CN103741569A - 一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及方法，属于道路工程领域。该结构和方法的特点是从拼接接缝处向外侧对老路结构层进行分层铣刨，与老路路面结构相对应，铣刨预留一定宽度的结构层拼接台阶；拓宽拼接路面结构采用密疏相间组合结构形式，沥青面层厚度与老路沥青面层厚度相同，对应老路路面结构和路基内部横向排水，在拼接沥青面层下分别设置一定厚度的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层、级配碎石排水垫层。与现有技术相比，本发明的拼接结构及方法解决了传统方法路面结构内部排水不良、新老路面沉降不均匀和沿拼接接缝开裂等问题，拼接后新老路面结构整体使用寿命长，具有很好的推广应用价值。

Description

一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体地说是一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及方法。

背景技术

随着经济快速发展，公路车流量迅速增长，原有公路通行能力不能满足社会需要，势必要进行拓宽改建。路面的拼接是目前改扩建工程的最大难点，也是质量控制的关键。传统的路面拼接方法都是采用与老路相同的路面结构，没有考虑老路结构内部排水问题和新老路的变形协调问题。

我国现役沥青路面90%以上是半刚性基层路面结构，这种路面结构的优点是半刚性材料刚度大、板体性较好，缺点是半刚性材料容易产生干缩和温缩裂缝，其模量也随交通荷载作用不断衰减。半刚性基层沥青路面经过长年运营，自然降水通过路表、裂缝处或者中央分隔带渗入结构层间及内部，使结构内大量积水。采用传统拼接方法时，由于新铺半刚性材料非常致密，阻断了老路结构水向外渗透的渠道，渗入结构内部的水难以排出，在行车荷载或冻融的反复作用下路面结构很快出现开裂、唧浆、松散和坑槽等病害，特别是接缝处更容易出现开裂、唧浆病害，给行车安全带来严重影响。另外，由于老路半刚性基层模量已经大量衰减，与新路半刚性基层模量差别很大，如果采用相同结构势必会造成弯沉和沉降不均匀，接缝处开裂及由此引起的一系列衍生病害不可避免。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及拼接方法。利用该方法进行拓宽的新老路面结构内部排水通畅、变形均匀、协调，不会产生开裂、唧浆、坑槽、沉降等结构病害，拼接后新老路面使用性能良好，整体路面结构寿命长。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构，包括老路沥青面层及新路沥青面层，老路沥青面层下铺设有老路基层，其特点是新路沥青面层下依次设置一定厚度的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层、级配碎石排水垫层，新路沥青面层与老路沥青面层拼接接缝处，以及新路的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层与老路基层拼接接缝处均设置有一定宽度的结构层拼接台阶。

实现上述结构的拼接方法，其特点是从拼接接缝处向外侧对老路结构层进行分层铣刨，与老路路面结构相对应，铣刨预留一定宽度的结构层拼接台阶；拓宽拼接路面结构采用密疏相间组合结构形式，沥青面层厚度与老路沥青面层厚度相同，对应老路路面结构和路基内部横向排水，在拼接沥青面层下依次设置一定厚度的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层、级配碎石排水垫层。

为了防止和延缓反射裂缝，阻止路表水分沿接缝向下渗透，新老路面拼接处，沿纵向在半刚性材料密实底基层中加铺一层钢塑格栅，钢塑格栅的宽度为300~600cm；在沥青面层的上中面层底部分别设置宽度为50~150cm宽的长丝单边烧毛土工布。

为保证新旧沥青面层接缝密实不渗水，沥青面层接缝处施工时，可以在老沥青面层侧壁均匀涂抹灌缝胶。

所述拼接接缝处优选设置在老路外车道的外侧标线中心线上。

从拼接接缝处向外侧对老路结构层进行分层铣刨，各结构层拼接台阶的宽度分别为：沥青面层各结构层15~20cm；基层和底基层50~75cm。

为新旧路面结构排水畅通和缓解反射裂缝，所述柔性沥青处治排水基层优选采用特种大颗粒集料沥青碎石混合料排水层，厚度8~15cm；半刚性材料密实底基层优选采用水泥或石灰粉煤灰稳定碎石层，厚度45~60cm；级配碎石排水垫层设置在底基层与路基顶面之间，优选采用开级配排水型级配碎石垫层，厚度15~20cm。

所述柔性沥青处治排水基层空隙率设计范围12%~18%；级配碎石排水垫层空隙率设计范围18%~24%。

所述柔性沥青处治排水基层的级配以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，其级配范围为：

31.5mm，93%~100%；19mm，60%~75%；9.5mm，25%~38%；1.18mm，0~10%；0.075mm，0~3%。

所述级配碎石排水垫层的级配以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，其级配范围为：

31.5mm，85%~100%；26.5mm，65%~85%；16mm，42%~67%；9.5mm，20%~40%；4.75mm，10%~27%；1.18mm，8%~20%；0.6mm，5%~18%；0.075mm，0%~5%。

所述半刚性材料密实底基层采用分层碾压一次养生成型的施工方式，确保层间连续完整。

与现有技术相比，本发明的拼接结构及方法具有以下突出地有益效果：

（一）              该方法基于结构水损坏产生机理，变封水为疏水，大孔隙柔性特种大颗粒集料沥青碎石混合料与可透水级配碎石相结合，适应了路面结构内部排水***的要求，解决了拓宽车道和相邻老车道结构内部排水问题和由此衍生的路面结构破坏问题；

（二）              该方法遵循路面力学原理，设计的组合式路面结构，基层的特种大颗粒集料沥青碎石和垫层的级配碎石具有荷载缓冲功能，与老路台阶拼接和设置特殊防渗抗裂材料一起构成完整的新老路面整体结构，解决了变形不协调和不均匀沉降的问题，极大提高拓宽新老路面结构的整体性能；

（三）              该方法采用的基层连续摊铺方法，解决半刚性材料密实底基层结构层间分离的问题，既提高了新老路面结构的整体承载能力，又加快了施工速度。

附图说明

附图1是本发明拼接方法实施例的全断面结构示意图。

具体实施方式

参照说明书附图以具体实施例对本发明的一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构及方法作以下详细地说明。

实施例：

一、确定老路具体结构

老路具体结构为4cmSMA-13（上沥青面层1）+6cmAC-20C（中沥青面层2）+7cmAC-25C（下沥青面层3）+36cm水泥稳定碎石基层4（分两层施工，上基层和下基层各18cm）+20cm石灰稳定土底基层5+老路基6。

二、对老路结构层进行分层铣刨

新老路拼接接缝处设置在老路外车道的外侧标线中心线上7。从拼接接缝处7向外侧对老路结构层进行分层铣刨，与老路路面结构相对应，铣刨预留一定宽度的结构层拼接台阶8。

中沥青面层2、下沥青面层3、水泥稳定碎石基层4及底基层5对应的台阶宽度分别为15cm、15cm、50cm、60cm。

三、进行新老路结构层的拼接施工

具体拼接步骤为：

a）              拼接路基19压实处理后，铺筑开级配排水型级配碎石垫层18

为了解决老路路基6顶面的排水问题，设计铺筑厚度15cm的开级配排水型级配碎石垫层18。级配碎石垫层空隙率范围18%~24%，其级配以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，设计范围如下：

31.5mm，85%~100%；26.5mm，65%~85%；16mm，42%~67%；9.5mm，20%~40%；4.75mm，10%~27%；1.18mm，8%~20%；0.6mm，5%~18%；0.075mm，0%~5%。

b）              铺筑水泥稳定碎石底基层

为了与老路路面结构相对应，铺筑厚度15cm的低剂量水泥稳定碎石17和厚度36cm的水泥稳定碎石16作为半刚性材料密实底基层。基于防止和延缓反射裂缝，阻止水分渗透的考虑，在路面拼接处，沿纵向在半刚性材料密实底基层中加铺一层宽度450cm的钢塑格栅11（低剂量水泥稳定碎石17和水泥稳定碎石16之间）。

水泥稳定碎石底基层采用分层碾压一次养生成型的施工方式，以确保层间连续完整。

c）    设置下封层10

水泥稳定碎石底基层施工完毕后，将表面清扫干净，然后洒布热沥青下封层10。

下封层热沥青洒布量1.2kg/m²，热沥青洒布后立即撒布单粒径沥青预拌碎石，撒布量6kg/m²。

单粒径沥青预拌碎石的优选规格为5-10mm，预拌沥青含量0.35%，采用70A沥青或改性沥青。

d）              铺筑特柔性种大颗粒集料沥青碎石混合料排水层15

为了解决老路面层结构内排水问题同时防止反射裂缝，设计铺筑厚度10cm的柔性特种大颗粒集料沥青碎石混合料排水层15。

特种大颗粒集料沥青碎石混合料的空隙率为12%-18%，采用70A沥青或改性沥青，设计沥青含量范围2.9%~3.5%。大颗粒集料沥青碎石级配以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，其级配范围为：

31.5mm，93%~100%；19mm，60%~75%；9.5mm，25%~38%；1.18mm，0~10%；0.075mm，0~3%。

e）    铺筑沥青混合料面层

铺筑特种大颗粒集料沥青碎石混合料排水层后，按照原沥青面层（上沥青面层12、中沥青面层13及下沥青面层14）铺筑密级配沥青混合料，恢复沥青面层结构。基于防止和延缓反射裂缝，阻止水分渗透的考虑，在新旧路面拼接处，沿纵向在上中面层底设置两层宽度90cm的长丝单边烧毛土工布9，在老沥青面层侧壁均匀涂抹灌缝胶。

Claims (10)

1.一种基于排水抗裂的老路扩建拼接结构，包括老路沥青面层及新路沥青面层，老路沥青面层下铺设有老路基层，其特征在于：新路沥青面层下依次设置一定厚度的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层、级配碎石排水垫层，新路沥青面层与老路沥青面层拼接接缝处，以及新路的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层与老路基层拼接接缝处均设置有一定宽度的结构层拼接台阶。

2.一种基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：

从拼接接缝处向外侧对老路结构层进行分层铣刨，与老路路面结构相对应，铣刨预留一定宽度的结构层拼接台阶；拓宽拼接路面结构采用密疏相间组合结构形式，沥青面层厚度与老路沥青面层厚度相同，对应老路路面结构和路基内部横向排水，在拼接沥青面层下依次设置一定厚度的柔性沥青处治排水基层、半刚性材料密实底基层、级配碎石排水垫层。

3.根据权利要求2所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：新老路面拼接处，沿纵向在半刚性材料密实底基层中加铺一层钢塑格栅，钢塑格栅的宽度为300~600cm。

4.根据权利要求2或3所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：新老路面拼接处，在沥青面层的上中面层底部分别设置宽度为50~150cm宽的长丝单边烧毛土工布。

5.根据权利要求4所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：沥青面层接缝处施工时老沥青面层侧壁均匀涂抹灌缝胶。

6.根据权利要求5所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：所述拼接接缝设置在老路外车道的外侧标线中心线上。

7.根据权利要求5所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：从拼接接缝处向外侧对老路结构层进行分层铣刨，各结构层拼接台阶的宽度分别为：沥青面层各结构层15~20cm；基层和底基层50~75cm。

8.根据权利要求2所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：

所述柔性沥青处治排水基层采用特种大颗粒集料沥青碎石混合料排水层，厚度8~15cm；

所述半刚性材料密实底基层采用水泥或石灰粉煤灰稳定碎石层，厚度45~60cm；

所述级配碎石排水垫层设置在底基层与路基顶面之间，采用开级配结构，厚度15~20cm。

9.根据权利要求8所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：

所述柔性沥青处治排水基层空隙率设计范围12%~18%，以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，其级配范围为：

31.5mm，93%~100%；19mm，60%~75%；9.5mm，25%~38%；1.18mm，0~10%；0.075mm，0~3%；

所述级配碎石排水垫层空隙率设计范围18%~24%，以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，其级配范围为：

31.5mm，85%~100%；26.5mm，65%~85%；16mm，42%~67%；9.5mm，20%~40%；4.75mm，10%~27%；1.18mm，8%~20%；0.6mm，5%~18%；0.075mm，0%~5%。

10.根据权利要求8所述的基于排水抗裂的老路扩建拼接方法，其特征在于：所述半刚性材料密实底基层采用分层碾压一次养生成型的施工方式，确保层间连续完整。