高速公路改扩建工程旧路的检测及改善设计

高速公路改扩建工程旧路的检测及改善设计

上海市政工程检测中心有限公司上海201114

摘要:随着城镇化的不断深入,一些进程公路被列为城市道路系统。而原有的进城公路路幅宽度小,车道数较少,只有双向2车道或双向4车道,纳入城市道路系统后,由于交通量的增加及交通特性的改变,往往需要扩建为双向4车道或双向6车道,且需增设必要的非机动车道和人行道,有些道路还设置有绿化带。因此,旧路扩建最重要的是解决好新旧路基、路面的衔接问题,必须保证新旧路基路面衔接紧密,使两者联接成一个整体,使两者具有良好的稳定性。

关键词:高速公路;改扩建工程;旧路检测及改善设计

引言

在高速公路改扩建过程中不可避免地涉及到旧路检测与改善设计。目前国内对于沥青混合料路面质量优劣的评定,均参照《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001),以路面损坏状况指数衡量。但由于部分道路已接近使用期限,路面病害呈现出前修后坏的状况,传统的路面使用状况评价指标存在一定的局限性,不能真实反映路面实际使用状况。

1高速公路改扩建工程旧路的检测方法

1.1探地雷达无损检测技术

当高速公路投入使用的时候,要考虑到的因素由很多,一方面是车辆的反复通行,车轮会对高速公路造成磨损,另一方面就是自然因素的影响,自然因素的影响会对公路造成各种各样的损坏,造成的这些损坏一旦发现的不及时,处理的不够完善,那么道路的使用寿命就一定会受到很大的影响,但是如果采用传统的检测方法,效率很低,而且会对路面结构造成破坏,所以探地雷达无损检测技术就满足了人们的要求,它的检测效率高并且不会对地面造成损坏,探地雷达检测就是发射和接受高频率、短脉冲的电磁波,根据所收到的电磁波的振幅和波形以及频率来分析出地下的结构和岩性的特征。介电的差异就是探地雷达检测路面的先决条件,电磁波在传播的过程中遇到介电常数这些有差异的媒质的时候就会在界面发生反射,反射信号的强弱取决于上下层之间介电常数差异,我国目前的高等级公路的面层一般采用改性的沥青和水泥混凝土,当面层是沥青的时候相对的介质常数大致为三到五,当面层是混凝土的时候,相对的介电常数大约为六到九,因为基层和路基湿度比较大的时候,相对介电常数大多都大于八,因此在道路的各层之间都存在比较显著的介电常数的差异,那么这些差异就给雷达检测道路结构是提供了比较可靠的物理依据。

1.2落锤式弯沉仪无损检测技术

落锤式弯沉仪的简称就是FWD,是通过计算机控制液压系统来提升并且下落一个重锤对路面施加脉冲荷载,所产生的荷载脉冲就可以在模拟的行驶过程中对车轮的荷载带来一定的影响,荷载的大小就可以通过改变重锤的提升高度来进行调整,施加的荷载就是由一个重载的荷载传感器来测量出来,并且通过一个直径为30cm的承载板传递到路面上,导致路面变形,这些形变就是多个传感器一起测定的,经过计算机系统进行采集,采集换算最终就可以得到各个测点的弯沉值。落锤式弯沉仪测定的优点就是,测定的速度比较快,测定的精度比较高,并且可以更好的模拟行车荷载的动力,可以更加精确的测定出多点的弯沉,那么就可以更加准确的反应出来在各级荷载的作用下路表面动态弯沉曲线,所以落锤式弯沉仪是目前为止比较理想的路面无损检测设备,仪器本身的质量比较轻,并且解决了稳态动力弯沉仪的静力预载问题。在以往落锤式弯沉仪的应用主要集中在路面弯沉的检测中,但是其实落锤式弯沉仪的应用是非常广泛的,可以对新建的道路的质量进行控制,对旧路的使用性能进行检测和评价,比如对土基的压实度进行评价,对结构层的强度进行评价等作用。

2高速公路改扩建工程旧路改善设计方法

2.1裂缝处治

针对缝宽不大于3mm、缝壁无散落或轻微散落的轻微裂缝,先将旧路路面拉毛或铣刨,再在裂缝两侧30Cm范围内洒SBR黏层油,并铺60Cm宽的抗裂防水黏结膜,最后洒布改性乳化沥青黏层油,加铺罩面面层。针对宽度大于3mm、贯通整个路面、裂缝壁有散落并伴有其他病害支缝、唧浆、坑槽等的重度裂缝,应沿着裂缝开窗处治,开窗宽度以损坏长度为标准,矩形槽开窗宽度以实际病害范围边界向外15Cm进行控制,表面开窗宽度不得小于80Cm。若裂缝为表层裂缝,则要求一次性铣刨2层,若裂缝是由半刚性基层开裂反射产生的,则铣刨至基层顶面。对于面层的裂缝,达到铣刨深度后,先用空压机将槽吹洗干净后,在槽底洒热改性沥青层,侧壁涂3mm厚的改性乳化沥青层,再用AC-13C细粒式沥青混凝土回填压实至顶即可。对于基层开裂的反射裂缝,铣刨至基层顶后,将裂缝清理干净并用热沥青灌满,在裂缝上贴40Cm宽的抗裂贴,在槽底喷洒透层油及改性乳化沥青封层,再用改性乳化沥青涂抹侧壁后回铺8CmAC-13C和12CmAC-20C沥青混凝至顶面,沥青层间洒改性沥青黏层油。

2.2车辙病害处治

对于车辙深度小于15mm的路段,不进行处治,在经过拉毛或精铣刨处理且无其他病害的情况下,可直接加铺面层。对于车辙深度为15~25mm的路段,采用局部开窗挖补方案处治。开窗宽度为4Cm,长度以车辙病害范围为准,要求一次铣刨2层原沥青面层。开窗完成后,先用空压机将槽吹洗干净,再在槽底喷洒改性乳化沥青黏层油,采用高聚物改性沥青卷材贴壁,最后用AC-20C沥青混凝土回填至顶。对于车辙深度大于25mm的路段,采用局部开窗挖补方案处治。开窗宽度为4Cm,长度以车辙病害范围为准,要求一次性铣刨13Cm厚的原沥青面层。开窗完成后,先用空压机将槽吹洗干净,再在槽底喷洒改性乳化沥青黏层油,侧壁采用高聚物改性沥青卷材贴壁,分层用7CmAC-25C和6CmAC-20C沥青混凝土回填至顶,沥青层间喷洒改性乳化沥青黏层油。

2.3连续病害的处治设计

2.3.1长段落连续病害治理

路面路况差(修补率大于10%)的路段连续500m以上,属长段落连续病害,采用对现有沥青层路面就地再生之后回铺沥青混合料的处治措施。就地冷再生实施前,首先标定好处治段落,处治宽度以一个车道为准;为保证再生层与基层间无夹层,处治深度要求至水泥稳定碎石基层顶面下2Cm,就地冷再生层厚度为12Cm。冷再生处治完成后,喷洒透层油及改性沥青封层,回铺7CmAC-25C和6CmAC-20C沥青混凝土至现有路面标高,沥青层间喷洒热改性沥青黏层油。

2.3.2短段落连续病害治理

路面路况差(修补率大于10%)的路段长度在500m以内,属短段落连续病害,采用对现有沥青路面铣刨沥青层之后回铺沥青混合料的处治措施。铣刨实施前,首先标定好铣刨段落,处治宽度以一个车道为准,要求一次性铣掉上面2层,若不存在大面积病害则不再向下铣刨,否则继续以层为单位向下铣刨。铣刨完成后,用空气压缩机将槽吹洗干净,喷洒热改性沥青黏层油,铺设沥青混合料至现有路面标高。

结语

在对高速公路进行改扩建的时候,还需要根据改扩建工程的特点,根据分车道设计的原则,对超车道和行车道采取不一样的处理原则,这样做的好处就是提高老路的利用率,那么在对工程进行改扩建的时候就会具有较大的经济效益。

参考文献:

[1]罗火生,丘燊.佛开高速公路改扩建工程勘察设计关键技术研究[J].广东交通职业技术学院学报,2015,4:1-6+19.

[2]张玉.浅析旧水泥路混凝土路面状况评价与处治方法应用研究[J].公路工程,2018.

[3]高敏.交通荷载作用下旧沥青路面裂缝对加铺层的影响[J].公路交通科技,2016.

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