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2 8 道路交通 城 市道桥 与防 洪 2 0 1 3 年9月第 9 期 高等级水泥混凝土路面加铺工程的组织与管理 张 海 东 ( 杭 州市 路桥有 限公 司 ， 浙江 杭州 3 l O O l 1 ) 摘 要： 该文对上海市高等级水泥混凝土路面加铺沥青混凝土工程中的评价、 材料、 设计 、 施工等的组织与管理技术进行探讨。 结 合国家的相关规范与上海市的实际状况， 通过详细的分析 ， 明确了上海市旧水泥混凝土路面的调查内容和评价标准 ； 根据评价结 果 建议 了不 同的加铺 对策 ， 对 旧水泥 混凝土路 面应采用 合理 的利 用方案 ， 对损坏 较严重 的路面优 先考虑采 取高性 能沥青 混凝土 的 加铺 对策 ； 遵 循可持续 发展 的理念给 出了高等级 水泥混 凝土路 面加铺工 程的特 点和施工组 织原则 ， 明确 了交通组 织和质量 控制 的 指导思想， 以及各施工环节的工艺要求。以沪青平公路改扩建一期工程为例 ， 详细分析了高等级水泥混凝土路面加铺工程的实施 过程和要求。跟踪观测表明， 该工程的实施效果良好 ， 所采取的加铺技术方案合理、 可行。 关键词： 高等级公路 ； 水泥混凝土路面； 加铺 ； 设计 ； 施工 中图分 类号 ： u 4 1 8 8 文献标识 码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 9 0 0 2 8 0 5 0引言 高等级公路 的路面加铺工程普遍存 在质量要 求高 、 施工周期短 、 交通组织要求高等特点 ， 需要 进行详细 的调查 、设计 和施工等 组织和管理技术 与方法。同时 ， 随着环境保护 、 可持续发展 、 低碳社 会等理念 的不断深化 ，对高等级公 路的加铺工程 提 出了更高的要求 。 本 文 以高等级 水泥 混凝 土路面 为切入 点 ， 详 细分 析该 类公 路 路面 加铺 沥 青 昆凝 土 的加铺 对 策 、 结 构设计 方法 、 施工 工艺 、 施 工组织 与管理等 技术 ， 并依托沪青平公路 的改扩建工程 ， 对有关技 术进行 阐述。 1 加铺层结构设计 1 1 旧水泥路面的性能调查与评价 在高等级公路 中 ， 为 了采取合 理的加铺 方案 ， 并设计合理 的加铺层结构 ，需要对 旧混凝 土路面 进行详细的调查和评价 ， 旧路 面的调查一般包括 ： ( 1 ) 旧路面结构和材料组成 、 接缝 构造及养护 历史等公路修建和养护技术资料 ； ( 2 ) 旧路面 的损 坏类 型 、 轻 重程度 、 范 围及修 补措施等路 面损坏状况 ； ( 3 ) 旧路面的路表弯沉、 接缝传荷能力 、 板底 脱空状况 、面层厚度 和混凝 土强度 等路面结构强 度信息； ( 4 ) 旧路 已经承受 的交 通荷 载作用 及预 计 的 设计使用期 内的交通需求 ； ( 5 ) 沿 线气候 条件 、 地下水 位 ， 以及路基 和路 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 6 2 7 作者简介： 张海东( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 浙江杭州人， 高级工程师， 从事 市政工 程管理 工作 。 面的排水状况等 ； ( 6 ) 沿线跨 线桥及下穿道路 的净空要求等 。 各项 内容 的调查方法 、 评价方 法和标准 ， 可按 照上海市的行业标准 公路路面养护技术规范 ( D B 3 1 T 4 8 9 2 0 1 0 ) 中的相关规定执行 。 其 中， 旧水 泥混凝土路面各项指标的评 价标准如表 1 所列 。 表 1 路面使 用性 能各项 评价指标 的评价等 级一 览表 1 2 旧路面加铺方案 1 - 2 _ 1 旧路面的加铺对策 在 旧水 泥混凝土 路面 综合评 定 的基 础之 上 ， 根据加铺后公路的使用要求 ， 可选择分离式 、 结合 式 或钢 纤维水泥混凝 土加铺及 沥青 混凝土加铺方 案， 并经技术经济比较后确定。 参照上海市的路面 养护规范 ，路面加铺 对策 的选择可参照 以下原则 进行 ： ( 1 )高速公路及 一级公路 的 P C I 为 中等及 中 等以下 ，或者二级公路 的 P C I 为次等及次等 以下 时 ，应采取全路段修复或改建措施 ，包括板块 翻 修 、 加宽路 面、 补强 、 加铺 为沥青混凝 土路面等 ， 可 根据具体情况优先采用加铺沥青混合料的补强方 案 ； ( 2 )高速公路及一级公路的 R Q I 为中等及中 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年 9月第 9 期 城 市道桥 与防洪 道路交通2 9 等以下，或者二级公路的 R Q I 为次等及次等以下 时， 应采取刻槽、 沥青混合料罩面或加铺层等措施 以改善路 面的平整度 ； ( 3 ) 高速公路及一级公路的 S R I 为中等及中等 以下 ， 或者二级公路的 S R I 为次等及次等以下时， 应采取刻槽、 罩面等措施提高路表面的抗滑能力。 对上海市的高等级公路而言 ， 若需要实施加铺 工程 ， 为 了尽可能地减少加铺工程对 现有交 通 、 生 活 、 生产和环境 的影 响 ， 宜选择高性能 的沥青 混凝 土作为加铺层材料 。 1 2 2 旧路面的利用方案 在高等级水泥混凝土路面的加铺工程 中， 如何 有效地利用 旧混凝 土路 面 ，是加铺工程是 否成功 的关键技术之一 。旧混凝 土路面 的利用应 根据其 使用性能状况 、加铺后道路的使用需求和工程建 设可持续、 低碳化发展理念综合确定。旧混凝土路 面利用方案包括 ： ( 1 ) 路面的损坏状况和接缝传荷能力良好 ， 在 对 旧混凝 土板进行 相关 的技术处理之后 ，直接在 旧混凝土上加铺沥青混凝 土面层 ； ( 2 ) 如果 旧水 泥混凝土面层损 坏状况严重时 ， 选用打裂压稳方案或碎石化方案处治旧混凝土路 面 ，然后将处治 后的 旧路面用做改建路 面的基层 或底基层 ； ( 3 ) 当旧水泥混凝土路面板块强度达到石料二 级及二级 以上标 准时 ，可 回收加工作 为水泥混凝 土再生集料 。 1 3 沥青加铺层 结构设计 在 旧水泥混凝 土路面之上加铺沥青混凝土 ， 根 据原路面的评定等级、防止反射裂缝的要求和标 高控 制等 因素 ， 可设单 层 、 双层或三 层沥青 面层 ， 至少有一层采用 密级配沥青混合料 ，可根据需要 设置调平层 ， 在路面边缘宜设置 内部排水系统 。 在 沥青 加铺层与原水 泥混 凝土面板之 间宜撒 布改性沥青或铺 筑微 表处 、 同步碎石 封层 ， 以加强 层 间结合 ， 避免层间滑移 。 旧水泥混凝 土路面存在各类接缝和裂缝 ， 应采 取恰 当的措施 和设计 防治反射裂缝 的出现 。 目前 可适用 于大交通量道路 加铺工程 的防反射 裂缝 的 措施主要有 ： ( 1 ) 增加沥青加铺层 的厚度 ； ( 2 ) 在加铺层沥青混合料中掺加纤维及橡胶等 改性剂 ； ( 3 ) 在 旧混凝土板顶面或加铺层 内设置应力吸 收层 、 聚酯玻纤布或者土工织物夹层 ； ( 4 ) 沥青加铺层下层采用大粒径沥青碎石。 沥青加铺层下 旧混凝土板的应力分析 ， 以及 沥 青加铺层厚度 的确定 ，可按照 中华人 民共 和国现 行的公路水泥混凝土路面设计规范进行。高速公 路和一级公路 的最 小厚度宜为 1 0 0 m m， 其他 等级 公路 的最小厚度 宜为 8 0 mm。旧水 泥混凝 土路 面 破碎稳固后作为底基层使用时，基层的厚度应不 小于 1 8 o m； 旧水泥混凝土路面破碎稳 固后作为基 层使用 ， 直接铺筑沥青混凝土面层时， 沥青混凝土 面层 的厚度应不小于 1 0 c m。 1 4 加铺层材料选择 加铺层材料包括混合料类型 ， 以及沥青 、 集料 、 填料等原材料。鉴于大交通量条件对路面使用性 能的高质量要求 ， 沥青混凝 土的加铺层材料( 多层 加铺时的磨耗层材料 )宜选用 S M A等高性能沥青 混合料。S M A的最大公称粒径应根据加铺层的厚 度按照 3 倍或 4 倍粒径原则确定。沥青混合料的 组成设计应按照现行 公路沥青路 面施工技术 规 范 ( J T G F 4 0 -2 0 0 4 )进行 。磨耗层宜采用玄武岩 等具有较高抗磨耗性能 的集料 。沥青应采用 高性 能改性沥青 ， 各性能要符合现行规范的要求。 2 施工组织与管理 2 1 路面加铺工程的特点 在大交通量公路的路 面加铺工程 中， 其施工组 织一般具有 以下特点 ： ( 1 ) 施工工期较短 ； ( 2 ) 施工作业面窄 ； ( 3 ) 交通组织复杂 ； ( 4 ) 质量控制难度高 ； ( 5 ) 各个工序 的衔接要求高。 2 2 施工工艺与质量控制 2 _ 2 _ 1 总体原则 为了适应 大交通量公路加铺工程 的特点 与需 求 ， 其施工组织应该遵循对现有交通干扰小、 对沿 线居 民生活干扰少 、 对沿线企业 生产干扰少 、 对周 围环境影 响小 、 施工工艺快速有序 、 施 工质量高并 可控等总体原则 。 2 2 2 施工标段划分 上海市 高等级公路 的加铺工程一般分年度 有 序实施 ， 以缩短施工时间、 减少对现有交通的干扰 ， 因此单次加铺工程的施工长度一般都在 k m 以 内。为了加快施工进度， 在满足各个标段施工作业 面需求 的情况下 ， 在段 内可划分 为 1 一标段进 行施工 。 2 2 3 旧混 凝 土 路面 处 理 在不同的损坏和结构状况的旧水泥混凝土路 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 O 道路交通 城 市道桥 与防 洪 2 0 1 3 年 9 月第 9 期 面上加铺沥青混凝土时 ，需要根据实 际状况对 旧 混凝 土路面进行必要 的技术处理 。 ( 1 ) 对直接加铺的 旧混凝土路 面 ， 应更换 破碎 板 ， 修补 和填封裂缝 ， 压 浆填 封板底 脱空 ， 磨平 错 台， 清除 旧混凝土面层表面的松散碎屑 、 油迹或轮 胎擦痕 ， 剔除接缝 中失效的填缝 料和杂物 ， 并 重新 封缝 ， 然后在上面加铺沥青混凝土面层。 ( 2 ) 对原有水泥混凝土路 面板 的防水渗透 ， 宜 采用 聚脂改性沥青油毡或聚脂玻纤布 ， 切成 5 0 e m 宽 的长条 ， 清除水泥混凝土路面板表面杂物后 ， 骑 缝覆盖在接缝及其他裂缝上 。 ( 3 ) 当采用 冲击破碎和振动破碎对 旧混凝 土路 面进行破碎利用时， 破碎工艺应符合设计要求。重 要 路段 的 旧水 泥 混凝 土路 面板 块 破碎 应 经 过试 验 ， 确定适 当的破碎工艺 。旧水泥混凝土路面板块 破 碎前 ， 应查 明并标 出涵洞 、 地 下管线 、 排 水管等 的位 置 ； 破碎 时 ， 在涵洞 、 地下管线 、 排水 管等位置 不得 而知进行冲击破碎 。 旧水泥混凝土路面板块冲击破碎后的最大块 度应 不超过 6 0 e m； 振 动破碎后 的最大块度应不超 过 3 0 e m。 破碎后 的旧水泥混凝土路面应用振动压 路机 ( 2 5 t ) 或重型轮胎( 1 5 t 以上 ， 轮胎最小充气压 力为 7 k e m ) 进行振动碾压 ， 碾压速度为 2 5 k m h ， 往返碾压 6次 。 ( 4) 若将 旧水泥混凝土路面板块加工作 为水泥 混凝土再生集料使用 时 ，在 旧水 泥混凝土路面板 现场破碎后的最大块度应不超过 8 0 e m。 2 2 4 层间结合处理 在 旧水 泥混 凝 土路 面上 加铺 沥 青 混凝 土 面 层 ， 为 防治反射裂缝 ， 并增加沥青混凝土 面层 和旧 路 面之 间的结 合力 ， 防止层 间滑动 ， 需要设置应力 吸收层或封层 ， 并可采取玻璃纤维格栅等措施 。 为 了缩短施工周期 ， 提高粘结效果 ， 层 问结合 处理可采用喷洒改性乳化沥青 、 改性热沥青 、 稀浆 封层 、 微 表处 、 同步碎石封层 等。在 同步碎石封层 中还 可添加 纤维 以提高封层 的抗反 射裂缝 能力 。 层 间处理宜在 旧路面清理后立 即进行 ，并采用沥 青洒布车 、稀浆封层机 和同步碎石 封层机等机械 化施工装备 ， 以提高施工质量和速度。若需要在旧 水 泥混凝 土路 面接缝及其他裂缝 上铺 设玻璃纤维 格栅时 ， 应遵循 以下原则 ： ( 1 ) 根据纵横端面设计 ， 用 沥青混 凝土调平 旧 水泥混凝土路 面； ( 2 ) 根据裂缝和接缝位置图， 把带背胶宽 1 2 0 c m 的玻璃纤 维格栅居 中覆 盖在 旧水泥混凝土路 面的 接缝及裂缝位置上 ， 拉直并 固定压实 ； ( 3 ) 格栅的纵 、 横向的搭接长度不小于 2 0 e m。 2 2 5 加铺层的施工 沥青 混凝 土 面 层 的施 工 宜在 封 层 施 工 完成 后 ， 立即进行 。沥青混凝土加铺层的施工应采用按 照现行 公路沥青路面施工技术规范 ( J T G F 4 0 ) 进 行 ， 并符合设计 的要求 。从原材料输入 、 混合料拌 合 、混凝 土摊铺 与碾压等各个 环节对施工质量进 行控制。由于高等级公路的路面加铺工程的施工 时间短， 各个工序的之间的衔接紧， 建议采用一些 快速 测试设备 实时跟踪测试 ， 及 时反馈施 工效果 。 若 条件许可 ，可委托第三方专业单位进行施 工过 程跟踪与测试。 2 3交通组织 对大交通量道路进行加铺，应尽可能地减少 对现有交通 的影响 ， 包括机动车 、 非 机动车和行人 的通行。 高等级公路 的加铺工程 ，一般 不允许 中断交 通施工。在施工作业面许可 的条件下 ， 尽可能采用 保持通 车车道数量不变 的交通组织 方案 。在施工 现场应设置醒 目、足够 的交通标 志和标线来 引导 交通 。当施工需要 占用 、 封闭 已有车道时应安排在 非高峰时段快速实施 。如需要在夜间施工 ， 其工序 的安排不得影 响沿线单位 和居 民的生产 、 生活。 一 若 在施 工时需 要 占用非 机动 车道或人 行道 ， 应开辟施工便道供非机动车或行人使用 。 3 沪青平公路加铺工程实例 3 1 工程 概 况 沪青平公路是 3 1 8国道中的一段 ， 是上海通往 外省市 的一条主要干道 ，对上海市 的发展具有重 要作用 。沪青平公路全线为一级公路 ， 横 断面为双 向四快两慢共 6车道布置 ( 见图 1 ) 。 随着社会 经济 的快速发展 ， 沪青平公路 的交通量增长迅速 ， 重 型 车辆通行 比例高 。 道路经过多年运营 ， 路面出现不同 程度 的损坏 ， 水泥混凝土板 的沉 陷或断裂严重 ， 平 整度和摩阻性能下 降 ， 严重影响 了车辆行驶 的安全 和舒适 。为 了提高公路的使用性能 ， 并进一步扩充 公路 的通行能力 ，上海市公路管理部 门决定 对沪 青平公路分期实施加铺和拓宽工程。其中一期工 程于 2 0 1 0 年 l 0 月建成通车， 其范围为 K 1 4 + 9 2 0 K1 7 + 6 7 0， 以及 K1 9 + 3 0 0一K 2 3 + 8 7 0 。 3 2 旧混凝土路面 的利用方案 根据 旧混凝 土路 面的调查和评价结果 ，在沪 青平一期工程 中采用两种方案对 旧混凝 土路面进 行利用 ： ( 1 ) 对损坏较严重 的混凝 土板块翻挖修复 ， 对 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 2 道路交通 城 市道桥 与防洪 2 0 1 3 年 9 月第 9期 注浆沥青碎石纤维封层摊铺水泥 一乳化沥青半柔 性混合料摊铺中粒式沥青混凝土及衬垫施工排砌 侧平石摊铺 S MA沥青混凝土面层标 志、 标线 、 绿化 等工序。 共振破碎方案 的施 工流程包括 ：采用共 振机 械破碎就混凝板处理破碎后 的表 面铺设 沥青碎石 纤维封层摊铺粗粒式沥青混凝土摊铺 中粒式沥青 混凝土摊铺 S MA沥青混凝 土标志 、 标线 、 绿化等工 序 。 对 施工 质量 的控制采 取从 各个工 序人 手 ， 全 方位 、 多单位控制的手段 。在执行 中采取材料供应 商 自检、 材料购买方核查 、 施工单位 自检 、 监理单 位监控 、 行业管理单位检查、 质检部门核查等多个 部门联合的方法加以控制 。质量标准严格按照 国 家 有 关 规 定 和 设 计 要 求 进 行 。 其 中 为 了提 高 S M A 一 1 3的施工质量， 特别聘请了同济大学的有关 专家作为施工的技术顾问，严格把关各施工工序 中的质量 问题 。 3 5 施工交通组织 为有效保证沪清平公路改扩建工程的施工工 期 ， 在征得交通管理部门支持的条件下 ， 沪清平大 修工程计划施工交通组织的原则为 ：施工期间保 证两来两去四根机动车道 ，具体施工分为两个阶 段 ， 交通 的有 限通行 封闭如下 ： 第一阶段 ：主要施工内容为修建临时人行便 道、 混凝土板块破碎、 沥青混凝土摊铺 、 侧平石铺 设等 ； 在道路两侧拓宽人行道位置修建 2 5 m宽人 行便道( 保证 明沟排水通畅) ， 将非机动车流移至 两侧便道上 ， 机动车道半 幅封闭交通进 行施工 ， 另 外半幅四根车道( 半幅 1 5 m宽 ) 双向通行， 依次施 工南 、 北半幅。 第二阶段 ： 主要施工内容为排水管道铺设、 人 行道拓宽结构层等 ； 将交通流恢复到原位置 ， 封闭 便道位置 ， 施工新建排水管道工程及人行道拓 宽。 3 6 工程实施效果 沪青平 公路一 期工程 建成 通车半 年 多来 ， 承 受 了大交通 量和恶劣天气 的考验 ，到 目前为止路 面外观均匀 、 道路平整 、 路面不 渗水 、 未 出现任何 裂缝和车辙， 道路使用性能优良。一期的许多成功 经验， 如碎石化技术、 纤维封层技术 、 S M A 一 1 3技术 等被推广应用到了沪青平公路的二期施工之中。 4 小结 本文对上海市高等级水泥混凝土路面加铺沥 青混凝 土的施工组织 和管理技术进 行研究 ，现小 结如下 ： ( 1 ) 详细探讨 了旧水泥混凝土路面的评价 内容 ， 明确 了适用 于上海市 的各个路 面使 用性能指标 的 评价标准 ； ( 2 ) 给出了不 同旧水泥混凝土路 面状况条件下 的加铺对策，建议对路面损坏较严重的高等级水 泥混凝 土路面优先考虑采用高性能 的沥青混凝 土 加铺对策 ； ( 3 ) 明确 了高等级公路 旧水泥混凝 土路面 的 3 种利用方法 ： 原地修复后使用、 打裂或破碎后使用 和 回收加工成粒料使用 ； ( 4 ) 推荐加铺的磨耗层采用高性能 的 S MA， 并 进一步 明确 了防反射裂缝 的各项技术措施 和各结 构层的厚度要求 ； ( 5 ) 明确了高等级公路的加铺工程的特点与需 求 ，与此相适应建议其施工组织应该遵循对现有 交通 干扰小 、 对沿线居 民生活干扰少 、 对沿线企业 生产干扰少、 对周围环境影响小 、 施工工艺快速有 序、 施工质量高并可控等总体原则； ( 6 ) 以沪青平公路 的改扩建一期工程 为例 ， 详 细 阐述 了高等级公路的 旧路处理 、 结构设计 、 材 料 选择、 施工工艺、 交通组织和质量控制等各个环节 的组织与管理技术 。 跟踪观测表 明， 该工程 的实施效果 良好。 参 考文献 1 DB 3 1 4 8 9 2 0 1 0， 公路路 面养护 技术规 范【 S 】 【 2 J T r G F 4 0 2 0 0 4 ， 公路沥青路面施工技术规范【 s 【 3 I T G D 4 0 2 0 0 2 ， 公 路水 泥混凝土路 面设计 规范 s 【 4 】 付智， 李红旧水泥混凝 土路面加铺改建与拓宽 【 J 】 公 路， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 2 0 2 6 5 】张红 日， 孙 方 旧水 泥混 凝 土路 面沥 青加 铺 结构 设计 研 究 山东交通科 技， 2 0 1 0， ( 6 ) ： 3 5 3 8 6 】毛朝 国 水 泥混凝 土路 面加铺 方 法对 比分 析 【 J 交 通标 准化 ， 2 0 1 l ， ( 1 ) ：1 2 8 1 3 2 【 7 】 拾方治， 孙大权 旧水泥混凝土路面沥青层加铺技术及设备 J 】 _ 筑路机械 与施工 机械 ，2 0 0 4 ， 2 1 ( 1 1 ) ： 9 - 1 1 【 8 董元帅， 唐伯明 中国旧水泥混凝土路面加铺技术现状 J 】 中 外公路 ， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 2 ) ： 6 8 7 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m