高速公路改扩建工程多孔隙水泥稳定碎石盲沟的施工技术应用

段同军 刘杰 葛均峰 康良

（1.山东省路桥集团有限公司，山东 济南 250013；2.山东高速股份有限公司，山东 济南 250014）

在京台高速济泰段改扩建工程中，对于中间带偏移的超高段，需调整路面横坡克服车辆转弯过程中产生的离心力，在旧路上不宜调整横坡，故只能将道路横断面绕中央分隔带外侧边缘旋转，使中间带两侧各自成为独立的单向横断面。此时，中间带较低侧的排水压力增大，如不能及时将路面积水排除，极易导致车辆高速通行时产生水滑现象，影响高速公路行车安全。同时，沥青结构层长期泡水还会导致骨料剥落，影响防渗效果，缩短使用寿命。因此，该工程在超高段中间带较低侧的路面排水结构内设置了多孔隙水泥稳定碎石排水盲沟，可迅速排除渗入结构层内的自由水，从而减轻沥青路面水损，延长其使用寿命[1]。

一、工程概况

随着山东省近年来经济的快速发展，省内道路的服务水平已难以满足高峰时段的交通量需求，高速公路网需进一步完善，故对包括京台高速公路济南至泰安段在内的多段道路实施改扩建工程。在济泰段改扩建工程施工中，对全线既有道路中间带排水沟施行了改造升级，将超高路段原纵向排水槽全部拆除，中间带较低侧新建了多孔隙水泥稳定碎石盲沟，提高了超高段中分带汇水、排水能力。碎石盲沟设计图如图1所示。

图1 中间带较低侧新建多孔隙水泥稳定碎石盲沟

二、多孔隙水泥稳定碎石混合料要求

（一）多孔隙水泥稳定碎石混合料性质

对混合料的要求主要体现在两个方面：第一，作为排水盲沟，混合料必须具有足够的透水能力，该工程要求渗透系数不小于2cm/s，与之相适应的混合料孔隙率大于20%，方可满足迅速排除路面结构层内自由水的需求；第二，该盲沟作为路面排水设施，位于路面结构层内，混合料还应具有一定的承载能力，7d无侧限抗压强度应不小于3MPa，满足支撑上部结构及承受荷载作用的需求。

（二）多孔隙水泥稳定碎石原材料性质

多孔隙水泥稳定碎石原材料性质[2]如表1所示。

表1 多孔隙水泥稳定碎石原材料性质要求

（三）多孔隙水泥稳定碎石集料配比

目标配合比采用碎石5mm～10mm及碎石10mm～20mm两档配料[3]，最终确定级配如表2所示。

表2 多孔隙水泥稳定碎石混合料目标配合比

（四）多孔隙水泥稳定碎石水泥用量和水灰比

为满足多孔隙水泥稳定碎石混合料的强度，该工程确定水泥剂量8%～10%，水灰比0.39～0.43[4]。

三、多孔隙水泥稳定碎石盲沟施工工艺

（一）施工工艺流程

施工准备→施工放样→开挖沟槽→基底清理→架设基座立模→拌制C15混凝土→浇筑C15混凝土基座→混凝土养生→拆除基座立模→架设盲沟立模→底部铺设防渗复合土工膜→安置φ8纵向打孔排水管→回填多孔隙水泥稳定碎石→多孔隙水泥稳定碎石夯实→多孔隙水泥稳定碎石养生→拆除盲沟模板→外立面涂刷热沥青后外包防渗复合土工膜→内立面及顶面铺设反滤土工布→验收。

（二）施工操作要点

1.施工准备

待水泥稳定碎石基层施工完成后再开展排水盲沟施工。按照施工安全要求在施工现场前设立相应交通标志、警示牌，对施工作业面展开围挡，在保证施工人员、机械、车辆安全通行的同时，确保整个盲沟施工过程不受干扰。施工用的反滤土工布、防渗土工膜、PVC-U管等成品材料必须符合设计要求，并按照施工进度提前运输至现场专门区域，便于施工取用[5]。

2.施工放样

根据现场结构物设置等实际情况分段施工，分段放样。根据路面中分带排水结构设计图数据，在已拆除旧路中分带排水沟渠处放出碎石盲沟下所设C15混凝土基座的中线及边线，确保前后段线性顺适、不偏位。放样时还应注意控制基座底面高程，这是保障水稳碎石盲沟沟底排水纵坡的基础。

3.开挖沟槽

在拆除旧有排水沟的基础上开挖沟槽，开挖量较小、开挖质量要求较高，应采用小型挖掘机配合风镐。及时将开挖土方用自卸车外运至指定地点弃土，严禁堆放在施工面内。沟槽开挖时应随挖随测，确保开挖断面、槽底标高、轴线位置等[6]。

4.基底清理

沟槽开挖好后，及时清除基底杂物，整平基底，必要段应予以振实。

5.架设基座立模

根据C15混凝土基座设计尺寸选择合适模板，架设前在模板内侧涂刷脱模剂，并严格按照放样边线在模板前后两侧用木支架将其固定，防止模板在混凝土浇筑、振捣时发生位移变化，影响基座外形尺寸。

6.拌制C15混凝土

根据配比在拌和站集中拌制C15混凝土，按规定抽检混凝土质量，控制混凝土成品指标合格，出场后由运输车运至现场。

7.浇筑C15混凝土基座

根据设计尺寸浇筑运到现场的C15混凝土，利用插入式振捣器振捣消除不密实，按标高控制并刮平表面。

8.混凝土养生

浇筑完成后，立即洒水覆盖养生，避免出现裂缝，养生至规定强度开展下一步工序。

9.拆除基座立模

拆模时应先拆除固定用木支架，再由人工将立模小心拆除，避免损坏C15混凝土基座。

10.架设盲沟立模

根据多孔隙水泥稳定碎石盲沟设计尺寸选择合适模板，架设前在模板内侧涂刷脱模剂，并严格按照放样边线在模板前后两侧用木支架将其固定，防止模板在回填多孔隙水泥稳定碎石、夯实时发生坍塌，影响盲沟外形尺寸。

11.底部铺设防渗复合土工膜

铺底部防渗复合土工膜前应再次清除基底上散落的石子，防止损坏防渗土工膜。该工程采用人工滚铺方式，控制防渗复合土工膜布面平整，所用纵向或横向的搭接缝应交替错开，保证搭接处长度不小于0.2m。纵向搭接的防渗复合土工膜应合理布置，来水方向的土工膜应搭接在流水方向的土工膜上部，不能搭接在下部，以免渗水流向路面结构层内部[5]。

12.安置φ8纵向打孔排水管

盲沟底部的防渗复合土工膜铺设完成后，敷设开孔的φ80mm PVC-U管，将其安放在沟底中间。根据现场情况及纵向排水长度隔一定距离设置横向出水管，并提前在横向出水管的位置开挖坑道，以放置横向出水管，并用弯管将纵横向管连接。控制横向排水坡度使中分带水流向路面边缘排出，横向排水管可采用承插式接口，近中分带端为迎水端，应为大口，近路侧端为出水端，应为小口。横向排水管安设完成后，及时用路基土将横向坑道掩埋，以便铺设上层路面结构。

13.回填多孔隙水泥稳定碎石

纵向排水管安装完毕后，在排水管两侧对称分层回填多孔隙水泥稳定碎石以固定排水管位置，并随时检测碎石标高，注意避免扰动排水管位置。

14.多孔隙水泥稳定碎石夯实

多孔隙水稳碎石回填后，先用人工夯实，再用小型夯实机夯实，以免夯实功过大损坏防渗土工膜或影响透水管顺直度[5]。

15.多孔隙水泥稳定碎石养生

夯实成型后覆盖无纺布，洒水养生7d，养生期间应设置围挡，防止扰动，直至达到规定强度。

16.拆除盲沟立模

养生至规定强度后拆除模板。不过早拆模，以免损坏多孔隙水稳碎石；不过晚拆模，以免影响模板的循环使用，降低施工效率。

17.外立面涂刷热沥青后外包防渗复合土工膜

多孔隙水泥稳定碎石外立面应先涂刷热沥青以保证其防水防渗，而后立即包裹防渗复合土工膜，切实保证盲沟内的水不会向外侧渗出，影响路面结构层的水稳定性。

18.内立面及顶面铺设反滤土工布

在回填的多孔隙水稳定碎石内立面及顶面铺设反滤土工布，防止细粒土淤堵碎石间隙，影响汇水、排水效果。该工程采用人工滚铺反滤土工布，应注意控制布面平整，并且所用纵向或横向的搭接缝应交替错开，搭接处长度不得小于0.2m。

19.验收

施工完毕后，将碎石盲沟施工过程中记录的试验、测量等资料整理成册，并报请监理工程师签收，合格后进入下道工序施工。验收结束后，应尽早铺设上层路面结构，避免碎石盲沟长时间外露受损。

（三）效果

山东省年均降水量为697mm，改建前该工程超高段中分带较低，一但侧路面降雨，会存留积水，易造成车辆轮胎打滑。同时，高速公路内侧车道为快车道，较快的车速也会加剧威胁行车安全。改扩建后，多孔隙水泥稳定碎石盲沟对高速公路中分带地表径流具有良好的控制效果，一般降水过程中路面不再留存积水，降水结束后路面快速干燥，有效保障了行车安全。同时，消除了路面积水现象能够有效削减地表径流中相关污染物的浓度，保障了路面工作环境，增加了沥青路面的耐久性。

四、结语

本文以京台高速改扩建济泰段为例，讨论中间带较低侧排水压力大的问题，采取拆除全部原纵向排水槽，重新浇筑C15混凝土基座，铺筑多孔隙水泥稳定碎石的改造方案，分析了方案的设计要求、施工工艺流程、施工操作要点及具体应用情况。质量验收发现该项施工技术对于提高中分带路面排水设施的汇水、排水能力，增强沥青路面结构耐久性，保证高速公路行车安全有良好的效果，可为同类改扩建工程施工提供经验。