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        半封閉路基結(jié)構(gòu)下的路面隆起病害處治對策

        2018-11-12 09:37:36王春紅安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司安徽合肥230088
        安徽建筑 2018年6期
        關(guān)鍵詞:盲溝路肩箱涵

        王春紅 (安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

        1 引言

        寧蕪高速某小橋原為市政道路下穿東環(huán)路通道,橋長約8m,橋?qū)?4.5m,橫斷面形式為0.5m護(hù)欄+10.75m機(jī)動車道+2m中分帶+10.75m機(jī)動車道+0.5m護(hù)欄。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)形式為4cmAC-13(橡膠改性)+6cm AC-20(SBS改性)。之后由于該市交通發(fā)展需要,將該通道進(jìn)行拓寬,拓寬后的路面寬度約60m。因此,在進(jìn)行該路段高速公路改造時,將原橋梁兩端傳統(tǒng)路基結(jié)構(gòu)改造為下設(shè)箱涵的半封閉路基結(jié)構(gòu),路面結(jié)構(gòu)形式為4cmAC-13(橡膠改性)+8cm AC-20(SBS改性)+10cmAC-25+36cm水穩(wěn)碎石+70cm石灰土(含灰12%)+C35鋼筋混凝土涵頂。高速公路與市政道路的交叉形式如圖1所示。橋梁段和半封閉路基段均采用墻式護(hù)欄。

        圖1 高速公路與市政道路的交叉示意圖

        高速公路改造通車后僅3年,在半封閉路基段的行、超車道和硬路肩均有不同程度的隆起變形??紤]交通通行的壓力,病害初期僅對變形部位進(jìn)行的上、中面層進(jìn)行銑刨修復(fù)和微表處養(yǎng)護(hù)處理。盡管維修多次,病害仍在發(fā)展,并且行車道存在坑槽、唧漿等病害。病害范圍自橋梁伸縮縫至路基段,長度約34m,基本對應(yīng)半封閉路基段,并有一部分延伸至路基段。本文主要針對這種特殊路基結(jié)構(gòu)下的路面病害提出處治方案。

        2 現(xiàn)狀調(diào)查

        為進(jìn)一步了解本項目的路面病害現(xiàn)狀,人工進(jìn)行了現(xiàn)場病害調(diào)查。病害主要發(fā)生在前述半封閉路基段,主要表現(xiàn)為硬路肩隆起,行車道坑槽、翻漿等病害。本次處治前已對隆起部位進(jìn)行過多次銑刨,銑刨最大深度達(dá)10cm。

        為深入了解路面結(jié)構(gòu)層完整性和病害發(fā)展情況,分別在箱涵頂面、箱涵與路基銜接處、路基段三個位置進(jìn)行了鉆芯取樣。其中,箱涵頂面的瀝青面層芯樣完整,下部結(jié)構(gòu)層為水泥穩(wěn)定碎石,無石灰土層,芯樣強(qiáng)度較低,松散,不成型;瀝青面層與水穩(wěn)基層粘結(jié)部位夾有雜物,粘結(jié)效果較差;基層骨料級配不均勻,有超大粒徑碎石。箱涵與路基銜接處的瀝青面層芯樣完整,下部結(jié)構(gòu)層為水泥穩(wěn)定碎石,無石灰土層?;鶎庸橇霞壟洳痪鶆颉⒂须s質(zhì),強(qiáng)度較低,松散,不成型。路基段的瀝青層芯樣完整,水穩(wěn)基層完整骨料膠結(jié)情況良好。

        此外,通過現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn),原橋梁端部的伸縮縫空隙已經(jīng)非常小,且被雜物填充。而相對于原橋梁段,半封閉路基段墻式護(hù)欄結(jié)構(gòu)完整,但有外移現(xiàn)象。

        3 病害原因分析

        通過查閱設(shè)計資料和現(xiàn)場踏勘,認(rèn)為本項目橋頭跳車產(chǎn)生的原因如下。

        3.1 路面結(jié)構(gòu)材料溫縮空間受限,受擠隆起

        設(shè)計資料顯示,箱涵和兩側(cè)墻式護(hù)欄呈現(xiàn)“U形”的整體結(jié)構(gòu),當(dāng)氣溫升高時,路面材料膨脹,橫向、縱向和底部均受結(jié)構(gòu)物或構(gòu)造物限制,因此,路面材料大部分向豎向釋放,路面形成隆起。

        3.2 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部無排水設(shè)施

        從設(shè)計資料和現(xiàn)場踏勘來看,“U形”構(gòu)造物為三向封閉結(jié)構(gòu),當(dāng)雨水滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部時,積水無法排出,僅有少量雨水從箱涵構(gòu)造物接縫處滲出。說明大部分雨水仍存積于路面內(nèi)部無法排出,大量積水存在的路面結(jié)構(gòu)形成“軟體”。在車輛荷載反復(fù)作用下,路面出現(xiàn)不規(guī)則隆起。此外,路面結(jié)構(gòu)材料不斷受到水的抽吸和沖刷,長期作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層材料松散,形成坑槽、唧漿等病害。

        3.3 路基填料存在膨脹性

        經(jīng)調(diào)查建設(shè)歷史發(fā)現(xiàn),基層填料摻有來自附近鋼廠的鋼渣,摻入的鋼渣材料若分解不穩(wěn)定,其中游離的CaO遇水膨脹,引起基層材料膨脹,進(jìn)而導(dǎo)致瀝青面層隆起。

        4 處治方案

        針對本項目病害特點并結(jié)合產(chǎn)生原因,應(yīng)解決以下3個問題:一是路面填料本身的質(zhì)量問題;二是路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲水問題;三是空間限制導(dǎo)致的路面結(jié)構(gòu)變形較大的問題。此外,考慮到該高速的通行壓力,處治方案應(yīng)在確保養(yǎng)護(hù)效果的前提下,做到施工工藝簡單,盡量縮短養(yǎng)護(hù)工期。基于以上分析,現(xiàn)提出處治方案如下。

        關(guān)于路面結(jié)構(gòu)填料方面,可以通過重新?lián)Q填路面材料來解決??紤]到工期和施工便易性,處治方案為:銑刨超車道、行車道和硬路肩的全部路面結(jié)構(gòu)層至箱涵頂面,然后自下而上重鋪86cm貧水泥混凝土+20cmLSPM-30+10cmAC-20(SBS改性)+8cm AC-20(SBS改性)+4cmAC-13(SBS改性)。

        關(guān)于路面結(jié)構(gòu)內(nèi)滲水問題,可以在其內(nèi)部設(shè)置排水設(shè)施,將路面結(jié)構(gòu)滲水引至路基段排出。具體措施為:沿硬路肩外側(cè)邊緣設(shè)置50cm寬、116cm高的矩形碎石盲溝,盲溝底部至箱涵頂,頂部與瀝青下面層頂面齊平。碎石盲溝底部設(shè)置Φ150mm的帶孔PVC管,用于碎石盲溝內(nèi)水的匯入和排出。在處治路段終點設(shè)置100cm×10cm的橫向碎石盲溝與縱向盲溝相連,用于將縱向盲溝內(nèi)的水排出路肩外。橫向盲溝底部設(shè)置Φ150mm的帶孔PVC管。

        關(guān)于特殊空間限制導(dǎo)致的路面結(jié)構(gòu)變形較大的問題,可通過在路面邊緣設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)對路面溫縮應(yīng)力進(jìn)行消解。具體措施為:橫向借助排水設(shè)施的碎石盲溝提供一定的變形空間,縱向可在處治路段終點沿橫向設(shè)置106cm×10cm的泡沫板,供路面結(jié)構(gòu)縱向溫縮變形。泡沫板高度與水穩(wěn)層頂部齊平。

        路面結(jié)構(gòu)病害處治平面示意圖下圖所示。

        路面病害處治平面示意圖

        5 養(yǎng)護(hù)效果觀測

        該工程于2016年8月份進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)維修,通過2年多的路面觀測,目前路面狀況良好,未發(fā)現(xiàn)任何病害。

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