關于石太高速公路大修工程路面基層處理方案的幾點論述

關鍵詞：高速公路、大修、路面基層、處理

石太高速公路（河北段）山區段（K332~K378）原建設標準為雙向四車道，設計時速60公里的一級汽車專用公路，自1995年建成通車以來，經過近8年的運營，路面出現了嚴重的車轍、沉陷、大面積網裂等病害，致使每年的養護投資逐年增大，經過專家論證、省交通廳批準，石太高速公路K332~K378段于2004年進行了大修施工，該大修工程一期工期5個月，大修二期工期3個半月。本項目由于為半幅斷交施工，加之為山西出省的重要通道，車流量很大，斷交施工給地方道路造成很大的交通壓力，上級主管部門要求在保證質量的前提下，最大限度的壓縮工期。
本文將從石太高速公路大修施工中路面基層處理的設計原則、施工方法、特殊問題的處理等方面進行論述，供以后各條高速公路在進行大修施工中進行參考。

1、 路面基層的概況：
原路面結構層次為：K378~K373段為：上面層為4厘米中粒式瀝青混凝土、下面層為4厘米粗粒式瀝青混凝土，太原方向基層為22厘米二灰碎石，底基層為0~29厘米石灰土；北京方向基層為25厘米二灰碎石，底基層為0~25厘米石灰土；其余路段路面結構層為：上面層5厘米中粒式瀝青混凝土、下面層為7厘米粗粒式瀝青混凝土，北京方向基層為25厘米二灰碎石基層，0~25厘米石灰土底基層；太原方向為18厘米二灰碎石基層，0~38厘米石灰土底基層。

2、 路面基層處理的設計原則：
2.1、翻修瀝青面層、整修基層路段：此種處理方案主要針對行車道和超車道面層和基層破損比較嚴重的路段，具體方案為：先全部或部分挖除已經損壞的行車道或超車道舊路面基層，整修破損的基層，利用完好的基層，再加鋪15厘米厚的瀝青混凝土面層（4厘米+5厘米+6厘米）；硬路肩基層比較完好，原則上不予處理，路肩的面層銑刨1厘米瀝青混凝土后，加鋪4厘米厚的瀝青混凝土上面層。
2.2、挖方潮濕路段的處理：此方案的路段長度大概在1.6公里，處理方案為：全部挖除行車道、超車道和路肩的面層和基層，包括基層和底基層，然后重新鋪筑路面基層和面層，基層結構層次為：18CM厚水泥混凝土防水層、16CM厚的水泥碎石排水層、16CM厚C15水泥穩定碎石基層，路面面層的結構層次為：4CM瀝青混凝土上面層、5CM瀝青混凝土中面層、6CM瀝青混凝土下面層。

3、 基層在施工中的處理：
由于原路面面層和基層的厚度在不同路段均不相等，高填方路段填方較高，路面沉陷比較嚴重，在路面面層和基層挖除后，橫坡和縱坡和路面的設計線有很大的差別，有的地方較高，有的路段較低，這樣就和路面基層的鋪筑造成很大的困難，并且路面基層在施工中由于薄厚不一，按路面基層施工規范的規定基層鋪筑必須保證一個最小的基層厚度，并不超過最大的基層厚度，因此必須針對不同的基層厚度制定不同的鋪筑層數和不同的單層基層鋪筑厚度。這樣給在施工中造成了很大的困難，并且由于部分基層損壞面積較小，挖補后不能用攤鋪機械進行鋪筑，也給施工中造成困難，以上問題如果處理不好直接影響施工的質量和工期，因此本人針對在施工中出現的具體問題進行詳細的說明。
3.1、路面基層的鑒定：路面基層的鑒定在路面面層挖除后進行，鑒定的結果決定是否對基層進行處理或是利用。路面基層的鑒定以鉆芯為準，由于工期比較緊，如果把鉆芯的取樣送到實驗室進行實驗鑒定，勢必浪費很多的時間，因此在施工中，經過研究決定鉆芯的鑒定以目測為主，以鉆芯取樣完整、不發生松散的路段為重新利用路段，否則為基層挖除路段。
3.2、原有二灰碎石基層的破除：破除方案原則上為逐層鑒定逐層破除，即在路面面層全部清除后，進行路面基層的鑒定，根據鑒定結果對基層進行破除，基層破除后進行底基層的鑒定，根據鑒定結果對底基層進行破除。原施工方案為用破碎錘進行進行破除，然而在現場破除一部分后，發現路面底基層（石灰土基層）大部分比較完好，而且沒有進行破除的必要，所以決定對完好的石灰土底基層不再處理。破碎錘破碎基層時對底基層（石灰土基層）的擾動比較大，為避免破碎錘破除基層時對石灰土底基層的影響，所以決定改用風鎬逐層進行破除。
3.3、路面基層的切縫：由于部分路段只是破除行車道或是超車道的基層，因此在用機械進行破除中，對破除基層周邊的基層擾動比較大，且破除后形成參差不齊的邊沿，而且其破除邊沿形成松散。發現上述問題后，及時調整了施工方案，即先切縫后破除，但是二灰碎石屬于半剛性材料，加之破除后二灰碎石基層頂面標高高低起伏，有好多專家提出了切縫順直度不好控制的問題，質疑這種方法可行性。但是經過實驗，制作了和切縫機相配套的專用軌道，其切縫的順直度不但得到了保證，而且其切縫速度也加快了。
3.4、鋪筑新的水泥穩定碎石后新舊基層接縫的處理：在原有路面基層挖除填補后，新舊路面基層之間形成一道縫隙，新的水泥穩定碎石硬化后收縮，形成一道裂縫，勢必形成路面基層的薄弱環節，因此首先在構造上采取措施，上、下基層之間采取施工縫錯開的方式，橫向施工縫上、下層錯開不少于100CM，縱向施工縫上、下層錯開不少于50CM，并且在裂縫處表面粘貼土工布，縱向裂縫土工布寬度為30厘米寬，橫向土工布寬度為50厘米寬。
3.5、路面基層單層鋪筑厚度的確定和鋪筑層數的確定：
由于路面設計線已經確定，減去路面面層15CM后為施工后基層頂面的標高。然而在實際施工中，根據鉆芯鑒定結果，要對原基層挖除一層或是兩層，由于原來的基層薄厚不一，這樣在基層的施工中需要鋪筑的基層厚度有的路段很大，而有的路段則比較小，這時如果按一層施工，有的攤鋪厚度要比規范要求的最大厚度要大，根據現有的壓實機械不能滿足壓實度的要求；如果按二層攤鋪施工，其單層鋪筑厚度又小于規范要求的單層鋪筑最小10CM的要求，容易形成夾層，甚至還有單層鋪筑厚度小于10CM的路段。
針對以上出現的問題，經過業主、監理、施工單位共同的研究決定，采用如下的處理方法，即安排兩臺攤鋪機連續進行攤鋪，即前面一臺攤鋪底層，然后進行碾壓，后面一臺攤鋪機在底層碾壓完畢后，緊隨其進行第二層的攤鋪、碾壓，在施工中底層的厚度可比上層的厚度稍微小些，這樣在底層初凝（4小時）前就完成了整個基層的施工，既保證了基層單層的最小厚度，避免形成夾層，又保證了基層的壓實度。對于基層攤鋪厚度小于10CM的路段，可以對下層進行銑刨后再鋪筑基層。
對于只是行車道（或超車道）基層挖除的路段，由于挖除后形成3.75米寬的的鋪筑路段，這時不能滿足攤鋪機的最小攤鋪寬度的要求，而且攤鋪機也不能進行正常行駛，后來經過研究采用平地機進行了路面底基層的鋪筑。
3.6、小面積基層病害的處理：在路面面層挖除后，對基層進行鑒定，鑒定結果有小面積的松散現象，但是如果按原有的處理方案，鋪筑小面積的水泥穩定碎石，不便于進行鋪筑，而且壓實度也不容易得到保證，而且施工進度也比較慢，為了保證施工質量，小面積的基層處理采用C15貧混凝土澆筑施工。
3.7、挖方潮濕路段的處理：原設計方案為：挖除路面結構后，按如下路面結構進行施工，即：18CM厚水泥混凝土防水層、16CM厚的水泥碎石排水層、16CM厚C15水泥穩定碎石基層，原來的設計意圖是18厘米的水泥混凝土防水層為了是截斷地下水和毛細水對路面基層的破壞，16厘米厚水泥穩定碎石的作用是把透過防水層下地下水形成一個水流的通道，從而把地下水排除在路基之外。但是在挖方潮濕段全部挖開后，發現基層和路基并不是象設計中想的那樣潮濕，而且施工期正好是雨季，并且18厘米水泥混凝土在澆筑后有一個最少7天的養生期，在養生期期間，車輛不能在上面行駛，這樣就堵塞了施工通道，并且大面積的混凝土澆筑后容易產生溫度和收縮裂縫，裂縫的發展不好控制，但是如果象做水泥混凝土路面那樣切割縱縫和橫縫，其封水效果又得到質疑，并且施工期較長，其施工期是施工組織的關鍵線路上，直接影響到整個施工工期，并且有的專家也提出在設計中的16CM厚的水泥碎石排水層端部的排水通道容易堵塞，這樣效果并不理想。
因此，在施工中經過業主、監理、和施工單位的共同研究，并經過設計單位的同意，把原來的18厘米厚水泥混凝土封水層和16厘米的水泥碎石排水層改為兩層水泥穩定碎石（分別為18厘米和16厘米厚）。這樣施工進度加快了，路基的整體承載力也提高了，封水效果也比較好，而且造價比原來的方案也減少了。
3.8、路塹段山根石的處理：
在部分路塹段路面面層和基層挖除后，發現如果按設計的路面結構（包括基層結構）進行重新鋪筑將無法滿足總厚度的要求，因為原來的路面結構較薄，原路面結構下為原來開山時留下的堅硬的山根石，發現此情況后，我們研究了用鉆孔放炮的形式進行爆破以滿足路面結構總厚度的要求，但是考慮到路的另半幅為通車狀態，如果進行爆破勢必會給另半幅的行車造成安全的隱患，所以此中方案被否定了，后來考慮到用破碎錘進行破碎，但是實驗證明，破碎錘根本無法破碎堅石，也是不可行的，后來經過現場研究，并經過設計單位的驗算，把基層改為貧混凝土基層，也是滿足路面承載力要求的。

4、結束語：
以上問題都是本人在石太高速公路大修工程中在實踐中的經驗和總結，同時這些經驗在石太高速公路大修二期工程中也得到了很好的運用，從而在保證大修二期工程質量、控制工程造價在合理范圍內的前提下，把大修二期原計劃的5個月的工期壓縮到了3個半月內全部完工，使石太高速公路大修二期提前一個半月通車，減小了由于斷交施工給地方路帶來的交通壓力，給社會減少了負面影響，創造了很高的社會效益，此工程的完工收到省交通廳和河北省人民政府的好評。
今后十幾年將是我國高速公路迅速發展期，而也我國的高速公路也進入了一個大修工程的周期，石太高速公路為我國進行大修的第一條山區高速公路，以上的經驗和總結可作為其他高速公路進行大修工程的借鑒。