罩面设计中若干技术问题的探讨

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

摘　要：本文针对省内外多条高速公路沥青混凝土路面在罩面设计过程中，经常遇到的有关标高调整、病害治理等方面的技术问题，借鉴以往的成功经验，对这些问题的处理方案进行归纳和总结，为今后类似问题的解决提供有益的参考。 
    一、概述  
    高速公路沥青混凝土路面的罩面工程是一项规模大、涉及面广、投资大的路面维修养护工程。如何处理好由于罩面所引起的路面标高的调整、罩面前原有路面病害的综合治理等一系列技术问题，提出切实可行、对症有效、经济合理的解决方案，则是路面罩面设计工作中首要面对和亟待解决的课题。 
    二、罩面设计中常见的几个技术问题 
    高速公路沥青混凝土路面在罩面设计工作中经常遇到的技术问题，归纳起来主要有以下两个方面： 
    1、标高调整问题： 
    由于罩面导致路面标高的调整，以及由此而涉及到路缘（肩）石、防撞护栏标高的调整，上跨构造物净空的限制，桥面与路面在伸缩缝处的衔接，互通区收费站、服务区、主线收费站广场等衔接部位的处理，中央分隔带紧急开口路面的整平，纵横断面的恢复与调整等。 
    2、缘有路面的病害治理问题： 
    路面罩面之前，首先应对原有路面的病害进行综合治理，其中包括对路面内在的结构强度不足、水稳性恶化等路段的处理，桥涵结构物桥面铺装层病害的治理，以及各种路面病害的挖补处理等。 
    三、相关问题的处理方案 
    1、标高调整问题的处理方案： 
    （1）路缘（肩）石标高的调整： 
    可考虑将原有路肩石拆除，其下铺设一定厚度（根据罩面层的厚度确定）的砂垫层后，重新砌筑路肩石。沥青砂拦水带可做拆除后重新铺筑。但从经济和实用角度考虑，当铺筑罩面层的厚度在4～5cm以下时，也可以在沥青砂拦水带或路肩石的内侧预留出一道断面下口宽10cm的集水槽，以免除对沥青砂拦水带和路肩石标高的调整，同时也有利于地表水、层间水的横向排出，起到纵向集水槽的作用。 
    对于中央分隔带两侧的路缘石，可以考虑采用挖除后重新预制安装的方案，重新安装的路缘石尺寸应满足罩面后路面结构层厚度的要求。如果原有路缘石顶面为缓坡面，车轮通过这一部位的可能性较小，从经济、安全角度考虑，也可以采取罩面层漫铺的方式，在罩面层沥青混凝土摊铺时，路缘石缓坡面上采取沥青混凝土漫铺顺接，这样可以大大减少路缘石的拆除、预制、安装的工程量。 
    对于超高路段中央分隔带设置有集水井水篦子的路段，由于罩面对其使用功能无大影响，水篦子的标高可以不进行调整。 
    （2）防撞护栏标高的调整： 
    对于波形梁钢护栏标高的影响问题，规范规定：当不设路缘石时，护栏高度（指护栏板中心至路面的距离）为60cm；当设有路缘石时，护栏板中心至路缘石顶为60cm，距路面一般为72cm。经多方调研咨询，单将波形梁板提升一定高度的方法会直接影响到使用的安全性。所以，只有将波形梁板和立柱一同提升到相应的高度才能满足要求。但是，这样做不仅增加了施工的难度，而且一旦提升后基础如若处理不当，还将引发不均匀沉降等破坏现象。有鉴于以往的高速公路罩面工程中也有维持原防撞护栏标高不变的做法，因此，可以结合各高速公路的实际情况，在对护栏高度与其使用性能的影响关系进行分析论证之后，如果铺筑罩面层后的护栏相对高度能够满足高速公路的防撞性能及安全指标要求，可以考虑不调整波形梁钢护栏标高的方案。否则，就应考虑将防撞护栏全部拆除后重新安装的方案，显然，这样不仅大大增加了投资，而且对原本坚固稳定的路肩部位造成很大的扰动，同时也有损于路基边坡结构的稳定。 
    （3）上跨结构物净空的限制： 
    上跨结构物净空的限制包括上跨分离式立交、互通区上跨匝道桥、龙门架式或单悬臂式道路交通安全设施、标志、电子警示屏等一切由于罩面可能引起的影响净空要求的结构物。对于上跨分离式立交、互通区上跨匝道桥等永久性结构物，可以按照相关规范、标准要求，在满足最小坡长、竖曲线半径、长度等要求的基础上，将受净空影响的路段范围之内的原有路面适当铣刨之后，再铺筑罩面层。对于龙门架式或单悬臂式道路交通安全设施、标志及电子警示屏等结构物，可适当调整其高度以满足净空要求，如在基座处设置垫块提升标高，或适当调整标志牌的安装高度、位置，等等。 
    （4）桥面与路面在伸缩缝处的衔接： 
    原则上应对特大、大、中桥的桥头及桥面内原有的毛勒式伸缩缝的标高不进行调整，这主要是考虑到桥面铺装层的加厚将直接引起桥梁恒载的增加，并且拆除与安装伸缩缝的施工难度及对交通的干扰等因素。因此，就需要在桥头一定范围之内采取顺坡的方式予以处理。具体做法为：以桥头毛勒式伸缩缝为控制标高，将桥头接路端一定范围内（一般不应小于30m）的沥青混凝土路面铣刨适当的厚度，以满足沥青混凝土罩面层施工最小厚度的要求，然后顺坡调整铺筑罩面层。 
    对于中、小跨径的结构物，可以通过理论计算，视恒载增加情况对上部结构承载力的影响关系而定。对影响不大且保留一定安全系数的中、小结构物可考虑桥面铺装与两端路面统一顺接铺筑沥青混凝土罩面层的方案。对于计算不能满足规定要求的结构物，其桥面铺装应不再加厚，可考虑以桥头标高为控制点，在桥头一定范围内进行顺坡处理的方案。 
    对于桥涵结构物TST弹性体伸缩缝，其上可直接铺筑罩面层，但先前应将伸缩缝损坏部位进行修补之后再行铺筑。如果对TST弹性体伸缩缝进行改造，可考虑在罩面之后的原对应位置处，采取切割更换伸缩缝的方式予以改造处理。 
    （5）互通区收费站、服务区、主线收费站广场等衔接部位的处理： 
    由于互通区收费站、服务区、主线收费站广场多为水泥混凝土路面，罩面范围一般不涉及这些区域，可只考虑在与其衔接的一定范围的路段内采取顺坡方式予以处理。具体做法为：以刚、柔路面分界线为控制标高，先将衔接部位一定范围内的沥青混凝土路面铣刨适当的厚度，以满足沥青混凝土罩面层施工最小厚度的要求，然后顺坡铺筑罩面层。 
    （6）中央分隔带紧急开口路面的整平： 
    可考虑先将设置在中央分隔带紧急开口处的栅栏拆除，如果原路面为水泥混凝土，可在水泥混凝土路面上喷洒透层油（稠度视粘附效果而调整）后，直接铺筑沥青混凝土罩面层。对于沥青混凝土路面可适量喷洒粘层油后铺筑沥青混凝土罩面层，然后重新安装活动栅栏，并根据实际情况更换已损坏、锈蚀的部位。 
    （7）纵横断面的恢复与调整： 
    对于纵断面，原则上应保持现有纵坡不变，以原有桥梁结构物毛勒式伸缩缝的标高为控制标高进行纵断面拉坡设计。在局部细节的处理上，如桥面与路面在伸缩缝处的衔接部位，受上跨构造物净空限制的路段，与互通区收费站、服务区、主线收费站等水泥混凝土路面的衔接部位，以及由于不均匀沉降、路面搓板、拥包、推移、日常养护维修等引起的纵坡变化部位，等等，均可考虑在一定范围内采取顺坡的方式调整纵断面。顺坡时可在满足沥青混凝土罩面层最小施工厚度的基础上适当铣刨原有路面，然后按照设计标高铺筑罩面层。 
    对于横断面，原则上应保持原有路拱横坡及超高变坡方式不变，在满足沥青混凝土罩面层最小铺筑厚度的基础上，将原路面的车辙隆起、推移、拥包等部位先行铣刨处理之后，再进行罩面层的铺筑。 
    2、原有路面的病害治理问题的处理方案： 
    （1）路面结构性强度衰变路段的处理： 
    对于局部零星路段已出现路面结构性强度衰变的情况应给予足够的重视，首先从路基的稳定、水文地质状况入手，必要时可根据具体情况进行特殊的加固补强设计，如路基注浆、路面翻修等，以切实保证罩面层铺筑在一个坚固稳定、结构强度可靠的下承层之上。 
    （2）桥涵结构物桥面铺装层病害的治理： 
    虽然大、中型桥涵结构物一般不进行罩面层的铺筑，但如果桥面铺装层出现了不同程度的病害，如车辙、推移、拥包、修补不良等透水性病害，也必须在罩面设计中，将上述桥面铺装层病害连同路面病害统一进行彻底的挖补处理。为增强桥面铺装防水效果，亦可采取在桥面上全断面铺筑微表处等预防性养护措施。 
    （3）原有路面各种病害的挖补处理： 
    《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ 073.2－2001）对沥青路面罩面的施工做有如下的规定： 
“对确定罩面的路段，在罩面前必须完成翻浆、坑槽、严重裂缝、沉陷、拥包、松散、车辙等病害的修复工作，并清除路面上的泥土杂物。 
    罩面不应铺在逐年加厚的软沥青层上，也不应铺在和原沥青路面结合不好、即将脱皮的沥青罩面薄层上，应将其铲除，整平后，再进行罩面。” 
    因此，进行路面罩面设计时应考虑在罩面层铺筑施工之前，本着“彻底挖除，不留后患”的处理原则，采取相应措施对路面现有病害进行有效的挖补治理： 
    ①裂缝：对于原路面的裂缝病害，应根据其宽度及两侧破损程度分别予以处理。对于两侧尚未出现啃边、破碎现象的裂缝，可采取开槽灌注密封胶的方式进行处理，注意应采用标准槽非帖封的方式，以防止罩面后出现“软弹”现象；对于裂缝两侧已经出现啃边现象的裂缝，应彻底清除松动的边缘部分，适当灌注稠度较低的热沥青后，再用热拌沥青混合料（沥青砂或细粒式沥青混凝土）填入缝中并捣实；对于裂缝两侧已经出现一定宽度网裂破碎带的裂缝，应彻底挖除破碎带范围内的沥青混凝土面层（必要时还应挖除基层）后重新铺筑，为防止横向裂缝的反射，对于基层顶面的裂缝在开槽灌注稠度较低的热沥青、沥青砂之后，再在裂缝两侧铺设一定宽度的玻纤格栅。若基层已出现松散破碎，则一并予以挖补处理。 
    ②车辙：对于车辙的处理，结合各高速公路以往的成功经验，并考虑到车辙发展的速率和趋势，对目前发生明显变形（车辙深度大于12mm）的上、中面层采取挖补的方式予以处理，挖补宽度为3.5m（单车道）；对于一般车辙路段（车辙深度介于5～12mm之间）的处理，采取挖补上面层的方式予以处理，挖补宽度为3.5m（单车道）。层间均匀洒布一层SBR改性乳化沥青粘层油，乳液洒布量为0.6 kg/m2左右。 
    ③网裂、沉陷、唧浆：对于已发生网裂、沉陷、唧浆的部位，其面层和基层往往已经发生了不同程度的松散破坏。因此，应对该部位的面层和发生松散破坏的基层进行彻底的挖补处理，挖补范围应较病害范围四周各延伸出至少0.5m，处理深度应保证彻底清除松散软弱夹层。对于小面积的基层挖补填补材料可考虑采用贫水泥混凝土来代替原有的水泥稳定碎石，喷洒透层油后铺筑沥青混凝土面层。 
    ④局部性的坑槽、推移、修补不良、拥包等：对于发生此类病害的部位，由于病害产生和影响的深度较浅，考虑到挖补质量等因素，应将该部位一定范围的面层挖除后重新铺筑沥青混凝土。 
    ⑤桥头跳车：在铺筑罩面层之前，应将出现明显桥头跳车（枕梁沉陷高差大于4cm）现象的局部路段路面进行适当处理，采取原路面局部铣刨、拉毛后铺筑找平层的方式予以处理，以保证新铺罩面层与桥面在伸缩缝处的衔接平顺。对于出现轻微桥头跳车现象的路段，根据纵断面桥头顺坡情况一并予以处理。对由于伸缩缝损坏引起的桥头跳车，拆除破损的伸缩缝重新更换。 
    此外，罩面施工之前，应将原有路面反光路钮等交通安全设施凿除，对发生破损的沥青砂拦水带、泄水槽等排水设施须及时修复，对发生破损、缺失的上跨结构物防落物网及隔离栅等设施也须及时修复或更换，等等。 
    四、结语 
    以上仅仅归纳总结了路面罩面设计中的两类常见问题的处理方案，具体选用中还应结合实际情况进行综合比较分析。总之，高速公路沥青混凝土路面罩面设计涉及面广、限制和影响因素多，在实际工作中难免会遇到这样或那样的新问题，这就要求我们在广泛搜集整理资料、借鉴以往成功经验的基础上，因地制宜，取长补短，进而发现和探索出更加科学、合理、经济、可行的解决方案。