論青海地區舊路改建的設計與施工

盛國青

由于我省特殊的地理位置,地處高海拔地區,214線、315線國道主干線在我省的范圍內比較長,中間有些路段地處凍土地段,路基病害一直持續不斷,而且隨著國民經濟的不斷發展,交通量增加,并且玉樹地區受到地震災害的破壞。我省地區修建的道路難以滿足發展要求,必須對公路進行改擴建。這些道路的改建與新建公路又有很大的不同,通過這些年參與施工的多條舊路的改建設計和施工,有些認識和體會,進行淺談并望與同行們共同研究。

1 路基橫斷面設計

首先做的是斷面的設計工作,它決定著公路的規模與投資。隨著公路等級的不同,通常需要做功課,再做初步設計,最后做施工圖設計,設計單位對于二級公路等項目,根據交通量的大小,交通量的增長率等要素,也提供一些備選的路基橫斷面,立項和批復后,開始做初步設計和施工圖設計。

在橫斷面設計中,應結合地形、地貌,充分考慮綠化和高原環保等因素。本文就我省的二級公路的主要路基橫斷面進行了分析。

舊路改建成二級公路,路基橫斷面通常采用一幅路,機動車和非機動車混合行駛,路基橫斷面一般為:1)路基寬12 m,路面寬9 m;2)路基寬 15 m,路面寬12 m;3)路基寬17 m,路面寬14 m,在我省廣泛應用的是1)類的斷面。

2 平面設計

1)保留舊路,利用舊路作為輔路,另辟新線修建新路,這樣一來,新路與地方交通互不干擾,各行其道,不受舊路的限制,減少與舊路的建筑物、管線的干擾,拆遷少,不破壞綠化、線性標準高,另外也增加了路網密度,有利于發展,同時輔路還可以做新路公路材料的運輸線,高速公路通行收費使用后,對原有的地方道路進行了不同程度的改建,主要應用于地方間的交通運輸,緩解地方交通壓力,地方道路的使用年限在不同程度的縮減。2)利用舊路位置改建成高等級公路,另辟新線修輔路,在舊路的位置上加寬修建高速公路,不破壞已具規模的大片綠地,如新建設的機場連接線,利用新建高架橋的形式與舊的機場道路貫穿,減少地方交通對高速公路的干擾,從而少占綠地,保護環境。3)利用舊路進行改擴建,對舊的低等級公路進行一側或者是兩側的加寬,在其中一些地段,利用老路作為一側車道。另增加一側新的車道,由于我省地形的限制,在我省此類狀況應用的比較廣泛。

3 路線縱斷面設計

1)詳細調查舊路的建設年代,舊路的結構組成,舊路養護和維修資料,路面的排水情況,地下水位狀況,水毀情況,地震帶來的地震裂縫等情況,養護部門的意見和沿線居民的意見。2)舊路現狀的彎沉值,舊路表面的坑槽,平整性等。3)在路線縱斷面上分段,標出哪些是新建地段,哪些是補強地段,標出控制段高程(如橋梁、村鎮、相對道路)。4)路線拉坡時,還應考慮舊路的橫坡度和超高,如果舊路是兩側加寬,舊路的橫坡度和新路的橫坡度相差不大,這時,路線縱斷采用中線控制就可以,如果是一側加寬,控制點應按舊路面加鋪厚度推算改建路面路中標高。

4 路面結構設計與施工

4.1 舊水泥混凝土路面

舊水泥混凝土路面改建時,應對路面的狀況進行評定,一般經濟的做法就是保留舊的水泥混凝土路面,在其上加鋪瀝青面層,采用灌漿的方法處理板底的脫空,使混凝土板穩定,但往往可能造成新的病害,由行車荷載和溫度變化產生的主拉應力超過材料強度,水泥混凝土板對瀝青面層造成反射裂縫。在這種情況下,瀝青的加鋪層厚度對荷載應力影響較大,增加加鋪層的厚度可抑制行車荷載引起的反射裂縫,加鋪層的厚度根據應力驗算應分別滿足材料的抗拉和疲勞強度,增加加鋪層的使用壽命。

在施工當中,我們也采用了一些防治的措施:1)首先減少相對的位移,也就是在舊路面下灌漿,在失穩的板面上鉆孔,板中及四角各一個,利用水泥凈漿或者是水泥砂漿,灌漿從中孔開始,對冒出漿液的孔進行堵塞,待到了設計灌漿的壓力后,不吸漿的情況穩定5 min后,停止灌漿。然后進行接縫的處理,并填以不可壓縮的材料,使接縫擠緊,減少接縫的張開量。對于寬度大于2 cm的接縫,用清縫機清理,打楔塊,使混凝土板不能活動,用防水材料將縫填滿,防止水分進入路基。2)對舊路面的裂縫進行處理,對表面的裂縫進行修補,對于寬度小于5 mm的裂縫,可鑿5 mm的V形縫,清干凈后用水泥漿或瀝青砂灌縫。對于大于5 mm的縫,宜采用高強度細石混凝土修補,鑿縫邊垂直于混凝土板。對于通縫,目前一般采用直接灌,但為了更加有效,應將通縫切除,灌入加入防水材料的水泥混凝土修補,表面涂刷粘層油,防止雨水滲入路基。3)新舊路面間設置防裂層,采用的材料一般有改性瀝青防水氈、土工布、橡膠瀝青混合料,在不同程度上有效的防止了反射裂縫。4)改善瀝青混合料的性能。選用韌性好、低溫塑性變形能力強的瀝青材料。鋸縫位置應與下層道面接縫對齊,間距適當。5)對加鋪層進行表面處治。使用改性瀝青進行石屑罩面,乳化瀝青進行稀漿封層,可以更好地減少反射裂縫的發生。

4.2 舊級配砂礫路面

在我省的各州縣的三四級及等外公路,采用級配砂礫路面的狀況比較普遍,改建成二級或其以上路面的時候,若路基合適,路面的處理比較簡單,一般是將舊路的面層處理后,作為底基層使用,然后加鋪水穩層和瀝青面層,或加鋪墊層和水泥混凝土面層。

4.3 瀝青路面

瀝青路面逐步從以前的石灰穩定砂礫、石灰穩定碎石土、石灰粉煤灰砂礫過渡到水泥穩定砂礫(碎石)等半剛性基層,面層也由過去的表處改為瀝青碎石、瀝青石屑、瀝青混凝土。碾壓機具提高到18 t～20 t,瀝青、改性瀝青質量也有了提高。半剛性基層的板體性好,強度高,舊路豁松、打碎的做法是行不通的,因此舊路改建又有了新的變化,其模式主要為:1)舊路面強度仍能滿足需求,但瀝青路面表層老化、變形、裂縫、路面加鋪厚度受到周圍及自然環境的影響,利用銑刨機將瀝青表面裂縫段刨走,然后加鋪質量更好的瀝青混凝土混合料。2)路面加鋪厚度不受限制,在路基加寬、公路等級提高時,直接在舊路上加鋪砂礫底基層、水穩基層及瀝青混凝土面層,瀝青面層的厚度不變,利用基層做縱坡和橫坡的調整。3)路面的加鋪厚度不受限制,交通量大,瀝青路面表層老化、變形、裂縫,但路線縱坡、橫坡偏差不大時,常采用罩面的辦法。這種做法在小修和中修工程中普遍采用。現在對環境保護越來越重視,廢料也不能任意堆放,在青海地區再生技術還是個盲區,再生技術在不久的將來將會在國內成為主導技術。

[1] 梁興勝.高速公路改擴建經驗探討[J].山西建筑,2008,34(27):309-310.