楊 軍
(河北通宇建筑工程有限公司,河北 張家口 075000)
河北省省道S248京原支線九針臺(tái)至蟒石口段三級(jí)公路,路段起點(diǎn)位于涿鹿縣九針臺(tái)村、樁號(hào)為K2+000,路段終點(diǎn)位于涿鹿縣蟒石口村、樁號(hào)為K16+686,為非收費(fèi)公路,是張家口東南部與保定市往來的通道,是張涿高速公路的集散公路,是國道間、國道與省道間的連接線。因此,該路段具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和軍事意義。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,沿線地區(qū)及人民經(jīng)濟(jì)水平的提高,該路段交通量將逐年增長,尤其是大型載重車輛增加迅速。
河北省省道京原支線九針臺(tái)至蟒石口段三級(jí)公路,建設(shè)于1971年(是按戰(zhàn)備公路進(jìn)行修建的),并于1984年進(jìn)行表處封層、2004年全路段進(jìn)行大修(重新設(shè)置路面結(jié)構(gòu)層)。該路段自2004年以后,再未進(jìn)行過任何整修。由于近年來交通量的迅速增加以及交通組合方式的變化,大型重載車輛不僅占交通量比例大,而且載重量大(超載嚴(yán)重),導(dǎo)致公路病害的產(chǎn)生,而且病害逐年增多。特別是K2+000~K5+300路段,車輛無法正常行駛,嚴(yán)重影響行車安全。
K2+000~K5+300路段:路面龜裂、坑槽嚴(yán)重,部分路段路基沉陷、路面翻漿等(見圖1)。
圖1 路面坑槽
K8+200~K10+200路段:路面龜裂、網(wǎng)裂、坑槽,局部路段路面沉陷(見圖2、圖3)。
圖2 路面龜裂、網(wǎng)裂
圖3 顆粒松散脫落
從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)角度出發(fā),此路段亟需實(shí)施路面中修(局部大修)工程,從整體上改善路況,維持道路通行能力。
(1)路基寬7.5m,路面寬7.0m,路肩石寬2×0.25m,路拱橫坡為2%。
(2)原路面結(jié)構(gòu):4cm瀝青混凝土+16cm石灰+粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配碎石層+16cm石灰穩(wěn)定天然砂礫底基層。
根據(jù)交通量統(tǒng)計(jì)結(jié)果,該路段2010年年平均日交通量(折合成小型客車)為4690輛(其中大中型載重車輛占70.8%,大、小型客車占29.2%,見表1),2006—2010年年平均增長率為17.1%。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,年平均日交通量仍將繼續(xù)增長。
表1 2006—2010年路段年平均日交通量
省道S248京原支線九針臺(tái)至蟒石口K2+000~K16+686段三級(jí)公路路面維修的原則是針對(duì)路面面層主要病害進(jìn)行維修。原路面病害處置是保證路面中修質(zhì)量和效果的重要前提,對(duì)提高中修后路面的耐久性具有重要的作用,可配合局部處理以改善道路的服務(wù)水平,確保路面基層和路基穩(wěn)定,延長路面的使用壽命。
在實(shí)際調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合路面及病害鉆芯資料,根據(jù)原路面結(jié)構(gòu)、當(dāng)前的病害狀況、交通流特點(diǎn)等,對(duì)不同的病害類型確定了具體的處置方案。
2.1.1 路基、路面
(1)一般路段
清除原路面結(jié)構(gòu)層,在原基層上設(shè)置路面結(jié)構(gòu)層。采用4cm細(xì)粒式瀝青混凝土上面層(AC—13)、5cm中粒式瀝青混凝土下面層(AC—16)和18cm水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層[1]。
(2)過橋路段
清除原橋面瀝青混凝土鋪裝層,重新進(jìn)行鋪裝。采用4cm細(xì)粒式瀝青混凝土上面層(AC—13)和5cm中粒式瀝青混凝土下面層(AC—16)。
(3)路基沉陷路段
清除原路基、路面結(jié)構(gòu)層,基底進(jìn)行處理,填筑路基(高出原路基23cm),設(shè)置路面結(jié)構(gòu)層。采用4cm細(xì)粒式瀝青混凝土上面層(AC—13)、5cm中粒式瀝青混凝土下面層(AC—16)、18cm水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層和2×16cm水泥穩(wěn)定天然砂礫底基層。
(4)特殊路基路段
經(jīng)勘察,原公路路基沉陷的主要原因是原路基填料差;路面翻漿一是由于原低填或淺挖路段未進(jìn)行超挖回填處理,二是由于原高液限黏土路段未進(jìn)行特殊路基處理。
特殊路基處理方法:
①由路基填料差導(dǎo)致的路基沉陷段:清除原路基土方,采用砂礫填筑(高出原路基23cm)。
②由低填或淺挖段導(dǎo)致的翻漿路段:清除原翻漿路段路基,基底超挖0.8m,換填砂礫(高出原路基23cm)。
③由于基底為高液限土未處理導(dǎo)致的翻漿路段:清除原翻漿路段路基,并在路基范圍內(nèi)的基底超挖0.5~0.8m,換填8%石灰土(高出原路基23cm)。
2.1.2 排水、防護(hù)
(1)排水系統(tǒng)
加強(qiáng)和完善道路排水系統(tǒng),對(duì)病害排水設(shè)施進(jìn)行維修和加固(結(jié)構(gòu)形式不變);對(duì)失穩(wěn)的排水設(shè)施拆除新建;對(duì)路面提高后的穩(wěn)定邊溝進(jìn)行加高處理;對(duì)排水不暢、擁堵的排水設(shè)施,拆除后進(jìn)行調(diào)整和改造;對(duì)需要增設(shè)排水設(shè)施的路段進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。
(2)防護(hù)設(shè)施
加強(qiáng)和完善道路防護(hù)工程,對(duì)病害防護(hù)設(shè)施進(jìn)行維修和加固(結(jié)構(gòu)形式不變);對(duì)失穩(wěn)的防護(hù)設(shè)施拆除新建;對(duì)路面提高后的穩(wěn)定路肩墻進(jìn)行加高處理;對(duì)需要進(jìn)行防護(hù)的路段,增設(shè)相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。
2.1.3 涵洞
(1)拆舊新建涵洞
結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土重力式現(xiàn)澆板涵,設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí),基礎(chǔ)承載力要求大于0.25MPa。臺(tái)身采用M12.5漿砌片石,基礎(chǔ)、翼墻及鋪底均采用M7.5漿砌片石,臺(tái)帽采用C25混凝土,蓋板采用C30混凝土。板厚、鋼筋布置按規(guī)范執(zhí)行。
(2)維修加固涵洞
原結(jié)構(gòu)形式不變,只針對(duì)病害部位進(jìn)行有效的維修加固。
2.1.4 被交叉道路
完善原被交叉道路與本路線的銜接,對(duì)被交叉道路在主線邊溝范圍之內(nèi),設(shè)置邊溝涵或平交涵。
2.1.5 沿線設(shè)施
(1)標(biāo)線、標(biāo)志
設(shè)置路面標(biāo)線、完善道路標(biāo)志,對(duì)新增的平交道路,增設(shè)道路標(biāo)志。
(2)安全設(shè)施
完善原安全設(shè)施,對(duì)有安全隱患的路段,增設(shè)相應(yīng)的安全設(shè)施。
保持原道路技術(shù)等級(jí)和路基路面寬度不變。病害處置完成后,在舊路面上噴灑下封層,再鋪筑4cmAC—13C細(xì)粒式瀝青混凝土。瀝青采用90A級(jí)道路石油瀝青,粗集料采用石灰?guī)r石料,細(xì)集料采用天然砂。
(1)龜裂、網(wǎng)裂
這種病害在路面使用到一定的年限后廣泛出現(xiàn),從路面結(jié)構(gòu)本身來說,其產(chǎn)生原因主要是路面長期使用,在自然氣候的作用下,面層老化開裂而導(dǎo)致其產(chǎn)生,但路面基層仍為整體性板體,路面面層使用功能有所降低,但完整性較好。
處治方式:對(duì)病害面層進(jìn)行挖除,在舊路面基層灑布透層油后,鋪筑4cmAC—20中粒式瀝青混凝土,再與中修路段同時(shí)噴灑封層后鋪筑4cmAC—13C細(xì)粒式瀝青混凝土。
(2)翻漿、沉陷
翻漿是道路病害最為嚴(yán)重的一種,一般發(fā)生在春融期,其主要原因是路(地)基中含水量較高,在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下,反復(fù)凍融使地下水不斷向地表層積聚形成軟弱層,在重載車輛作用下,不足以承受上部傳來的荷載,導(dǎo)致路基下陷、變形,路面徹底破壞。沉陷的破壞原因與翻漿類似,但下臥軟弱層含水量低,路面破壞后不產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象。
處治方式:從面層開始,向下挖除基層、軟弱路(地)基土,挖除深度以徹底挖除全部的軟弱層為準(zhǔn),以水穩(wěn)性好的砂礫料回填并分層壓實(shí),鋪筑18cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層,灑布透層油再鋪筑5cmAC—20中粒式瀝青混凝土至原路面標(biāo)高,再與中修路段同時(shí)噴灑封層后鋪筑4cmAC—13C細(xì)粒式瀝青混凝土。
(3)車轍、推移
車轍是因?yàn)樵谲囕v,特別是重載車輛的反復(fù)作用下,面層累積變形、移位而形成。推移路面病害是由瀝青上面層和瀝青下面層間的黏結(jié)不牢而在荷載水平作用力下形成的滑動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)位移較大時(shí),輪跡外側(cè)出現(xiàn)擁包隆起,輪跡位置處就出現(xiàn)裂縫,甚至顆粒松散脫落,形成坑槽等,它的形成會(huì)加劇路面病害的發(fā)展。
處治方式:挖除舊面層,銑刨原基層1cm拉毛后灑布透層油、舊路面切口四邊灑布黏層油,鋪筑5cm厚的ATB—25粗粒式瀝青碎石,再與中修路段同時(shí)噴灑封層后鋪筑4cmAC—13C細(xì)粒式瀝青混凝土。
瀝青路面使用的各種材料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后必須取樣進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),經(jīng)評(píng)定合格后方可使用,不得以供應(yīng)商提供的檢測(cè)報(bào)告代替現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。不同料源、品種、規(guī)格的材料不得混雜堆放。
(1)封層采用層鋪法施工的單層式瀝青表面處治。
(2)各種集料必須分隔貯存,細(xì)集料應(yīng)設(shè)防雨頂棚,料場(chǎng)及場(chǎng)內(nèi)道路應(yīng)作硬化處理,嚴(yán)禁泥土污染集料。集料進(jìn)場(chǎng)宜在料堆頂部平臺(tái)卸料,經(jīng)推土機(jī)推平后,鏟運(yùn)機(jī)從底部按順序豎直裝料,減小集料離析。烘干集料的殘余含水量不得大于1%。每天開始幾盤集料應(yīng)提高加熱溫度,并干拌幾鍋集料廢棄,再正式加瀝青拌和混合料。拌制的混合料應(yīng)均勻一致,無花白料[2]。
(3)在不產(chǎn)生嚴(yán)重推移和裂縫的前提下,初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行。不得在低溫狀況下作反復(fù)碾壓,使石料棱角磨損、壓碎,破壞集料嵌擠。壓路機(jī)不得在未碾壓成型路段上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、加水或停留。在當(dāng)天成型的路面上,不得停放各種機(jī)械設(shè)備或車輛,不得散落礦料、油料等雜物。
(4)本工程采用不斷交施工,施工現(xiàn)場(chǎng)要封閉部分車道,要制定符合《道路交通安全法》及其他有關(guān)規(guī)定的交通管制方案。按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定設(shè)置警示牌。整個(gè)施工期間應(yīng)做好交通組織和疏導(dǎo)工作,嚴(yán)格控制車速,及時(shí)處理車輛故障、交通事故突發(fā)事件,確保交通順暢。施工進(jìn)行前,各單位配合,積極協(xié)調(diào)交通警察、路政等部門共同維護(hù)交通安全秩序。
按照此方案維修的道路,經(jīng)過近兩年的運(yùn)營,路基、路面、排水、防護(hù)系統(tǒng)等均較好,沒有發(fā)現(xiàn)任何病害。
[1]JTJ 073.2—2001,公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].
[2]JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].