CN113089410A - 用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构;其特征在于;该沥青路面结构包括沥青路面、改性沥青同步碎石封层;水泥稳定碎石基层;预制梁场混凝土路面;预制梁场级配碎石基层;沥青路面分为沥青路面上面层;沥青路面中面层;沥青路面下面层。本发明具体涉及一种用于高速公路主线或服务区设置预制梁场的路面结构,尤其涉及一种在梁场使用完毕后,对原路面全部利用,进行永临结构转换,对原路面进行相应处理后在其上铺筑相应结构,形成新的永久的用于高速公路行车的一种路面结构。
Description
技术领域
本发明涉及沥青路面结构领域,具体来讲涉及的是一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构。
背景技术
山区高速公路桥隧比高,预制梁场建设需求较大,但山区高速公路往往建设用地紧张,尤其是受地形条件限制,路线范围适于建设桥梁预制梁场的用地较少,因此通常将预制梁场设置在高速公路主线或服务区路基段上。预制梁场为满足使用要求,一般需要对场地路面进行硬化。预制梁场硬化路面结构一般是是采用15~20cm水泥混凝土面层+15~20cm水泥稳定碎石或级配碎石基层。通常设计过程中梁场硬化路面未考虑梁场路面结构的重复利用,在梁场使用完毕后,必须挖除原硬化路面,重新按高速公路路面结构进行铺筑施工。该方式造成了大量的资源浪费,同时挖除原路面需要大量的人力、物力,且耽误了工期。若对梁场路面结构设计考虑永临结合,在梁场使用完毕后,原结构适当设计并处置后直接作为永久行车路面的一部分结构层,不再对其挖除重建,这不仅可以保护环境、节省资源、降低工程造价,而且还可以对主线路面结构进行增强,提高路面的耐久性,延长路面的使用寿命,同时还可以节约工期,具有巨大的经济社会效益。
发明内容
因此,为了解决上述不足,本发明在此提供一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构;具体涉及一种用于高速公路主线或服务区设置预制梁场的路面结构,尤其涉及一种在梁场使用完毕后,对原路面全部利用,进行永临结构转换,对原路面进行相应处理后在其上铺筑相应结构,形成新的永久的用于高速公路行车的一种路面结构。
本发明是这样实现的,构造一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;该沥青路面结构包括沥青路面、改性沥青同步碎石封层;水泥稳定碎石基层;预制梁场混凝土路面;预制梁场级配碎石基层;沥青路面分为沥青路面上面层;沥青路面中面层;沥青路面下面层。
根据本发明所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;预制梁场混凝土路面和预制梁场级配碎石基层形成原预制梁场路面结构(43cm),即采用22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,满足梁场对硬化路面的需求。
根据本发明所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;水泥混凝土路面构造设计应满足如下要求:水泥混凝土路面横向按3.75~4.5米宽划分板块(路基宽度26m),设置纵缝;纵向按5.0米划分板块,设置假缝型横向缩缝;中分带位置按2m宽设置板块(在中分带设置绿化带时可对混凝土板块方便挖除,新泽西中分带不必进行挖除);混凝土路面纵、横向接缝应清缝、采用聚氨酯进行灌缝;梁场使用完毕后,原路面结构进行永临转换,直接利用原预制场硬化路面结构。
根据本发明所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;所述高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构(89cm),即采用4cm改性沥青混合料上面层+改性乳化沥青黏层+6cm改性沥青混合料中面层+改性乳化沥青黏层+8cm普通沥青混合料下面层+改性乳化沥青黏层+改性沥青同步碎石封层+28cm水泥稳定碎石上基层+22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,经采用路面结构专业计算软件计算满足设计年限内行车荷载对路面结构的需求;在原水泥混凝土路面上加铺水泥稳定碎石之前,对破损混凝土路面彻底处治,并应在水泥混凝土路面上满铺固定土工钢塑复合格栅,用以预防接缝位置反射裂缝发展至水泥稳定碎石基层。
根据本发明所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;施工方法包括以下步骤:
(1)路基要求:路基顶面回弹模量不低于50MPa(重交通等级);路基竣工后,其顶面压实度按重型击实标准不得低于96%,检测路基非平衡湿度条件下的代表弯沉值不得超过180×10-2mm;
(2)路面结构层施工前首先应对设计图纸进行充分核实,预先进行纵、横向排水设施及管线预埋施工,中分带形式的确认;
(3)级配碎石要求:级配碎石CBR值应大于80%,在最佳含水量时进行碾压,按重型击实试验法确定的压实度不小于96%;检测级配碎石基层的代表弯沉值不得超过150×10- 2mm;级配碎石层应采用摊铺机铺筑,施工时应尽可能减少混合料的离析,摊铺时应设专人对已发生离析的部分,及时更换新的混合料,以消除离析现象;纵横向接缝的处理应采用搭接拌和,整平后一起进行碾压密实;碾压完毕后应及时封闭交通并尽快摊铺上层;
(4)水泥混凝土设计抗弯拉强度为3.0MPa(可靠度系数为1.25),最大水灰比为0.44;要求至少采用小型成套机具施工设备,拌和采用强制式搅拌机;横向施工缝设在横向缩缝或胀缝处,多车道施工缝不应设在同一断面上;水泥路面铺筑完成后应立即开始养生,采用覆盖洒水养生方式,表面应始终保持湿润,养生期间应禁止车辆通行;
(5)土工钢塑复合格栅型号采用GSGS50-50,原材料及铺设质量应进行检验。土工格栅搭接宽度不小于40cm,应采用绑扎连接,铺设时应拉紧并锚固,非施工车辆不得在土工格栅上直接行驶和掉头;
(6)填缝料采用聚胺酯类填缝料,应与混凝土板壁粘结牢固、回弹性好、不溶于水。表干时间不大于4h,失黏~固化时间不大于10h,拉伸模量(23℃)大于0.4MPa,拉伸模量(-20℃)大于0.6MPa,弹性恢复率不小于90%,定伸黏结性(23℃干态)定伸60%无破坏,(-10℃)拉伸量不小于15mm,固化后针入度20~40(0.1mm),耐水性(水泡4d黏结性)定伸60%无破坏;填缝前必须将缝内清扫干净并保持干燥,填缝料必须将缝隙充满并填塞密实;
(7)水泥稳定碎石基层、透层、改性乳化沥青黏层、改性沥青同步碎石封层、沥青面层施工应按现行施工技术规范及设计要求施工。
本发明具有如下优点:本发明通过改进在此提供一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,该路面结构经过特殊结构设计、构造设计和处置后,可以完全利用原梁场路面结构,梁场使用完毕后,将硬化路面作为新建结构的底基层,再其上设置新的半刚性基层共同构成组合式基层,再铺筑热拌沥青混合料面层。原梁场路面结构层不必进行挖除,并且可对原半刚性基层沥青路面结构进行增强,延长路面使用寿命。本发明用于高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构及其施工方法的有益效果具体体现为:
(1)原梁场路面可在后期不必拆除,直接用于高速公路主线永久车行路面结构部分,且满足设计年限内行车荷载对路面结构的要求。
(2)结构对于路基标高无特别要求。永临转换后整体路面结构厚度与相邻路基段路面结构厚度一致,不必对主线路基纵坡进行调整,施工便利。
(3)梁场路面基层采用级配碎石,便于纵向及横向管线的预埋,同时便于路基与路面结构模量过渡及排水;
(4)梁场路面面层采用C20混凝土,满足梁场操作对路面使用的要求;同时低标号混凝土作为永久路面结构的底基层,与水泥稳定碎石基层强度差异较小,结构过渡合理;
(5)混凝土路面构造设计充分考虑了永临结构转换后路面车道及中分带的构造布置形式和宽度。可以保证高速公路通车后行车轮迹带与薄弱的构造接缝位置避开,保证路面通车后的使用寿命;
(6)同时,混凝土路面构造设计充分考虑了后期中分带设置绿化带及布置纵向管线和排水设施。
(7)路面结构永临转换从模量传递上进行了路面结构优化。
(8)梁场使用完毕后,永临结构转换,混凝土路面上铺筑水泥稳定碎石基层,其结构厚度与相邻路段水泥稳定碎石基层顶面标高保持一致,充分考虑了施工连续性及便利性,无特殊要求。
(9)充分考虑了水泥混凝土路面与水泥稳定碎石基层之间的反射裂缝抑制及延缓措施。
(10)基于上述优点,本发明所述的预制梁场路面永临转换沥青路面结构,可完全利用预制梁场路面,利于施工,节约了资源、造价及工期,同时延长路面使用寿命,具有重要的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是主线路基路段沥青路面的结构示意图(常规高速公路路基段路面结构);
图2是本发明主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构的结构示意图;
图3是本发明主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构路面标准横断面示意图;
图4是本发明主线路基段预制梁场水泥混凝土路面构造设计示意图;
图5是本发明主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构的端部示意图;
其中:1-沥青路面上面层;2-沥青路面中面层;3-沥青路面下面层;4-改性沥青同步碎石封层;5-水泥稳定碎石基层;6-预制梁场混凝土路面;7-预制梁场级配碎石基层。
具体实施方式
下面将结合附图1-图5对本发明进行详细说明,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,该路面结构经过特殊设计和处置后,可以完全利用原梁场路面结构,梁场使用完毕后,将硬化路面作为新建结构的底基层,再其上设置新的半刚性基层共同构成组合式基层,再铺筑热拌沥青混合料面层。原梁场路面结构层不必进行挖除,并且可对原半刚性基层沥青路面结构进行增强,延长路面使用寿命。本发明同时还提供了一种高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构施工方法。
实施时,如图2所示;该沥青路面结构包括沥青路面、改性沥青同步碎石封层4;水泥稳定碎石基层5;预制梁场混凝土路面6;预制梁场级配碎石基层7;沥青路面分为沥青路面上面层1;沥青路面中面层2;沥青路面下面层3。
本具体实现过程为:
(1)一种高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,所述原预制梁场路面结构(43cm),即采用22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,满足梁场对硬化路面的需求。
(2)水泥混凝土路面构造设计应满足如下要求:水泥混凝土路面横向按3.75~4.5米宽划分板块(路基宽度26m),设置纵缝;纵向按5.0米划分板块,设置假缝型横向缩缝。中分带位置按2m宽设置板块(在中分带设置绿化带时可对混凝土板块方便挖除,新泽西中分带不必进行挖除)。混凝土路面纵、横向接缝应清缝、采用聚氨酯进行灌缝。
(3)梁场使用完毕后,原路面结构进行永临转换,直接利用原预制场硬化路面结构。所述高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构(89cm),即采用4cm改性沥青混合料上面层+改性乳化沥青黏层+6cm改性沥青混合料中面层+改性乳化沥青黏层+8cm普通沥青混合料下面层+改性乳化沥青黏层+改性沥青同步碎石封层+28cm水泥稳定碎石上基层+22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,经路面结构计算专业软件计算满足设计年限内行车荷载对路面结构的要求。
(4)在原水泥混凝土路面上加铺水泥稳定碎石之前,应在水泥混凝土路面上满铺固定土工钢塑复合格栅,用以预防接缝位置反射裂缝发展至水泥稳定碎石基层。
上述用于高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构的施工方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)路基要求:路基顶面回弹模量不低于50MPa(重交通等级)。路基竣工后,其顶面压实度按重型击实标准不得低于96%,检测路基非平衡湿度条件下的代表弯沉值不得超过180×10-2mm。
(2)路面结构层施工前首先应对设计图纸进行充分核实,预先进行纵、横向排水设施及管线预埋施工,中分带形式的确认。
(3)级配碎石要求:级配碎石CBR值应大于80%,在最佳含水量时进行碾压,按重型击实试验法确定的压实度不小于96%;检测级配碎石基层的代表弯沉值不得超过150×10- 2mm。级配碎石层应采用摊铺机铺筑,施工时应尽可能减少混合料的离析,摊铺时应设专人对已发生离析的部分,及时更换新的混合料,以消除离析现象。纵横向接缝的处理应采用搭接拌和,整平后一起进行碾压密实。碾压完毕后应及时封闭交通并尽快摊铺上层。
(4)水泥混凝土设计抗弯拉强度为3.0MPa(可靠度系数为1.25),最大水灰比为0.44。要求至少采用小型成套机具施工设备,拌和采用强制式搅拌机。横向施工缝设在横向缩缝或胀缝处,多车道施工缝不应设在同一断面上。水泥路面铺筑完成后应立即开始养生,采用覆盖洒水养生方式,表面应始终保持湿润,养生期间应禁止车辆通行。
(5)土工钢塑复合格栅型号采用GSGS50-50,原材料及铺设质量应进行检验。土工格栅搭接宽度不小于40cm,应采用绑扎连接,铺设时应拉紧并锚固,非施工车辆不得在土工格栅上直接行驶和掉头。
(6)填缝料采用聚胺酯类填缝料,应与混凝土板壁粘结牢固、回弹性好、不溶于水。表干时间不大于4h,失黏~固化时间不大于10h,拉伸模量(23℃)大于0.4MPa,拉伸模量(-20℃)大于0.6MPa,弹性恢复率不小于90%,定伸黏结性(23℃干态)定伸60%无破坏,(-10℃)拉伸量不小于15mm,固化后针入度20~40(0.1mm),耐水性(水泡4d黏结性)定伸60%无破坏。填缝前必须将缝内清扫干净并保持干燥,填缝料必须将缝隙充满并填塞密实。
(7)水泥稳定碎石基层、透层、改性乳化沥青黏层、改性沥青同步碎石封层、沥青面层施工应按现行施工技术规范及设计要求施工。
本发明用于高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构及其施工方法的有益效果是:
(1)原梁场路面可在后期不必拆除,直接用于高速公路主线永久车行路面结构,且满足设计年限内行车荷载对路面结构的要求。
(2)结构对于路基标高无特别要求。永临转换后整体路面结构厚度与相邻路基段路面结构厚度一致,不必对主线路基纵坡进行调整,施工便利。
(3)梁场路面基层采用级配碎石,便于纵向及横向管线的预埋,同时便于路基与路面结构模量过渡及排水;
(4)梁场路面面层采用C20混凝土,满足梁场操作对路面使用的要求,同时低标号混凝土作为路面结构的底基层,与基层强度差异较小,结构过渡合理;
(5)混凝土路面构造设计充分考虑了永临结构转换后路面车道及中分带的构造布置形式和宽度。可以保证高速公路通车后行车轮迹带与薄弱的构造接缝位置避开,保证路面通车后的使用寿命;
(6)同时,混凝土路面构造设计充分考虑了后期中分带设置绿化带及布置纵向管线或排水设施。
(7)路面结构永临转换从模量传递上进行了结构优化。
(8)梁场使用完毕后,永临结构转换,混凝土路面上铺筑水泥稳定碎石基层,其结构厚度与相邻路段水泥稳定碎石基层顶面标高保持一致,充分考虑了施工连续性及便利性,无特殊要求。
(9)充分考虑了水泥混凝土路面与水泥稳定碎石基层之间的反射裂缝抑制及延缓措施。
(10)基于上述优点,本发明所述的预制梁场路面永临转换沥青路面结构,可完全利用预制梁场路面,利于施工,节约了资源、造价及工期,同时延长路面使用寿命,具有重要的经济效益和社会效益。
经济效益测算:一个产能为每天生产6片预制梁的预制梁场,长600m,主线路基按26m宽计,一个常规预制梁场路面硬化结构按20cmC20水泥混凝土路面+15cm级配碎石,一个预制梁场路面硬化造价为: ;一条100km高速公路,按10个土建标段划分,每个标段平均按1.5个预制梁场满足生产需求(每个梁场产能按每天生产6片预制梁计算),预制梁场路面硬化造价: 。一条长度100km,26m路基宽度,双向四车道高速公路,采用预制梁场路面永临转换沥青路面结构后,直接经济效益为: 元。直接工程造价还未计原梁场路面结构拆除、运输、固废堆砌场地费用以及工期损失等。
下面结合实施例对本发明路面结构作进一步的说明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1:参见图1、图2,一种用于主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构,路面结构厚度为89cm。所述沥青路面面层为18cm(上、中、下面层分别为4cm,6cm,8cm),水泥稳定碎石基层为28cm,梁场水泥混凝土路面为22cm,级配碎石基层为21cm。
实施例2:参见图1、图2,一种用于服务区路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构,其施工方法同实施例1,路面结构厚度为81cm。所述沥青路面面层为10cm(上、下面层分别为4cm,6cm),水泥稳定碎石基层为28cm,梁场水泥混凝土路面为22cm,级配碎石基层为21cm。
实施例3:参见图1、图2,一种用于主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构,其施工方法同实施例1,路面结构厚度为81cm。所述沥青路面面层为16cm(上、中、下面层分别为4cm,6cm,6cm),水泥稳定碎石基层为25cm,梁场水泥混凝土路面为22cm,级配碎石基层为18cm。
实施例4:参见图1、图2,一种用于服务区路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构,其施工方法同实施例1,路面结构厚度为75cm。所述沥青路面面层为10cm(上、下面层分别为4cm,6cm),水泥稳定碎石基层为25cm,梁场水泥混凝土路面为22cm,级配碎石基层为18cm。
实施例5:参见图1、图2,一种用于主线路基段预制梁场路面永临转换沥青路面结构,其施工方法同实施例1,路面结构厚度为87cm。所述沥青路面面层为16cm(上、中、下面层分别为4cm,6cm,6cm),水泥稳定碎石基层为28cm,梁场水泥混凝土路面为22cm,级配碎石基层为21cm。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;该沥青路面结构包括沥青路面、改性沥青同步碎石封层(4);水泥稳定碎石基层(5);预制梁场混凝土路面(6);预制梁场级配碎石基层(7);沥青路面分为沥青路面上面层(1);沥青路面中面层(2);沥青路面下面层(3)。
2.根据权利要求1所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;预制梁场混凝土路面(6)和预制梁场级配碎石基层(7)形成原预制梁场路面结构(43cm),即采用22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,满足梁场对硬化路面的需求。
3.根据权利要求1所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;水泥混凝土路面(6)构造设计应满足如下要求:水泥混凝土路面横向按3.75~4.5米宽划分板块(路基宽度26m),设置纵缝;纵向按5.0米划分板块,设置假缝型横向缩缝;中分带位置按2m宽设置板块(在中分带设置绿化带时可对混凝土板块方便挖除,新泽西中分带不必进行挖除);混凝土路面纵、横向接缝应清缝、采用聚氨酯进行灌缝;梁场使用完毕后,原路面结构进行永临转换,直接利用原预制场硬化路面结构。
4.根据权利要求1所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;所述高速公路路基段预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构(89cm),即采用4cm改性沥青混合料上面层+改性乳化沥青黏层+6cm改性沥青混合料中面层+改性乳化沥青黏层+8cm普通沥青混合料下面层+改性乳化沥青黏层+改性沥青同步碎石封层+28cm水泥稳定碎石上基层+22cmC20水泥混凝土面层+21cm级配碎石基层组成,经采用路面结构专业计算软件计算满足设计年限内行车荷载对路面结构的要求;在原水泥混凝土路面上加铺水泥稳定碎石之前,应对破损混凝土路面彻底处治,并在水泥混凝土路面上满铺固定土工钢塑复合格栅,用以预防接缝位置反射裂缝发展至水泥稳定碎石基层。
5.根据权利要求1所述用于高速公路预制梁场路面永临结构转换的沥青路面结构,其特征在于;施工方法包括以下步骤:
(1)路基要求:路基顶面回弹模量不低于50MPa(重交通等级);路基竣工后,其顶面压实度按重型击实标准不得低于96%,检测路基非平衡湿度条件下的代表弯沉值不得超过180×10-2mm;
(2)路面结构层施工前首先应对设计图纸进行充分核实,预先进行纵、横
向排水设施及管线预埋施工,中分带形式的确认;
(3)级配碎石要求:级配碎石CBR值应大于80%,在最佳含水量时进行碾压,按重型击实试验法确定的压实度不小于96%;检测级配碎石基层的代表弯沉值不得超过150×10-2mm;级配碎石层应采用摊铺机铺筑,施工时应尽可能减少混合料的离析,摊铺时应设专人对已发生离析的部分,及时更换新的混合料,以消除离析现象;纵横向接缝的处理应采用搭接拌和,整平后一起进行碾压密实;碾压完毕后应及时封闭交通并尽快摊铺上层;
(4)水泥混凝土设计抗弯拉强度为3.0MPa(可靠度系数为1.25),最大水灰比为0.44;要求至少采用小型成套机具施工设备,拌和采用强制式搅拌机;横向施工缝设在横向缩缝或胀缝处,多车道施工缝不应设在同一断面上;水泥路面铺筑完成后应立即开始养生,采用覆盖洒水养生方式,表面应始终保持湿润,养生期间应禁止车辆通行;
(5)土工钢塑复合格栅型号采用GSGS50-50,原材料及铺设质量应进行检验;土工格栅搭接宽度不小于40cm,应采用绑扎连接,铺设时应拉紧并锚固,非施工车辆不得在土工格栅上直接行驶和掉头;
(6)填缝料采用聚胺酯类填缝料,应与混凝土板壁粘结牢固、回弹性好、不溶于水;表干时间不大于4h,失黏~固化时间不大于10h,拉伸模量(23℃)大于0.4MPa,拉伸模量(-20℃)大于0.6MPa,弹性恢复率不小于90%,定伸黏结性(23℃干态)定伸60%无破坏,(-10℃)拉伸量不小于15mm,固化后针入度20~40(0.1mm),耐水性(水泡4d黏结性)定伸60%无破坏;填缝前必须将缝内清扫干净并保持干燥,填缝料必须将缝隙充满并填塞密实;
(7)水泥稳定碎石基层、透层、改性乳化沥青黏层、改性沥青同步碎石封层、沥青面层施工应按现行施工技术规范及设计要求施工。
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