CN106065555A - 一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法，从上到下依次设置有上面层、中面层、下面层、冷再生基层、水稳基层和垫层，所述水稳基层为双层的复合结构，包括上水稳基层和下水稳基层，拼接结构在拼接位置处呈阶梯状设置。本发明通过拆除原有中分带，铣刨老路扩建侧半幅路面至垫层，将老路双向坡调整为单向坡，保证老路两幅水稳基层顶面为单向坡，可以有效保证路表和路面内部排水系统通畅；老路两幅基层间为半刚性基层拼接，二者变形协调，延长路面使用寿命，提高路面结构的抗反射裂缝能力；将接缝设置在第2、3车道分界线，且使用经编复合增强防裂布，避开轮迹带荷载集中处，避免拼缝薄弱环节受到较大荷载，从而提高路面结构的耐久性。

Description

一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法

技术领域

本发明涉及一种高速公路扩建结构，尤其涉及一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法。

背景技术

随着交通量的不断增长，已建成的高速公路难以满足公众出行需求，高速公路改扩建己成为公路工程建设发展趋势。路面拼接是改扩建工程中的一大难点，而单侧拼接在拆除原中央分隔带后，存在调坡困难、基层顶面难以调平等技术难题，导致老路双幅路面扩建后排水困难，且老路两幅间变形难以协调。

此外，目前我国高速公路沥青路面大部分采用半刚性基层路面结构，这种路面在拼接时存在刚柔拼接困难的问题，后期路面会产生沉降、裂缝等病害，给行车安全带来严重影响，降低路面的使用寿命；同时改扩建工程存在铣刨旧料，因此，设计一种合理的、低碳环保的高速公路扩建路面拼接方案，有效的防止病害的发生，提高路面耐久性，降低路面维修成本，是目前急需解决的问题

有鉴于上述现有的道路扩建存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的道路扩建存在的缺陷，而提供一种新型用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法，提高新旧路面的相容性，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，为层状复合结构，从上到下依次设置有上面层、中面层、下面层、冷再生基层、水稳基层和垫层，所述水稳基层为双层的复合结构，包括上水稳基层和下水稳基层；拼接结构在拼接位置处呈阶梯状设置。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述上面层为4~6cm厚的SMA-13沥青混合料上面层。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述中面层为6~8cm厚的复合改性AC-20沥青混合料中面层。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述下面层为8~10cm厚的AC-25沥青混合料下面层。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述冷再生基层为8~16cm厚的乳化沥青冷再生混合料基层。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述上水稳基层为15~20cm厚的普通水泥稳定碎石层，所述下水稳基层为15~20厚的低剂量水泥稳定碎石层。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，所述垫层为25~30cm厚的级配碎石垫层。

前述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构的拼接方法，包括如下操作步骤，

步骤一，拆除原双向车道中央隔离带，将老路扩建侧半幅路面和原中央隔离带铣刨至垫层，并在垫层上表面加铺水稳基层，在水稳基层的上表面逐层铺设各层，将原路面另外半幅路面进行铣刨，铣刨深度根据原路面结构强度评级而定；

步骤二，在原路面另外半幅靠近中央分隔带的车道的路缘带全部铣刨，根据各个层状结构厚度开挖拼接台阶；

步骤三，在拼接台阶处进行界面剂喷涂处理，水稳基层之间用复合水泥界面剂，其他层用水性环氧沥青界面剂；

步骤四，在拼接处下面层或中面层上方设置一层经编复合增强防裂布（8），铺设范围为拼接处两侧各1.0~1.1m；

步骤五，在老路扩建侧半幅路面、原半幅路面下面层或中面层上部统一摊铺上面层、中面层或上面层，完成施工。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接方法，所述步骤一中老路扩建侧半幅路面上的水稳基层与原半幅路面水稳基层高度一致。

更进一步的，前述的用于高速公路扩建的单侧拼接方法，所述步骤一中原半幅路面的具体铣刨位置需根据老路的结构强度评级而定，若路面强度评定为“优、良”，则铣刨上面层，若路面强度评定为“中”，则铣刨上中下三层，若路面强度评定为“次”，则铣刨上中下面层和冷再生基层，若路面强度评定为“差”，则铣刨上中下面层、冷再生基层和水稳基层。

借由上述技术方案，本发明的用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法至少具有下列优点：

本发明公开的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，通过拆除原有中央分离带，铣刨扩建侧半幅路面至垫层，将老路双向坡调整为单向坡，保证老路两幅水稳基层顶面为单向坡，可以有效保证路表和路面内部排水系统通畅；铣刨扩建侧半幅路面至垫层，老路两幅基层间为半刚性基层拼接，二者变形协调，延长路面使用寿命，提高路面结构的抗反射裂缝能力；将接缝处设置在新路面第2、3车道分界线，避开轮迹带荷载集中处，避免拼缝薄弱环节受到较大荷载，从而提高路面结构的耐久性；此外，在拼接台阶处采用界面剂进行喷涂预处理，复合水泥界面剂由树脂、固化剂及水泥复合而成，喷涂量为4~6kg/m²，水性环氧沥青是由环氧树脂、煤焦沥青、溶剂固化剂等组成的水溶性材料，属于环保、冷用、快速固化型水基材料，能够保证新旧路面拼接效果较好；在拼接处下面层或中面层上方可设置一层2.0~2.2米宽的经编复合增强防裂布，经编复合增强防裂布是玻纤和聚脂的混合物，其独特组合融合了玻璃纤维的强度和聚脂纤维的柔韧性的优点，通过吸收沥青材料后形成的一个结构层，具有防水耐热和耐腐的物理特性，并具有膨胀系数低，韧性好，没有长期蠕变性，便于施工，且其与沥青混合料层复合后明显提高其抗低温缩裂、耐高温车辙、抗疲劳开裂、延缓反射性裂缝，从而延长路面的使用寿命；此外，由于扩建半幅路面与原路面之间设有新的中央分隔带，可独立设计路面结构。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1为用于高速公路扩建的单侧拼接结构的示意图；

图2为施工位置剖视图；

图中标记含义：1.上面层，2.中面层，3.下面层，4.冷再生基层，5.上水稳基层，6.下水稳基层，7.垫层，8. 经编复合增强防裂布。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

如图1所示本发明用于高速公路扩建的单侧拼接结构的结构示意图，为层状的复合结构，从上到下依次设置有从上到下依次设置有上面层1、中面层2、下面层3、冷再生基层4、水稳基层和垫层7，其中水稳基层为双层的复合结构，包括上水稳基层5和下水稳基层6。

其中上面层1为4cmSMA-13沥青混合料，采用SBS改性沥青，级配组成见表1所示；中面层2为6cm复合改性AC-20沥青混合料，采用SBS改性沥青，外掺矿料质量的0.3%复合增效改性剂，可为低熔点聚乙烯蜡、软链段大于20％的橡胶和硬链段的聚烯烃构成的热塑性聚烯烃弹性体(TPO)、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯类（SBS、SIS、SEBS、SEPS等）、聚4-甲基-1-戊烯等，其级配组成见表2；下面层3为8cmAC-25沥青混合料，采用70#基质沥青，其级配组成见表3；冷再生基层4为16cm乳化沥青冷再生混合料，乳化沥青用量为3.5%，水泥为PO42.5，掺量为1.6%，最佳含水率为3.9%，其级配组成见表4；水稳基层为双层结构，上水稳基层5为16cm普通水泥稳定碎石层，水泥为PO42.5，水泥剂量为3.4%，级配组成见表5；下水稳基层6为15低剂量水泥稳定碎石层，水泥为PO42.5，水泥剂量为2.0%，级配组成见表5；垫层7为30cm级配碎石，其级配组成见表6。拼接结构在拼接位置处呈阶梯状设置。扩建后的路基结构如图2所示。

本发明的用于高速公路扩建的单侧拼接方法，包括如下操作步骤：

步骤一，首先对路面技术状况进行检测，其路面结构强度为“优”，根据检测结果，原半幅路面铣刨上面层，旧路路面结构为4cm改性AC-13+6cm改性AC-20+6cm普通AC-20+12cm乳化沥青冷再生基层+20cm水泥稳定碎石基层+30cm级配碎石垫层；

步骤二，然后对扩建侧半幅路面分层铣刨，将中央分隔带拆除，铣刨中央隔离带和扩建侧半幅路面至垫层7，然后在垫层7上加铺双层水稳基层，由低剂量水泥稳定碎石和水泥稳定碎石组成，扩建侧半幅路面的水稳基层与老路原半幅路面水稳基层高度一致，原车道铣刨上面层1；

步骤三，在原路面车道根据各个层状结构厚度开挖拼接台阶，将老路路缘带全部铣刨，拼接时，在路缘带老路行车道0.25m处开始挖台阶，台阶宽0.4m，拼接缝位于扩建后的第2、3车道分界处，避开轮迹带荷载较大处；

步骤四，拼接缝处理：在水稳基层的拼接台阶处（对接缝界面）用复合水泥界面剂，其性能指标如表7所示，其他各层用水性环氧沥青，其性能指标如表8所示；

步骤五，在扩建侧半幅路面垫层上表面逐层铺设各层，为防止和延缓发射裂缝，在拼接处下面层3上方可设置一层经编复合增强防裂布8，布置范围为拼接处两侧各1.0~1.1m；

步骤六，在扩建侧半幅路面和原路面半幅车道的下面层3上部统一摊铺中面层2和上面层1，进行新老路面的拼接和统一摊铺，完成施工。

在本发明的用于高速公路扩建的单侧拼接方法中，被扩建的道路结构从上到下依次为上面层1、中面层2、下面层3、冷再生基层4、水泥稳定碎石层、低剂量水泥稳定碎石层和原路面级配碎石垫层7，各层所用材料与新路一致。

表1 SMA-13混合料配合比

筛孔尺寸（mm）	10~15	5~10	0~5	矿粉	油石比（%）
						各种矿料所占比例（%）	40.0	35.0	14.0	11.0	6.4

表2 复合改性AC-20混合料配合比（SBS改性沥青）

筛孔尺寸（mm）	10~20	5~10	0~5	矿粉	油石比（%）
						各种矿料所占比例（%）	35.0	28.0	35.0	2.0	4.4

表3 AC-25混合料配合比

筛孔尺寸（mm）	20~25	15~20	10~15	5~10	0~5	矿粉	油石比（%）
								各种矿料所占比例（%）	17.0	17.0	18.0	17.5	30	0.5	4.0

表4 乳化沥青冷再生混合料级配

表5 水泥稳定碎石级配

筛孔尺寸（mm）	10~20	5~10	3~5	0~3	最佳含水率（%）
						各种矿料所占比例（%）	28.0	37.0	5.0	30.0	3.8

表6 级配碎石配合比

筛孔尺寸（mm）	10~20	5~10	0~5	最佳含水率（%）
					各种矿料所占比例（%）	40	26	34	6.7

表7 复合水泥界面剂的性能

表8 水性环氧沥青的性能

本发明创新性的提出一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构及方法，避免了常规拼接时刚柔拼接的难点，保证原路面车道顺坡，确保排水通畅，且将乳化沥青冷再生混合料用于高速公路改扩建工程中，低碳环保。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：拼接结构为层状复合结构，从上到下依次设置有上面层（1）、中面层（2）、下面层（3）、冷再生基层（4）、水稳基层和垫层（7），所述水稳基层为双层的复合结构，包括上水稳基层（5）和下水稳基层（6）；拼接结构在拼接位置处呈阶梯状设置。

2.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述上面层（1）为4~6cm厚的SMA-13沥青混合料上面层。

3.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述中面层（2）为6~8cm厚的复合改性AC-20沥青混合料中面层。

4.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述下面层（3）为8~10cm厚的AC-25沥青混合料下面层。

5.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述冷再生基层（4）为8~16cm厚的乳化沥青冷再生混合料基层。

6.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述上水稳基层（5）为15~20cm厚的普通水泥稳定碎石层，所述下水稳基层（6）为15~20厚的低剂量水泥稳定碎石层。

7.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构，其特征在于：所述垫层（7）为25~30cm厚的级配碎石垫层。

8.根据权利要求1所述的用于高速公路扩建的单侧拼接结构的拼接方法，其特征在于：包括如下操作步骤，

步骤一，拆除原双向车道中央隔离带，将老路扩建侧半幅路面和原中央隔离带铣刨至垫层（7），并在垫层（7）上表面加铺水稳基层（6），在水稳基层（6）的上表面逐层铺设各层，将原路面另外半幅路面进行铣刨，铣刨深度根据原路面结构强度评级而定；

步骤二，在原路面另外半幅路面靠近中央分隔带的车道的路缘带全部铣刨，根据各个层状结构厚度开挖拼接台阶；

步骤三，在拼接台阶处进行界面剂喷涂处理，水稳基层之间用复合水泥界面剂，其他层用水性环氧沥青界面剂；

步骤四，在拼接处下面层（3）或中面层（2）上方设置一层经编复合增强防裂布（8），铺设范围为拼接处两侧各1.0~1.1m；

步骤五，在老路扩建侧半幅路面、原路面另外半幅路面的下面层（3）或中面层（2）上部统一摊铺上面层（1）、中面层（2）或上面层（1），完成施工。

9.根据权利要求8所述的用于高速公路扩建的单侧拼接方法，其特征在于：所述步骤一中老路扩建侧半幅路面的水稳基层与原路面水稳基层高度一致。