高速公路新旧路面拼接施工技术

刘涛

（张家口路桥建设集团有限公司，河北 张家口 075000）

0 引言

在高速公路改扩建过程中都会遇到新旧路面拼接问题，由于材料、结构和工艺等方面的影响，使新旧路面拼接有很大难度，而新旧路面拼接效果直接影响改扩建后路面行车舒适度。基于此，为保证改扩建工程新旧路面良好拼接，需根据工程实际情况，在明确改扩建特点和拼接要求的基础上，做好新旧路面拼接设计，然后严格按照设计要求开展拼接施工，确定不同施工环节的方法和要点。

1 工程概况

某高速公路路段修建过程中充分利用既有路段，设计要求将整体式路基由原来的四车道扩建为八车道。新旧两条高速公路在结构上存在显著差异，且结构形式都十分复杂，因此有必要根据高速公路特点和扩建要求，对新旧路面拼接进行分析。

2 路面拼接设计

在路面拼接设计中，借助三维有限元对新旧路面之间的接缝以及旧路台阶尺寸可能对拼接路面结构受力造成的影响进行分析[1]。三维建模时在新旧路面不同位置选取模量实施分析，新旧路面基本参数包括：土基厚度为1 000cm，模量为100MPa，泊松比0.4；底基层厚度为20cm，模量为500MPa，泊松比0.15；上、下基层：新路面厚度为32cm，模量为4 000MPa，泊松比0.15；旧路面厚度为32cm，模量为6 000MPa，泊松比0.15；中、下面层新路面厚度为15cm，模量为1 500MPa，泊松比0.35；旧路面厚度为15cm，模量为3 000MPa，泊松比0.25；表面层厚度为5cm，模量为1 500MPa，泊松比为0.35。

荷载与拼缝之间的相对位置，决定了能否通过分析得出拼缝位置可能对拼接路面结构受力造成的影响，从而确定最佳接缝位置，使路面受力达到最佳。基于此，将相邻两个荷位之间的距离确定为0.1m。在整个拼接路面结构中，拼缝的极限强度相对较低，并且如果有较大的荷载直接作用在拼缝的周围，则路面结构的受力将产生很大变化，因此本次主要分析明确荷载作用在不同结构层次拼缝周围时路面结构实际受力状态。经研究可知，拼缝表面剪应力受荷载位置直接影响，拼缝部位新旧路面结构之间剪切强度较低。基于此，可将拼缝表面剪应力作为主要分析指标[2]。

根据各项分析结果可确定面层和基层结构拼缝位置时需遵循的基本原则，主要包括以下方面：

（1）面层上的拼缝位置应尽可能远离轮迹，与轮迹之间保持至少0.4m的间距，并尽量设置在标线处或车道中央[3]。

（2）基层上的拼缝位置需根据旧路面结构进行设置。需要注意的是，上基层表面台阶尺寸需控制在0.4～0.7cm范围内，以此为之后聚酯玻纤布的铺设施工提供足够的宽度。

（3）下基层表面台阶尺寸不宜超过0.4m，即处在上基层表面铺设聚酯玻纤布作用范围以内，从而使上基层的聚酯玻纤布也为下基层起到良好的抗裂作用。

（4）底基层表面台阶尺寸应在0.65m以上，其原因包含两个方面：一是为切割机提供良好的工作平台；二是为玻纤格栅的设置提供足够的宽度[4]。

（5）考虑当前路基还未能开挖出台阶，因此，为使路基拼接质量达到要求，需通过对旧路的铣刨来形成新的台阶，台阶的尺寸初步按照0.8m控制。为使旧路台阶始终保持稳定，对原厚为15cm的面层，其台阶尺寸按6cm+9cm控制，而基层与底基层上的台阶尺寸保持不变。

3 路面拼接施工准备

高速公路改扩建工程新旧路面拼接施工开始前应做好如下各项施工准备工作：

（1）开工前组织所有参与方全面检查路基状况，形成中间交验报告，需检查的内容包括：路基中线偏位、路基宽度、路基横坡度、路基平整度和路基强度（即沉降、压实度与弯沉）[5]。

（2）根据护栏拆除基本要求将原护栏拆除；对旧路土路肩与路肩边坡处存在的覆盖土进行清理，一并清除盲沟内存在的垃圾杂物，使旧路露出其内部结构层；利用压缩空气将路面上的浮土与土粒吹净；以上清理过程产生的杂物理论上应予废弃，在条件允许时可将其作为路床下部填料。

（3）为充分利用旧路，需要严格控制纵断面标高，如在旧路表面增铺4cm进行标高控制。开工前对旧路内侧路缘带以内10cm处路面标高进行复测，按10m的间隔距离布点，然后以复测结果为依据适当调整设计，得出最终的设计标高，最后按照这一设计标高开展施工；在路面拼接中，纵断面高程产生的变化主要通过对结构层实际厚度的调整来实现，在调整过程中应确保底基层、基层与中面层表面均调整到位，同时尽可能在面层下部进行调整，以此起到降低工程造价的作用。若需要进行横向调整，则应在第三车道中进行，拼接的第四车道与硬路肩都应与设计要求相符。当路基需要整体抬高和分离路段，需严格按照设计要求的标高进行控制，对于两端衔接部位应确保横纵坡保持平顺[6]。

4 路面拼接施工

4.1 旧路面切割

旧路面切割尺寸根据路面拼接方案得出，若切割机没有良好的工作平台，则可在得到监理的批准后进行适当调整，以底基层与下基层为调整层位，在旧路面切割时要注意下列几方面要点：

（1）切割边线的线形应保持顺直，不能出现啃边等问题；

（2）对可能产生啃边等问题的部位，需预留5cm左右的宽度在拼接之前进行冷切缝；

（3）旧路面切割深度同样根据拼接方案得出，在实际操作中，当发现旧路层厚有很大变化时，应进行分层切割，即将旧路的各结构层次均作为一个单独的切割层，但要注意中面层需按照6cm和9cm的厚度进行分层铣刨；

（4）直接利用旧路面部分，应做好拉毛，以免产生夹心层[7]。

4.2 底基层摊铺

（1）底基层施工开始前需做好路床部分的检查与加固；

（2）底基层材料必须满足相关规范提出的要求，摊铺厚度按照20cm控制；

（3）对底基层平整度的施工控制采用以下方法：在摊铺机的外侧悬挂钢丝，以此控制纵向顶部高程，内侧将基层底部铣刨后形成的台阶作为控制基准。当底基层底部无台阶存在时，可直接使用横坡仪进行控制；

（4）对底基层材料进行的生产拌和、运输、现场摊铺和碾压，以及养生都必须满足规范规定。

4.3 基层摊铺

（1）基层的拼接需分成两层完成，并在每层拼接开始前均在侧面均匀涂刷一层水泥浆，以此提高新旧路面之间的黏结力；

（2）基层摊铺施工中的平整度控制方法与底基层摊铺施工相同，即在摊铺机的外侧悬挂钢丝，以此控制纵向顶部高程，内侧将基层底部铣刨后形成的台阶作为控制基准；

（3）在基层表面拼缝部位粘贴聚酯玻纤布，具体的贴缝位置为旧路面基层表面50cm宽，以此在防止上基层表面拼缝产生反射裂缝的同时，延缓底基层与下基层表面拼缝产生的反射裂缝；

（4）对基层材料进行的生产拌和、运输、现场摊铺、碾压和养生都必须满足规范规定。

4.4 基层拼接效果保证措施

（1）做好缝面清理，清除所有松散颗粒、杂物与尘土，使缝面线形达到平顺和整齐，没有污染。

（2）对旧路上直接利用的部分进行全面清理，其要求和缝面基本相同，通过全面清理使新旧结构层之间紧密结合，没有软弱松散层产生。

（3）在接缝的垂直方向表面均匀喷涂一层水泥浆，其水灰比按1∶3～1∶4控制，要求喷涂必须均匀，没有露白和流淌。

（4）接缝表面的新料应达到饱和，当发现大粒径颗粒时，应将其及时剔除。将水泥浆喷涂完成后，应尽快开始摊铺，以免喷涂的水泥浆达到硬化影响黏接效果。

（5）碾压开始前应先在不饱满的部位进行补料，在碾压过程中先在与接缝表面相距20～30cm的位置对新铺料进行稳压，以此有效预防接缝碾压过程中新料发生推移，之后与接缝表面紧靠碾压，保证接缝部位的材料达到密实。

（6）对接缝部位进行保湿养生，保证接缝材料强度。

（7）新旧结构层之间的接缝面由于标高控制不到位或存在薄弱夹层或发生局部沉降等方面的原因会使结构层尤其是基层表面产生台阶，如果该台阶的高差为1～2cm，则可在施工中采用人工将其整平，而如果该台阶的高差达到2cm以上，则要在养生至强度符合要求后，在接缝两侧分别使用铣刨机进行铣刨，形成宽度达到1m以上的槽口，槽深与找平料补强提出的最小压实厚度相符。当采用ATB15进行补强找平时，其深度应达到6cm以上。而当采用水稳碎石进行找平时，其深度应达到12cm以上。将槽内的碎屑清理干净后，方可开始摊铺新料，确保新旧路床表面达到平顺，形成一个整体，保证上层结构质量。

（8）为使接缝部位达到严密，完成混合料摊铺与碾压后，需在拼缝部位实施灌缝处理，灌缝材料一般为乳化沥青。

（9）将基层横纵向均处理至平整状态后即可开始聚酯玻纤布铺设。

4.5 面层拼接

（1）面层摊铺施工中的平整度控制方法为：在摊铺机外侧通过拉钢丝按照设计要求的高程对钢丝基准面进行控制，内侧直接采用横坡仪进行控制；

（2）在中面层顶部的拼缝需使用聚酯玻纤布进行贴缝，具体的贴缝位置为将中面层拼缝作为中心确保新旧路面分别有一半粘贴聚酯玻纤布，以此充分发挥玻纤布具有的防止拼缝反射的作用，还能对下面层有一定贡献[8]；

（3）当以旧路面为基准面时，雪橇长度应达到2.0m以上；当以热沥青面为基准面时，雪橇长度应达到1.0m以上；

（4）钢丝基准面必须拉直，使张拉力达到80kN以上，钢丝必须保持平顺，不能产生折点；

（5）在面层与基层的硬路肩外部边缘设置厚度和铺筑厚度相同的方木，以此确保边缘线形达到整齐，并能碾压到边；最后，面层施工中使用的工艺方法、材料都应满足相关规范的规定。

4.6 面层拼接效果保证措施

（1）做好缝面与台阶的清理，接缝面不能存在松散料、灰尘和污染，且台阶面上也不能存在夹层与杂物；

（2）对黏层油的喷洒必须达到均匀，不能露白或流淌；

（3）通过在纵向冷接缝部位均匀涂抹一层沥青再生剂起到防止渗水的作用；

（4）接缝面处补料、剔除大骨料：摊铺机在接缝面处侧挡板要到边，使热料填满接缝面，若发现大骨料紧贴缝面时要剔除，填料不足的部位要人工填补，确保接缝面沥青混合料都能均匀填满；

（5）压路机在与接缝面相距20～30cm的位置预先进行稳压，以此避免接缝部位的骨料发生推移，然后与接缝紧贴进行振动压实，确保新旧路面混合料通过相互嵌挤形成整体；

（6）横向接缝要尽可能设置在结构物中，若因故无法实现，则要为横向拼接预留宽度不小于2.0m的台阶，沿垂直方向进行的切缝应严格按照相关工艺要求进行。

5 结语

综上所述，在高速公路改扩建过程中，新旧路面拼接是一项重要内容，拼接质量在很大程度上决定了拼接后行车质量与安全。因此，为保证新旧拼接质量，在实际工作中首先应做好拼接设计，确定具体的拼接方式，然后按照方案要求做好各项施工准备工作，并按照规范和设计的要求进行拼接施工，保证拼接施工的规范性与合理性，对各施工环节的要点引起高度重视。