料形成较大的粘结强度,但时间过长会导致灰层等杂物粘附到粘结材料上,降低聚酯玻纤布的粘结效果。
为保证基层拼接施工的质量,在工程施工中必须严格按照施工程序和技术要求进行。基层拼接施工主要包括缝面清理、结构层面清理、接缝垂直立面处理、摊铺拼接、碾压、养生。对于缝面和结构层面,需将其表面的杂物、尘土、软弱松散颗粒等清理干净。接缝垂直立面可以喷涂水泥浆或界面剂,要求喷涂均匀,不流淌。在喷涂材料基本干燥后,立即进行摊铺拼接施工,防止水泥浆初凝失去粘合作用。碾压施工前,需先将接缝处混合料填实,再用压路机由新铺基层向接缝处碾压,并紧靠接缝面碾压,使接缝处嵌挤密实。在基层纵横向处理平整之后,再进行聚酯玻纤布的施工。
面层拼接施工按照清理缝面和台阶、喷洒粘层油、接缝面热处理、接缝面处补料和接缝压实的程序进行。为保证面层拼接质量,必须清除接缝面的所有杂物,同时削除台阶面上的薄弱夹层。粘层油喷洒必须严格控制喷洒速度,确保喷洒均匀。接缝面热处理可利用摊铺机熨平板加热用的液化气烘烤接触面使老路软化,从而提高新铺路面与原路面接缝的粘合力。当接缝处存在沥青混合料填充不实状况时,采用剔除大骨料颗粒的沥青混合料进行人工填补,并确保接缝面的孔洞中均匀填充沥青混合料。为保证沥青路面接缝处的美观和性能要求,对路面接缝压实应尤为重视,可采用压路机先将距接缝面20cm-30cm的路面位置稳压,然后再贴近路面接缝振压,从而使沥青路面接缝处的新老沥青混合料形成互相嵌挤的整体结构。
在高速公路路面拼接施工中,必须在底基层和水稳碎石之间铺筑粘结层,并在基层和面层之间铺筑稀浆封层,增加层间的粘结力。为增强新旧基层拼缝的拼接强度,延缓路面反射裂缝,阻隔雨水下渗对基层的破坏,还需在拼缝处铺设聚酯玻纤布。应加强对路面拼接施工的质量监督,合理采用新型路面材料,从而确保高速公路工程路面拼接的质量。
[1]王晓华,张占领,王新岐.高速公路拼接拓宽工程沉降控制标准研究[J].交通科技,2014(3):121-122.
[2]朱大伟,谢浩岩,张郑利,等.老路拓宽拼接技术与现场监测分析[J].现代交通技术,2014(11):23-27.
[3]金英.高速公路“拼接”路段施工工艺的探讨[J].交通标准化,2010(5):175-177.
[4]王天存.剖析高速公路拼接工程地基处理技术关键点[J].黑龙江交通科技,2011(4):23-24.