路面顶管施工方案 高速公路路面大修中横向顶管技术探讨

　　【摘 要】以某高速公路某段路面大修工程为例，介绍了横向PVC排水管施工工艺在高等级公路路面大修中的应用，同时对高等级路面大修工程中如何进行有效地排水和防水设计、尽量避免和减少路面水损害的发生进行了一些经验性的总结。
　　【关键词】PVC横向排水管；路面大修；路面水损害
　　引言
　　目前，高等级公路特别是高速公路的养护大修工程，在进行大修方案设计和施工的过程中，往往重视沥青路面的防水，而没有结合原路面结构特点和地质特点完善路面的排水设计，导致维修后的部分路段在通车运营后不长时间，在外界自然降水因素和车辆荷载的作用下，维修后的路面出现更为严重的唧浆等水损坏病害。如何有效解决这一难题，一直是国内外专家学者研究的重点[1,2]。
　　2007年，某公路某段进行路面大修，高速公路股份有限公司结合原路面结构特点和地质特点，引入了在路肩横向顶PVC管进行排水的施工工艺，有效地排出了路面结构层内积水，取得了较好的效果。本文结合路面大修工程的实际，介绍了横向排水管设置的必要性及其施工工艺，并系统地阐述了与横向排水管相配合的其他、防排水措施，为高速公路养护大修工程防、排水方面提供了经验。
　　1 程工项目简介
　　此高速公路高密段位于高速K227+847～K282+503处，主线全长54.66km，路基宽度23m，路面宽度20m。原路面结构形式为4cmAC-20I中粒式沥青混凝土+5cmAC-25II中粒式沥青混凝土+6cmLS-30粗粒式沥青碎石+18cm厚二灰碎石+30cm厚石灰土。
　　此段通车已近13年，接近设计年限。随着交通量的迅猛增大和重载、超载车辆的增多，道路病害发展迅速，路面裂缝、唧浆、坑槽等病害严重，使得路况日趋恶化，严重影响了高速公路的服务质量，路面大修亟待进行。
　　2 横向排水管设置的原因及施工工艺
　　2.1 横向排水管设置原因
　　此高速公路高密段路面病害复杂，其原因是多方面的，但是最为关键的是路面内部积水不能迅速的排除。高密段属于山东丘陵副区，较低洼的地区地下水埋深较浅，一般为1.5-4．0m，地质结构为不透水的红板岩结构，路面结构层内部积水很难通过路基向下渗出。原路面中央分隔带人井没有防、排水设计，中央分隔带人井内的积水沿路面各结构层的层间结合面逐渐向路面渗透，同时路表汇水沿路面裂缝进入路面结构层内部，但是这些水却无法通过路基或路肩部位及时渗出，长期滞留在路面内部，在高速行驶车辆的反复作用下，这部分水反复冲刷路面结构层，从而导致路面唧浆、坑槽等病害的发生[3]。
　　2.2 横匀排水管施工工艺
　　2.2.1 排水管材料选择
　　横向排水管材料的选择耍综合考虑排水管使用功能、受力情况、耐久性和管材造价等方面。考虑到横向排水管设酋在路肩部位下 33cm处，排水管孔径较小，所受外部荷载较小，因此本维修工程选择了价格相对低廉的PVC管，规格为管径50mm，管壁厚度2mm。
　　2.2.2 排水管设置原则
　　(1)横向排水管布设位置一般根据路面维修铣刨的结构层次而定，主要设置在基层顶面或底基层顶面处，其管顶部嵌入基层或底基层表面以下l～2cm。
　　(2)横向排水管的布设间距一般为20cm，但是在竖曲线底部和构造物上坡路段的一端调整为5m。布设的起点和终点般选择在相邻的两个构造物之间。在基层顶面布设横向排水管时，除按照规定举例进行布设外在基层横向裂缝处应增设排水管。
　　(3)横向排水管采用专用的设备进行施工，顶管坡度不小于10％。
　　2.2.3 排水管施工工艺
　　(1)横向排水管要配合路面基层的大粒往透水型沥青混台料一起设置。
　　(2)按照事先选择的顶管位置和坡度不小于10%的要求，放置好顶管安装设备，顶管钻孔直径要确保与PVC管材的外径一致。
　　(3)顶管完成后，在成孔内灌注部分水泥砂浆，插人PVC排水管，使排水管外侧与路堤结合密实，并在进口外侧用砂浆堵塞密实，以防止层间水沿管外壁流出。同时在排水管进口附近用碎石填塞，预防管口被沥青混合料堵塞。
　　(4)为预防层间水流出后对边坡的冲刷和防止排水管被盗，一般将横向排水管出口设置在边坡内，同时在出口附近设置用碎石材抖制成的鱼鳞坑，达到分散排水和防盗的效果。
　　3 相关建议
　　从路面大修工程看，导致路面病害发展严重的主要原因是水的直接或间接作用，这与高速公路的原结构设计没有排水和防水设计有密切的关系，这种现象在早期修建的高速公路中普遍存在。为有效解决水损坏，延缓病害的发展，延长道路的使用寿命，在新建道路设计和旧路大修中建议采取综合的路面排、防水设计，坚持以排为主、防排结合的原则，对于路面大修工程，除增设横向顶管外，建议综合采取以下几个方面的措施。
　　(1)加强对中央分隔带排、防水的设计。
　　中央分隔带水的来源有两部分：一是自然降水；二是中央分隔带的绿化用水。为确保高速公路的道路景观，道路管理部门十分重视中央分隔带的绿化和管护工作，但也使中央分隔带含水率较大，造成多余水分向路面结构层内渗透。因此应高度重视中央分隔带的排水和防水设计，对于路面大修工程项目，可以采用在中央分隔带路缘石外侧或内侧设置防渗墙，阻止水分向路面结构层渗入，同时对中央分隔带可以起到保护的作用，确保苗木生长需要。
　　(2)中央分隔带人井的排水。
　　对于中央分隔带人井的排水，可以采用定向钻孔顶管的技术，从边坡处定向钻孔至人井后穿排水管，将中央分隔带入井内水排出。
　　(3)优化沥青混合料配合比设计。
　　采用防、排水性能比较好的路面结构形式，表面层采用改性沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)，基层采用透水性较好的大粒径沥青碎石(LSPM-30)结构，同时在上面层与中面层之间设置SBS改性沥青防水黏结层。
　　4 结语
　　高等级公路的养护大修工程的设计和施工，一定要结合原设计方案和当地的气候、地质条件，以及路段存在病害的原因进行针对性地设计，特别应注意引起道路早期破坏的路面内部积水的防治，确保维修方案的科学、经济、合理，取得良好的经济和社会效益。
　　参考文献：
　　[1]周宏举, 廖荣宁. FAC-20沥青混合料在路面大修工程中的应用[J]. 中外公路, 2003,23(5).
　　[2]李晨明. 北京北六环二期路面大修工程综合施工技术[J]. 施工技术, 2008,37(12).
　　[3]何宜典, 李青芳. 纤维沥青混合料在西宝高速公路大修改造中的应用[J]. 筑路机械与施工机械化, 2007,24(11).