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        高速公路改擴(kuò)建工程多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝的施工技術(shù)應(yīng)用

        2022-09-24 09:12:58段同軍劉杰葛均峰康良
        中國公路 2022年13期
        關(guān)鍵詞:盲溝土工膜基座

        段同軍 劉杰 葛均峰 康良

        (1.山東省路橋集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250013;2.山東高速股份有限公司,山東 濟(jì)南 250014)

        在京臺高速濟(jì)泰段改擴(kuò)建工程中,對于中間帶偏移的超高段,需調(diào)整路面橫坡克服車輛轉(zhuǎn)彎過程中產(chǎn)生的離心力,在舊路上不宜調(diào)整橫坡,故只能將道路橫斷面繞中央分隔帶外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn),使中間帶兩側(cè)各自成為獨立的單向橫斷面。此時,中間帶較低側(cè)的排水壓力增大,如不能及時將路面積水排除,極易導(dǎo)致車輛高速通行時產(chǎn)生水滑現(xiàn)象,影響高速公路行車安全。同時,瀝青結(jié)構(gòu)層長期泡水還會導(dǎo)致骨料剝落,影響防滲效果,縮短使用壽命。因此,該工程在超高段中間帶較低側(cè)的路面排水結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置了多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水盲溝,可迅速排除滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)的自由水,從而減輕瀝青路面水損,延長其使用壽命[1]。

        一、工程概況

        隨著山東省近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,省內(nèi)道路的服務(wù)水平已難以滿足高峰時段的交通量需求,高速公路網(wǎng)需進(jìn)一步完善,故對包括京臺高速公路濟(jì)南至泰安段在內(nèi)的多段道路實施改擴(kuò)建工程。在濟(jì)泰段改擴(kuò)建工程施工中,對全線既有道路中間帶排水溝施行了改造升級,將超高路段原縱向排水槽全部拆除,中間帶較低側(cè)新建了多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝,提高了超高段中分帶匯水、排水能力。碎石盲溝設(shè)計圖如圖1所示。

        圖1 中間帶較低側(cè)新建多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝

        二、多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料要求

        (一)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料性質(zhì)

        對混合料的要求主要體現(xiàn)在兩個方面:第一,作為排水盲溝,混合料必須具有足夠的透水能力,該工程要求滲透系數(shù)不小于2cm/s,與之相適應(yīng)的混合料孔隙率大于20%,方可滿足迅速排除路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)自由水的需求;第二,該盲溝作為路面排水設(shè)施,位于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi),混合料還應(yīng)具有一定的承載能力,7d無側(cè)限抗壓強度應(yīng)不小于3MPa,滿足支撐上部結(jié)構(gòu)及承受荷載作用的需求。

        (二)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)

        多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)[2]如表1所示。

        表1 多孔隙水泥穩(wěn)定碎石原材料性質(zhì)要求

        (三)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石集料配比

        目標(biāo)配合比采用碎石5mm~10mm及碎石10mm~20mm兩檔配料[3],最終確定級配如表2所示。

        表2 多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料目標(biāo)配合比

        (四)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石水泥用量和水灰比

        為滿足多孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料的強度,該工程確定水泥劑量8%~10%,水灰比0.39~0.43[4]。

        三、多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝施工工藝

        (一)施工工藝流程

        施工準(zhǔn)備→施工放樣→開挖溝槽→基底清理→架設(shè)基座立?!柚艭15混凝土→澆筑C15混凝土基座→混凝土養(yǎng)生→拆除基座立模→架設(shè)盲溝立?!撞夸佋O(shè)防滲復(fù)合土工膜→安置φ8縱向打孔排水管→回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石→多孔隙水泥穩(wěn)定碎石夯實→多孔隙水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)生→拆除盲溝模板→外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復(fù)合土工膜→內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布→驗收。

        (二)施工操作要點

        1.施工準(zhǔn)備

        待水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成后再開展排水盲溝施工。按照施工安全要求在施工現(xiàn)場前設(shè)立相應(yīng)交通標(biāo)志、警示牌,對施工作業(yè)面展開圍擋,在保證施工人員、機械、車輛安全通行的同時,確保整個盲溝施工過程不受干擾。施工用的反濾土工布、防滲土工膜、PVC-U管等成品材料必須符合設(shè)計要求,并按照施工進(jìn)度提前運輸至現(xiàn)場專門區(qū)域,便于施工取用[5]。

        2.施工放樣

        根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)物設(shè)置等實際情況分段施工,分段放樣。根據(jù)路面中分帶排水結(jié)構(gòu)設(shè)計圖數(shù)據(jù),在已拆除舊路中分帶排水溝渠處放出碎石盲溝下所設(shè)C15混凝土基座的中線及邊線,確保前后段線性順適、不偏位。放樣時還應(yīng)注意控制基座底面高程,這是保障水穩(wěn)碎石盲溝溝底排水縱坡的基礎(chǔ)。

        3.開挖溝槽

        在拆除舊有排水溝的基礎(chǔ)上開挖溝槽,開挖量較小、開挖質(zhì)量要求較高,應(yīng)采用小型挖掘機配合風(fēng)鎬。及時將開挖土方用自卸車外運至指定地點棄土,嚴(yán)禁堆放在施工面內(nèi)。溝槽開挖時應(yīng)隨挖隨測,確保開挖斷面、槽底標(biāo)高、軸線位置等[6]。

        4.基底清理

        溝槽開挖好后,及時清除基底雜物,整平基底,必要段應(yīng)予以振實。

        5.架設(shè)基座立模

        根據(jù)C15混凝土基座設(shè)計尺寸選擇合適模板,架設(shè)前在模板內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑,并嚴(yán)格按照放樣邊線在模板前后兩側(cè)用木支架將其固定,防止模板在混凝土澆筑、振搗時發(fā)生位移變化,影響基座外形尺寸。

        6.拌制C15混凝土

        根據(jù)配比在拌和站集中拌制C15混凝土,按規(guī)定抽檢混凝土質(zhì)量,控制混凝土成品指標(biāo)合格,出場后由運輸車運至現(xiàn)場。

        7.澆筑C15混凝土基座

        根據(jù)設(shè)計尺寸澆筑運到現(xiàn)場的C15混凝土,利用插入式振搗器振搗消除不密實,按標(biāo)高控制并刮平表面。

        8.混凝土養(yǎng)生

        澆筑完成后,立即灑水覆蓋養(yǎng)生,避免出現(xiàn)裂縫,養(yǎng)生至規(guī)定強度開展下一步工序。

        9.拆除基座立模

        拆模時應(yīng)先拆除固定用木支架,再由人工將立模小心拆除,避免損壞C15混凝土基座。

        10.架設(shè)盲溝立模

        根據(jù)多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝設(shè)計尺寸選擇合適模板,架設(shè)前在模板內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑,并嚴(yán)格按照放樣邊線在模板前后兩側(cè)用木支架將其固定,防止模板在回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石、夯實時發(fā)生坍塌,影響盲溝外形尺寸。

        11.底部鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜

        鋪底部防滲復(fù)合土工膜前應(yīng)再次清除基底上散落的石子,防止損壞防滲土工膜。該工程采用人工滾鋪方式,控制防滲復(fù)合土工膜布面平整,所用縱向或橫向的搭接縫應(yīng)交替錯開,保證搭接處長度不小于0.2m??v向搭接的防滲復(fù)合土工膜應(yīng)合理布置,來水方向的土工膜應(yīng)搭接在流水方向的土工膜上部,不能搭接在下部,以免滲水流向路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部[5]。

        12.安置φ8縱向打孔排水管

        盲溝底部的防滲復(fù)合土工膜鋪設(shè)完成后,敷設(shè)開孔的φ80mm PVC-U管,將其安放在溝底中間。根據(jù)現(xiàn)場情況及縱向排水長度隔一定距離設(shè)置橫向出水管,并提前在橫向出水管的位置開挖坑道,以放置橫向出水管,并用彎管將縱橫向管連接。控制橫向排水坡度使中分帶水流向路面邊緣排出,橫向排水管可采用承插式接口,近中分帶端為迎水端,應(yīng)為大口,近路側(cè)端為出水端,應(yīng)為小口。橫向排水管安設(shè)完成后,及時用路基土將橫向坑道掩埋,以便鋪設(shè)上層路面結(jié)構(gòu)。

        13.回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石

        縱向排水管安裝完畢后,在排水管兩側(cè)對稱分層回填多孔隙水泥穩(wěn)定碎石以固定排水管位置,并隨時檢測碎石標(biāo)高,注意避免擾動排水管位置。

        14.多孔隙水泥穩(wěn)定碎石夯實

        多孔隙水穩(wěn)碎石回填后,先用人工夯實,再用小型夯實機夯實,以免夯實功過大損壞防滲土工膜或影響透水管順直度[5]。

        15.多孔隙水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)生

        夯實成型后覆蓋無紡布,灑水養(yǎng)生7d,養(yǎng)生期間應(yīng)設(shè)置圍擋,防止擾動,直至達(dá)到規(guī)定強度。

        16.拆除盲溝立模

        養(yǎng)生至規(guī)定強度后拆除模板。不過早拆模,以免損壞多孔隙水穩(wěn)碎石;不過晚拆模,以免影響模板的循環(huán)使用,降低施工效率。

        17.外立面涂刷熱瀝青后外包防滲復(fù)合土工膜

        多孔隙水泥穩(wěn)定碎石外立面應(yīng)先涂刷熱瀝青以保證其防水防滲,而后立即包裹防滲復(fù)合土工膜,切實保證盲溝內(nèi)的水不會向外側(cè)滲出,影響路面結(jié)構(gòu)層的水穩(wěn)定性。

        18.內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布

        在回填的多孔隙水穩(wěn)定碎石內(nèi)立面及頂面鋪設(shè)反濾土工布,防止細(xì)粒土淤堵碎石間隙,影響匯水、排水效果。該工程采用人工滾鋪反濾土工布,應(yīng)注意控制布面平整,并且所用縱向或橫向的搭接縫應(yīng)交替錯開,搭接處長度不得小于0.2m。

        19.驗收

        施工完畢后,將碎石盲溝施工過程中記錄的試驗、測量等資料整理成冊,并報請監(jiān)理工程師簽收,合格后進(jìn)入下道工序施工。驗收結(jié)束后,應(yīng)盡早鋪設(shè)上層路面結(jié)構(gòu),避免碎石盲溝長時間外露受損。

        (三)效果

        山東省年均降水量為697mm,改建前該工程超高段中分帶較低,一但側(cè)路面降雨,會存留積水,易造成車輛輪胎打滑。同時,高速公路內(nèi)側(cè)車道為快車道,較快的車速也會加劇威脅行車安全。改擴(kuò)建后,多孔隙水泥穩(wěn)定碎石盲溝對高速公路中分帶地表徑流具有良好的控制效果,一般降水過程中路面不再留存積水,降水結(jié)束后路面快速干燥,有效保障了行車安全。同時,消除了路面積水現(xiàn)象能夠有效削減地表徑流中相關(guān)污染物的濃度,保障了路面工作環(huán)境,增加了瀝青路面的耐久性。

        四、結(jié)語

        本文以京臺高速改擴(kuò)建濟(jì)泰段為例,討論中間帶較低側(cè)排水壓力大的問題,采取拆除全部原縱向排水槽,重新澆筑C15混凝土基座,鋪筑多孔隙水泥穩(wěn)定碎石的改造方案,分析了方案的設(shè)計要求、施工工藝流程、施工操作要點及具體應(yīng)用情況。質(zhì)量驗收發(fā)現(xiàn)該項施工技術(shù)對于提高中分帶路面排水設(shè)施的匯水、排水能力,增強瀝青路面結(jié)構(gòu)耐久性,保證高速公路行車安全有良好的效果,可為同類改擴(kuò)建工程施工提供經(jīng)驗。

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