市政工程新旧道路路面拼接技术的应用观察

赵 熙

（北京市交通基础设施建设项目管理中心，北京 100161）

0 引言

随着我国国民经济的飞速发展，国家对基础设施建设方面也愈发重视，道路是我国现代化建设的重要基础设施之一，无论是对经济的发展还是人们的日常生活都有着重要的影响。 在市政工程道路建设中，水泥混凝土路面、沥青路面应用最为广泛，具有刚度大、承载能力强、高温稳定性好、维护费用低、使用寿命长等诸多优势在我国的市政公路建设中扮演了重要的角色。 但是在基于长期的行车压力下，随着道路使用年限的增加，会出各种路面病害，常见的有道路塌陷、路面损坏以及出现裂缝等问题，近些年，随着城市化进程的不断推进，原本的市政道路已难以满足当下的社会需求，因此，需要在原有的老路路面上，实施拼接、扩展，这就需要施工人员严格依据相关要求执行路面拼接技术，因此，通过加强道路新旧里面拼接技术的应用分析，对保证路面拼接质量，推进市政工程道路建设具有重要的现实意义。

1 旧路面常见病害

对于一些旧路面，其道路主要病害类型有路面裂缝、表面坑槽、坑洞、路面沉降等。

1.1 路面裂缝

裂缝是路面的主要破坏类型之一。 对于裂缝的形式可分为横向、纵向、斜向、交叉裂缝、破碎板等，产生裂缝的主要原因有：一是由于水泥混凝土材料的本身配比不合理引起的； 二是由于基层压实度不够，路基平整度较差以及在超载或偏载作用下导致的开裂；三是由于冻融循环引起的混凝土路面裂缝。 此外，气候也是引起路面裂缝的一个重要因素，由于一些地区昼夜温差较大，大幅度的温度变化导致了混凝土道路路面表面温度变化急剧，由于内外温差变化过快而产生温度拉应力，产生了裂缝，特别是对于高原地区，气候寒冷，四季大风，空气干燥，特别容易导致混凝土产生干缩裂缝。

1.2 表面坑槽、坑洞、沉降

当砂石材料含泥土或杂质的量过大时，就会造成水泥混泥土路面局部强度缺失，在车辆冲击荷载下很容易引起局部的混凝土解体，或者在冻融或膨胀的情况下， 粗集料从混凝土中脱落出而形成坑槽或坑洞。沉陷也是道路病害中的一个重要问题，主要表现在路面的局部路段范围内有下沉的现象，引起道路沉陷的主要原因是由于路基填土或地基的固结沉降或不均匀沉降所引起的。

1.3 接缝受损

对于水泥混凝土路面整体而言， 接缝处毫无疑问是最为薄弱的环节，该处易于形成填缝料缺失、接缝破裂，水会从接缝处侵入从而形成脱空、错台等病害。一般来讲，接缝类病害往往都是发生在局部的，但局部的破坏会逐步引起板块出现断裂，大面积的板块断裂，大大降低了水泥混凝土路面的使用寿命。 接缝破碎也是一个重要问题，产生接缝破碎的原因是由于在施工过程中拉杆或传力杆设置不当引起的，使得不可压缩材料进入缝隙内，或者是缩缝切缝时间不当，加之重载的反复作用。 此外，还有一个重要原因是选用的填缝料不合格，导致在短时间内出现脆裂、老化、挤出以及板块脱离现象。 当填缝料更换不及时，老化的填缝料在车辆动载作用下发生挤出以及传力杆设置不科学，当板块在纵、横坡度上，在荷载作用下，板块与基层之间的摩阻力较小，在板块较大下滑力的作用下造成了接缝张开。

2 市政工程新旧路面拼接可能产生的问题

一般路面为多层结构，尽管针对不同的区域会采用不同的设计形式，但总体而言，其路面结构从下到上一般可以分为土基、垫层、基层以及面层。 每层结构均有着不同的功能，其中，路面的面层结构主要是承载车辆和行人产生的荷载以及外在环境的温度变化等，并将这些荷载从上层逐渐扩散到地基中，保证车辆行驶过程中的安全性和舒适性；基层，应具有足够的空冲刷能力、刚度以及耐久性；土基，要足够密实并均质稳定， 能够给上层的路面结构提供均匀的支撑。通常，对于新旧道路路面的拼接中，会产生一些问题，具体如下。

2.1 形成拼接缝，降低路面强度

道路在长期使用过程中，由于受自然环境以及车辆载荷影响，会引起道路破坏，需要定期修缮，并且随着城市交通压力的增大，也需要对旧路面进行拓宽处理。 因此，市政单位需要对路面进行修缮，常见的是对路面进行拼接，这自然会在新、旧路面间形成接缝，拼接缝是路面的薄弱处，一旦施工技术应用不当，将会影响到整个路面的强度，降低路面的使用寿命。 此外，水还会通过接缝渗入路面基层，当路表水通过缝隙处渗入结构层内，若得不到及时排除，在较大的行车压力下，路面基层极易引起唧泥，板底脱空，导致路面结构层出现破坏，对道路的质量造成影响。

2.2 出现新旧路基差异沉降

在市政道路改建工程中，新旧路基之间的差异沉降是最常见的病害，导致新填料路基失稳与原有路基之间发生滑移，进而在新旧路基之间产生错台，使得路面出现沉浮状况， 影响了路面质量和行车安全性。在新旧路面的拼接过程中，导致路面出现沉积的主要原因在于：（1）路床土基条件不佳，原有旧土基于新土基的载荷力存在差异，引发路面沉降；（2）由于市政工程通常施工周期较短， 导致新路面没有完全固结下沉，导致施工后出现一定幅度的沉降；（3）新旧路面面层衔接不当，导致拼接后出现不同幅度的沉降等。

2.3 道路混合料离析

在路面拼接施工过程中，集料质量是影响路面拼接质量的关键， 其中，不仅要考虑强度、弹性模量和粒径级配，还要考虑形貌、表面特征、表观密度、吸水率与含水率等指标，如果选用不当，会严重影响路面的强度，甚至还会使得空隙率过大，用水量增大，出现集料离析的现象。 通常情况下，导致集料离析情况较复杂，首先是原材料选用不当、性能指标不达标，对供应商缺乏考核；其次是操作工艺不当，由于施工过程中不严格按照要求执行，采用不合格的材料且配合比不合格等，使得混集料质量远达不到设计要求。 集料是工程建设的“重要基石”，对其质量的把控极其重要，因此，应该加强原材料管控，重视原材料质量检验，控制集料配比，严格控制细长和扁平的颗粒含量不能太高，保证配比合理性，严格控制工艺，降低集料离析现象的发生，保证路面质量。

3 市政新旧道路路面拼接技术要点分析

新旧道路路面的拼接是对新旧路面的各个结构层沿着道路纵向进行合理拼接，进而形成一个整体结构。但通常而言，新路面与旧路面间会存在高度差异，导致新旧路面的各结构层之间易产生错位。 通常在道路拼接过程中技术要点主要有三方面：一是由于新旧路基的不均匀沉降，导致在拼接路面间存在附加应力，旧路的固结沉降已完成，而新路面的固结沉降没有开始，因此，易形成附加应力；二是旧路面使用年限过长，整体结构强度也有着不同程度的降低， 导致新旧路面结构强度上存在一定差异性； 三是在新旧路面的拼接中会形成附加应力，导致整体强度有所降低，需要通过科学技术手段进行改善。 因此，在施工建设中，要选择合适的拼接材料， 如可选用聚酯玻纤布作为拼接处的铺设连接材料，一方面可有效防治反射裂缝，另一方面还具有优异的防水和对面层的加强功能。

4 新旧道路路面拼接技术应用

4.1 新旧道路路面结合处的台阶开挖

开挖台阶是增大新旧路基接触面积的有效方式之一，可显著提升新旧路基结合部位的抗剪强度和摩阻力，有利于新旧路基的紧密结合，提升路面的整体性，进而提升路面的使用性和耐久性。 通常在台阶开挖时，要选择合理的开挖方式，这就要求充分结合道路的地理环境和路基高度，有针对性地选择合适的开挖方式和合适的尺寸，一般台阶的高度在50～100 cm，台阶宽度在80～200 cm。

土工合成材料是一种人工合成的聚合物，是用于道路岩土工程中的材料统称，具有轻质、高强耐腐蚀等特性，并且与土体结合良好，在市政道路改建工作中，利用土工合成材料处理新旧路基集合，能够加强路基结合的紧密程度，提升路面整体性能，减小新旧路面的不均匀沉降，有效降低新旧路面结合处裂纹的产生。 例如，应用较多的是土工格栅，通常作为筋材使用，通过在开挖台阶后，将土工格栅一半铺在旧路基上，一半铺在新路基上，其作用机理主要是格栅与土之间的相互作用， 通过在开挖台阶处铺设土工格栅，将新旧路基紧密嵌锁在一起， 既减小土体侧向变形，又增大了新旧路基的摩擦作用，在行车载荷下，减小结合处的垂直应力，增大地基承载力，此外，利用土工格栅的弹性，还大大消除了长期车载作用下的累积变形，可实现从根本上解决新旧路基之间的不均匀沉积问题。

4.2 新旧路基接缝处理技术

接缝是新旧路面处理的关键环节，对于旧路面的裂缝和接缝需要全部清缝、灌缝处理。 清缝过程是将原有的填缝材料、杂质、灰尘等清除干净，填缝过程是把聚氨酯材料填灌到缝隙中， 并利用铁钩进行钩动，利于缝壁的紧密粘接和缝隙填灌的饱满性。 对于裂缝处可选择胶粘剂，如环氧树脂、胶乳等对裂缝进行灌注，对于宽度在0.5～2 mm 的裂缝，可直接采用扩缝灌浆法对裂缝进行处理，并且还可通过放置传力杆等恢复接缝、裂缝的传荷能力。 在实际施工过程中，施工人员要严格把控施工工艺，处理好新旧路面的接缝处的处理。 冷接缝热处理施工十分重要，特别是对于沥青混合料，该技术是通过对旧路面，沿着纵向拼接侧面，将沥青混合料加热处理，使得其与新沥青混合料的温度基本一致，显著提升了新旧路面接缝处的粘接情况。

4.3 加强施工监测和管理

当下，对于处理新旧路基的搭接过程中尚未形成一套完整的处理方案，特别是对于处理软土地基方面还是一个十分复杂的问题，在施工过程中，一些技术的选择多凭借主观经验为主， 实现没有经过理论计算、模拟，因此，对于施工过程中的检测、监测和管理工作十分重要。 在施工过程中，前期要注重道路测量工作的准确性，对新道路建设进行准确设计，在检测阶段，还要详细准确记录各项数据，如强度、厚度等各项指标的检测，特别要加强对新旧路面加固部分的检测，保证各项施工操作工艺的正确性和稳定性，严格参照标准规范执行，保证施工效率和路面的质量稳定性，在施工现场，充分结合施工情况，合理分析，以期达到预期目标。

5 结语

综上，在市政工程道路建设中，新旧道路路面的拼接是施工技术中的重点和难点， 是一项复杂而系统的工作，一旦新旧路面拼接不当，将会降低路面整体的使用性能，发生多种道路病害。 在实际施工工程中，首先要对旧路面病害进行处理，并对路面做好充分的测量、试验等准备工作，对拼接过程中可能出现的问题进行预估，科学制订方案，再展开新旧路面的拼接工作，针对路基、路面、接缝要采取科学措施，有针对性地处理， 保证新旧路面整体的稳定性和可靠性，实现良好拼接，形成一个完整的整体。 与此同时，还应加强对新旧路面结构的应力应变状态的系统分析，充分结合老路面的疲劳特性、路面材料特征以及路面破坏形态及破坏机理方面进行深入研究， 并科学合理地将土工合成材料运用于新旧路面拼接施工中，充分发挥道路的交通运输功能，全力推动市政道路建设的健康发展。