罩面設計中若干技術(shù)問題的探討

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摘　要：本文針對省內(nèi)外多條高速公路瀝青混凝土路面在罩面設計過程中，經(jīng)常遇到的有關(guān)標高調(diào)整、病害治理等方面的技術(shù)問題，借鑒以往的成功經(jīng)驗，對這些問題的處理方案進行歸納和總結(jié)，為今后類似問題的解決提供有益的參考。 
    一、概述  
    高速公路瀝青混凝土路面的罩面工程是一項規(guī)模大、涉及面廣、投資大的路面維修養(yǎng)護工程。如何處理好由于罩面所引起的路面標高的調(diào)整、罩面前原有路面病害的綜合治理等一系列技術(shù)問題，提出切實可行、對癥有效、經(jīng)濟合理的解決方案，則是路面罩面設計工作中首要面對和亟待解決的課題。 
    二、罩面設計中常見的幾個技術(shù)問題 
    高速公路瀝青混凝土路面在罩面設計工作中經(jīng)常遇到的技術(shù)問題，歸納起來主要有以下兩個方面： 
    1、標高調(diào)整問題： 
    由于罩面導致路面標高的調(diào)整，以及由此而涉及到路緣（肩）石、防撞護欄標高的調(diào)整，上跨構(gòu)造物凈空的限制，橋面與路面在伸縮縫處的銜接，互通區(qū)收費站、服務區(qū)、主線收費站廣場等銜接部位的處理，中央分隔帶緊急開口路面的整平，縱橫斷面的恢復與調(diào)整等。 
    2、緣有路面的病害治理問題： 
    路面罩面之前，首先應對原有路面的病害進行綜合治理，其中包括對路面內(nèi)在的結(jié)構(gòu)強度不足、水穩(wěn)性惡化等路段的處理，橋涵結(jié)構(gòu)物橋面鋪裝層病害的治理，以及各種路面病害的挖補處理等。 
    三、相關(guān)問題的處理方案 
    1、標高調(diào)整問題的處理方案： 
    （1）路緣（肩）石標高的調(diào)整： 
    可考慮將原有路肩石拆除，其下鋪設一定厚度（根據(jù)罩面層的厚度確定）的砂墊層后，重新砌筑路肩石。瀝青砂攔水帶可做拆除后重新鋪筑。但從經(jīng)濟和實用角度考慮，當鋪筑罩面層的厚度在4～5cm以下時，也可以在瀝青砂攔水帶或路肩石的內(nèi)側(cè)預留出一道斷面下口寬10cm的集水槽，以免除對瀝青砂攔水帶和路肩石標高的調(diào)整，同時也有利于地表水、層間水的橫向排出，起到縱向集水槽的作用。 
    對于中央分隔帶兩側(cè)的路緣石，可以考慮采用挖除后重新預制安裝的方案，重新安裝的路緣石尺寸應滿足罩面后路面結(jié)構(gòu)層厚度的要求。如果原有路緣石頂面為緩坡面，車輪通過這一部位的可能性較小，從經(jīng)濟、安全角度考慮，也可以采取罩面層漫鋪的方式，在罩面層瀝青混凝土攤鋪時，路緣石緩坡面上采取瀝青混凝土漫鋪順接，這樣可以大大減少路緣石的拆除、預制、安裝的工程量。 
    對于超高路段中央分隔帶設置有集水井水篦子的路段，由于罩面對其使用功能無大影響，水篦子的標高可以不進行調(diào)整。 
    （2）防撞護欄標高的調(diào)整： 
    對于波形梁鋼護欄標高的影響問題，規(guī)范規(guī)定：當不設路緣石時，護欄高度（指護欄板中心至路面的距離）為60cm；當設有路緣石時，護欄板中心至路緣石頂為60cm，距路面一般為72cm。經(jīng)多方調(diào)研咨詢，單將波形梁板提升一定高度的方法會直接影響到使用的安全性。所以，只有將波形梁板和立柱一同提升到相應的高度才能滿足要求。但是，這樣做不僅增加了施工的難度，而且一旦提升后基礎(chǔ)如若處理不當，還將引發(fā)不均勻沉降等破壞現(xiàn)象。有鑒于以往的高速公路罩面工程中也有維持原防撞護欄標高不變的做法，因此，可以結(jié)合各高速公路的實際情況，在對護欄高度與其使用性能的影響關(guān)系進行分析論證之后，如果鋪筑罩面層后的護欄相對高度能夠滿足高速公路的防撞性能及安全指標要求，可以考慮不調(diào)整波形梁鋼護欄標高的方案。否則，就應考慮將防撞護欄全部拆除后重新安裝的方案，顯然，這樣不僅大大增加了投資，而且對原本堅固穩(wěn)定的路肩部位造成很大的擾動，同時也有損于路基邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 
    （3）上跨結(jié)構(gòu)物凈空的限制： 
    上跨結(jié)構(gòu)物凈空的限制包括上跨分離式立交、互通區(qū)上跨匝道橋、龍門架式或單懸臂式道路交通安全設施、標志、電子警示屏等一切由于罩面可能引起的影響凈空要求的結(jié)構(gòu)物。對于上跨分離式立交、互通區(qū)上跨匝道橋等永久性結(jié)構(gòu)物，可以按照相關(guān)規(guī)范、標準要求，在滿足最小坡長、豎曲線半徑、長度等要求的基礎(chǔ)上，將受凈空影響的路段范圍之內(nèi)的原有路面適當銑刨之后，再鋪筑罩面層。對于龍門架式或單懸臂式道路交通安全設施、標志及電子警示屏等結(jié)構(gòu)物，可適當調(diào)整其高度以滿足凈空要求，如在基座處設置墊塊提升標高，或適當調(diào)整標志牌的安裝高度、位置，等等。 
    （4）橋面與路面在伸縮縫處的銜接： 
    原則上應對特大、大、中橋的橋頭及橋面內(nèi)原有的毛勒式伸縮縫的標高不進行調(diào)整，這主要是考慮到橋面鋪裝層的加厚將直接引起橋梁恒載的增加，并且拆除與安裝伸縮縫的施工難度及對交通的干擾等因素。因此，就需要在橋頭一定范圍之內(nèi)采取順坡的方式予以處理。具體做法為：以橋頭毛勒式伸縮縫為控制標高，將橋頭接路端一定范圍內(nèi)（一般不應小于30m）的瀝青混凝土路面銑刨適當?shù)暮穸?，以滿足瀝青混凝土罩面層施工最小厚度的要求，然后順坡調(diào)整鋪筑罩面層。 
    對于中、小跨徑的結(jié)構(gòu)物，可以通過理論計算，視恒載增加情況對上部結(jié)構(gòu)承載力的影響關(guān)系而定。對影響不大且保留一定安全系數(shù)的中、小結(jié)構(gòu)物可考慮橋面鋪裝與兩端路面統(tǒng)一順接鋪筑瀝青混凝土罩面層的方案。對于計算不能滿足規(guī)定要求的結(jié)構(gòu)物，其橋面鋪裝應不再加厚，可考慮以橋頭標高為控制點，在橋頭一定范圍內(nèi)進行順坡處理的方案。 
    對于橋涵結(jié)構(gòu)物TST彈性體伸縮縫，其上可直接鋪筑罩面層，但先前應將伸縮縫損壞部位進行修補之后再行鋪筑。如果對TST彈性體伸縮縫進行改造，可考慮在罩面之后的原對應位置處，采取切割更換伸縮縫的方式予以改造處理。 
    （5）互通區(qū)收費站、服務區(qū)、主線收費站廣場等銜接部位的處理： 
    由于互通區(qū)收費站、服務區(qū)、主線收費站廣場多為水泥混凝土路面，罩面范圍一般不涉及這些區(qū)域，可只考慮在與其銜接的一定范圍的路段內(nèi)采取順坡方式予以處理。具體做法為：以剛、柔路面分界線為控制標高，先將銜接部位一定范圍內(nèi)的瀝青混凝土路面銑刨適當?shù)暮穸?，以滿足瀝青混凝土罩面層施工最小厚度的要求，然后順坡鋪筑罩面層。 
    （6）中央分隔帶緊急開口路面的整平： 
    可考慮先將設置在中央分隔帶緊急開口處的柵欄拆除，如果原路面為水泥混凝土，可在水泥混凝土路面上噴灑透層油（稠度視粘附效果而調(diào)整）后，直接鋪筑瀝青混凝土罩面層。對于瀝青混凝土路面可適量噴灑粘層油后鋪筑瀝青混凝土罩面層，然后重新安裝活動柵欄，并根據(jù)實際情況更換已損壞、銹蝕的部位。 
    （7）縱橫斷面的恢復與調(diào)整： 
    對于縱斷面，原則上應保持現(xiàn)有縱坡不變，以原有橋梁結(jié)構(gòu)物毛勒式伸縮縫的標高為控制標高進行縱斷面拉坡設計。在局部細節(jié)的處理上，如橋面與路面在伸縮縫處的銜接部位，受上跨構(gòu)造物凈空限制的路段，與互通區(qū)收費站、服務區(qū)、主線收費站等水泥混凝土路面的銜接部位，以及由于不均勻沉降、路面搓板、擁包、推移、日常養(yǎng)護維修等引起的縱坡變化部位，等等，均可考慮在一定范圍內(nèi)采取順坡的方式調(diào)整縱斷面。順坡時可在滿足瀝青混凝土罩面層最小施工厚度的基礎(chǔ)上適當銑刨原有路面，然后按照設計標高鋪筑罩面層。 
    對于橫斷面，原則上應保持原有路拱橫坡及超高變坡方式不變，在滿足瀝青混凝土罩面層最小鋪筑厚度的基礎(chǔ)上，將原路面的車轍隆起、推移、擁包等部位先行銑刨處理之后，再進行罩面層的鋪筑。 
    2、原有路面的病害治理問題的處理方案： 
    （1）路面結(jié)構(gòu)性強度衰變路段的處理： 
    對于局部零星路段已出現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)性強度衰變的情況應給予足夠的重視，首先從路基的穩(wěn)定、水文地質(zhì)狀況入手，必要時可根據(jù)具體情況進行特殊的加固補強設計，如路基注漿、路面翻修等，以切實保證罩面層鋪筑在一個堅固穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)強度可靠的下承層之上。 
    （2）橋涵結(jié)構(gòu)物橋面鋪裝層病害的治理： 
    雖然大、中型橋涵結(jié)構(gòu)物一般不進行罩面層的鋪筑，但如果橋面鋪裝層出現(xiàn)了不同程度的病害，如車轍、推移、擁包、修補不良等透水性病害，也必須在罩面設計中，將上述橋面鋪裝層病害連同路面病害統(tǒng)一進行徹底的挖補處理。為增強橋面鋪裝防水效果，亦可采取在橋面上全斷面鋪筑微表處等預防性養(yǎng)護措施。 
    （3）原有路面各種病害的挖補處理： 
    《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2－2001）對瀝青路面罩面的施工做有如下的規(guī)定： 
“對確定罩面的路段，在罩面前必須完成翻漿、坑槽、嚴重裂縫、沉陷、擁包、松散、車轍等病害的修復工作，并清除路面上的泥土雜物。 
    罩面不應鋪在逐年加厚的軟瀝青層上，也不應鋪在和原瀝青路面結(jié)合不好、即將脫皮的瀝青罩面薄層上，應將其鏟除，整平后，再進行罩面。” 
    因此，進行路面罩面設計時應考慮在罩面層鋪筑施工之前，本著“徹底挖除，不留后患”的處理原則，采取相應措施對路面現(xiàn)有病害進行有效的挖補治理： 
    ①裂縫：對于原路面的裂縫病害，應根據(jù)其寬度及兩側(cè)破損程度分別予以處理。對于兩側(cè)尚未出現(xiàn)啃邊、破碎現(xiàn)象的裂縫，可采取開槽灌注密封膠的方式進行處理，注意應采用標準槽非帖封的方式，以防止罩面后出現(xiàn)“軟彈”現(xiàn)象；對于裂縫兩側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)啃邊現(xiàn)象的裂縫，應徹底清除松動的邊緣部分，適當灌注稠度較低的熱瀝青后，再用熱拌瀝青混合料（瀝青砂或細粒式瀝青混凝土）填入縫中并搗實；對于裂縫兩側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)一定寬度網(wǎng)裂破碎帶的裂縫，應徹底挖除破碎帶范圍內(nèi)的瀝青混凝土面層（必要時還應挖除基層）后重新鋪筑，為防止橫向裂縫的反射，對于基層頂面的裂縫在開槽灌注稠度較低的熱瀝青、瀝青砂之后，再在裂縫兩側(cè)鋪設一定寬度的玻纖格柵。若基層已出現(xiàn)松散破碎，則一并予以挖補處理。 
    ②車轍：對于車轍的處理，結(jié)合各高速公路以往的成功經(jīng)驗，并考慮到車轍發(fā)展的速率和趨勢，對目前發(fā)生明顯變形（車轍深度大于12mm）的上、中面層采取挖補的方式予以處理，挖補寬度為3.5m（單車道）；對于一般車轍路段（車轍深度介于5～12mm之間）的處理，采取挖補上面層的方式予以處理，挖補寬度為3.5m（單車道）。層間均勻灑布一層SBR改性乳化瀝青粘層油，乳液灑布量為0.6 kg/m2左右。 
    ③網(wǎng)裂、沉陷、唧漿：對于已發(fā)生網(wǎng)裂、沉陷、唧漿的部位，其面層和基層往往已經(jīng)發(fā)生了不同程度的松散破壞。因此，應對該部位的面層和發(fā)生松散破壞的基層進行徹底的挖補處理，挖補范圍應較病害范圍四周各延伸出至少0.5m，處理深度應保證徹底清除松散軟弱夾層。對于小面積的基層挖補填補材料可考慮采用貧水泥混凝土來代替原有的水泥穩(wěn)定碎石，噴灑透層油后鋪筑瀝青混凝土面層。 
    ④局部性的坑槽、推移、修補不良、擁包等：對于發(fā)生此類病害的部位，由于病害產(chǎn)生和影響的深度較淺，考慮到挖補質(zhì)量等因素，應將該部位一定范圍的面層挖除后重新鋪筑瀝青混凝土。 
    ⑤橋頭跳車：在鋪筑罩面層之前，應將出現(xiàn)明顯橋頭跳車（枕梁沉陷高差大于4cm）現(xiàn)象的局部路段路面進行適當處理，采取原路面局部銑刨、拉毛后鋪筑找平層的方式予以處理，以保證新鋪罩面層與橋面在伸縮縫處的銜接平順。對于出現(xiàn)輕微橋頭跳車現(xiàn)象的路段，根據(jù)縱斷面橋頭順坡情況一并予以處理。對由于伸縮縫損壞引起的橋頭跳車，拆除破損的伸縮縫重新更換。 
    此外，罩面施工之前，應將原有路面反光路鈕等交通安全設施鑿除，對發(fā)生破損的瀝青砂攔水帶、泄水槽等排水設施須及時修復，對發(fā)生破損、缺失的上跨結(jié)構(gòu)物防落物網(wǎng)及隔離柵等設施也須及時修復或更換，等等。 
    四、結(jié)語 
    以上僅僅歸納總結(jié)了路面罩面設計中的兩類常見問題的處理方案，具體選用中還應結(jié)合實際情況進行綜合比較分析?？傊咚俟窞r青混凝土路面罩面設計涉及面廣、限制和影響因素多，在實際工作中難免會遇到這樣或那樣的新問題，這就要求我們在廣泛搜集整理資料、借鑒以往成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，因地制宜，取長補短，進而發(fā)現(xiàn)和探索出更加科學、合理、經(jīng)濟、可行的解決方案。