瀝青路面新增臺秤部位病害處治技術研究

王一明（上海城建城市運營集團有限公司，上海 200023）

0 引 言

隨著高速公路聯網收費系統全面升級改造項目的進行，為治理公路運輸超載問題、規避橋梁設施坍塌風險，目前在一些高速公路收費站進口處增設有稱重設備。該稱重設備埋置于瀝青路面中，主要由感應裝置、臺秤、臺座構成。臺秤采用20 cm高的槽鋼結構，其錨固于55 cm厚的臺座鋼筋混凝土中。隨著運行時間的增加，臺秤安裝部位的瀝青路面逐步暴露出車轍、擁包、錯臺等一系列病害，不僅會造成車輛跳車，降低行車舒適感，還會影響稱重系統測量精度，加速傳感器損耗速度，故亟待采取針對性措施加以解決。

1 研究背景

針對上述問題，目前采取的主流處治施工方法有2種，分別是銑刨攤鋪和注漿加固。銑刨攤鋪方法是將損壞的瀝青路面刨除，然后根據路面線形進行加罩施工，其維修成本低廉，但該處治方法不涉及路面基層或路基的加固及翻挖，因而在路面深層結構已損壞的前提條件下，只能起到“治標”作用，不能“治本”。目前該方法已在上海市閔行區劍川路下行上匝道應用，但效果不明顯，經試驗，質量保證期不足3個月。

注漿加固方法是在臺秤前后路面進行深層結構注漿，通常需要與路面銑刨攤鋪一并實施，因而維修成本相對較高。該方法雖然能夠對基層進行一定程度的補強，但由于屬于隱蔽工程，漿體的流動方向、注入部位實難把控，故加固效果存在不均勻現象，從以往在上海市莘奉金高速主線的實施效果來看，質量保證期通常不足6個月。與此同時，注漿對路面剛度影響甚微，新增臺秤造成局部路面剛度差異的客觀事實無法改變，錯臺情形仍將逐步顯露。

2 現狀分析

筆者調研了稱重設備的設計圖紙、施工方法，并結合現場檢查結果，認為新增臺秤部位的瀝青路面的損壞原因主要有以下幾方面。

2.1 接口部位剛度差異大

臺座結構高度為55 cm，與原瀝青路面垂直搭接，造成接口部位剛度差異明顯。該結構類似于橋頭接坡，在外部荷載的長期作用下，接口部位兩側路面變形沉降不均，引起車輛振動加劇，嚴重影響行車的安全性、舒適性，并進一步增加車輛對路面的動荷載作用，造成路面錯臺病害的發生。隨著運行時間的增加，錯臺部位逐漸出現脫空現象，雨水容易經該部位下滲至路面基層，進而誘發翻漿、沉陷等深層路面結構病害。

2.2 排水系統設置不完善

槽鋼蓋板同臺座混凝土之間存在接縫，雨水容易滲入。槽鋼內部通常設置透水管，用以將雨水引至周邊排水系統。但受現場條件限制，部分路段無邊坡排水口，故只能挖出暗溝將透水管引出。時間一長，容易引起透水管堵塞，造成排水不暢，在重載車輛的作用下，加速路面基層翻漿沉陷病害的發展。此外，臺秤加裝位置通常位于收費站，多數處于低洼地段，雨水較多時，也會造成槽鋼內的積水無法及時排出，同時夾雜的泥沙等還會引起透水管堵塞。

2.3 機械開挖致結構松動

臺秤增設施工通常安排在22：00～6：00，作業時間極短，全過程使用大型挖機開挖。其間未對施工作業面兩側的道路結構進行維護，易造成下臥基層和周邊路面結構層松散。隨著運行時間增加，路面車轍、擁包、翻漿等病害將逐步顯露。

3 關鍵處治技術

結合上文分析可以看出，臺秤新增部位的瀝青路面病害主要由設計、施工等多重因素造成，唯有從設計上改變結構形式，并在施工過程盡可能減少對原有路面結構層的撓動，提升路面平整度，方能從根本上解決所述瀝青路面病害的形成和發展。因此，本文提出調坡并增設過渡板的處治方法。該方法是根據臺秤路面線形，擬定調坡范圍，并將臺秤前后瀝青路面挖除，設置新的過渡板，再根據設計線形攤鋪瀝青面層，從而均衡路面剛度、提升路面平整度，從根本上規避新舊路面搭接部位的不均勻沉降現象的發生。

3.1 過渡段的設計

臺秤部位混凝土厚度達55 cm，剛度與瀝青路面差異太大?？梢酝ㄟ^在兩類不同結構之間設置新的過渡板，使路面臺秤部位的剛度平緩過渡。該過渡段設計主要考慮以下前提。

（1）從保障施工作業時間的角度出發。由于高速公路的養護維修作業時間通常限制在一個車流量低谷期內，僅約8 h左右，故瀝青面層至多按3層進行設計，因此過渡段的瀝青面層主要考慮由2層式和3層式構成。

（2）從滿足路面結構使用性能角度出發。臺秤施工對下臥基層撓動較大，應至少翻挖修復45～50 cm厚的路面結構，確保該深度范圍內路面結構完整。此外，臺秤結構的混凝土厚度較大，宜采用兩級過渡方法，使該部位的路面剛度呈階梯式逐漸下降。

（3）從降低施工成本的角度出發。由于施工時間受限，過渡板應采用2 h快速混凝土，成本十分高昂，因而應在滿足施工規范的前提下盡可能地增加瀝青料用量。

因此，擬定的過渡板埋設深度宜按48 cm設計，由36 cm快速混凝土＋12 cm 2層式瀝青面層及22 cm快速混凝土＋22 cm 3層式瀝青面層組成，且過渡板過渡段長度不應少于5 m。具體設計參數，如圖1所示。

圖1 過渡段設計參數示意圖

3.2 過渡段的施工

3.2.1 混凝土過渡板的施工

首先，使用銑刨機對過渡板設置部位的路面進行深翻，厚度約20 cm；其次，使用小型0.3 m3鎬頭機破碎原有基層，繼續挖除20 cm；最后，使用人工風鎬清除底部8 cm基層，從而盡可能地減少大型機械開挖對路面結構層的撓動。挖至設計標高后，檢查下臥結構層有無明顯松散變形類病害。若有，則應使用輪胎壓路機進行壓實，確保下臥層平整度不超過1 cm。確認下臥層平整密實后，即可施工混凝土過渡板?；炷吝^渡板采用快速混凝土澆筑，內部布設雙層雙向Φ12 mm@150 mm鋼筋網片，上下保護層厚度控制在8 cm左右。為節約施工作業時間，可以事先將鋼筋籠分割成整片加工，從而節省現場安裝時間。

3.2.2 新舊板塊的連接

為減少新舊板塊間的不均勻沉降，混凝土過渡板應與臺秤混凝土基礎形成整體，可以通過植入傳力桿的方法來實現。植入鋼筋型號為2級鋼筋，直徑為25 mm，間距500 mm，植筋深度≥30 cm。

3.2.3 瀝青面層的施工

實際施工時，應結合路面線形實際情況對臺秤兩側的瀝青路面進行調坡處理。調坡方法類似橋頭接坡。首先，對臺秤前后路面的標高進行測量，待測到穩定段后，即坡差變化不大時，即可確定調坡范圍。其次，根據設計路面線形擬定抬升高度，從而計算出銑刨厚度和攤鋪厚度。因此，施工時的瀝青面層銑刨深度、攤鋪厚度需進行適當調整，并應確保每層的攤鋪厚度符合施工規范要求。此外，為規避瀝青面層車轍、擁包等病害的形成，應在AC型瀝青混合料中摻加0.4%的抗車轍劑。同時，在面層復壓環節中，務必采用25 t以上的輪胎壓路機進行壓實作業，確保壓實度達到規范要求。

3.3 防開裂構造措施

按上述方法處理后，路面剛度得以平緩過渡，但是路面結構形式仍不一致，彼此之間的剛度差異仍存在，再加上新舊瀝青面層也會有沉降不均情形，因而為延緩這些薄弱部位反射裂縫的發展趨勢，應在所處位置鋪設防裂貼或土工布。此外，對于臺秤和路面結合部位，應進行嵌縫處理，并定期采取灌縫措施，確保結合部位銜接緊密，從而避免錯臺、翻漿、沉陷等病害發生。

3.4 防水處理措施

臺秤蓋板與臺秤之間的接縫應使用聚氨酯彈性膠進行填充處理，從而減少雨水滲入量。此外，建議采用明排水構造，在臺秤所在位置開挖排水邊溝，設置相應的急流槽，將排水軟管接入邊溝急流槽，從而完善整個設施排水系統，減少路面水損病害的發生。

4 實施效果評價

將調坡并增設過渡板的施工工藝應用在上海市滬金高速顓橋收費站，目前使用時間已接近2年，現場實地檢查未發現臺秤前后瀝青路面存在沉陷、錯臺病害。隨著路面結構層的沉降變形逐漸趨于穩定，預計未來相應病害也較難顯現，可見實施效果良好。

4.1 經濟效益

調坡并增設過渡板方法與銑刨攤鋪方法、注漿加固方法的經濟效益對比，如表1所示。

表1 經濟效益對比表

可見，調坡并增設過渡板的施工工藝雖然實施成本最高，但是使用年限最長，年化成本最低，經濟效益最佳。

4.2 社會效益

提升路面平整度和行車舒適性；減少養護封道維修次數，充分發揮高速公路的運輸效能；減少物質資源投入，有助于節能環保。

5 結 語

本文探討了瀝青路面新增臺秤部位病害形成原因，并創新地提出調坡并增設過渡板的施工方法，通過實踐應用，總結出以下經驗。

（1）瀝青路面新增臺秤部位病害主要是由于2種路面結構剛度不均造成，可以在銜接部位設置兩級混凝土過渡板，從而平緩過渡路面剛度，規避不均勻沉陷病害的發生。

（2）路面翻挖時應盡量使用小型機具，可以首先使用銑刨機清除路面表層，再使用小型鎬頭機清除下臥基層，最后使用人工風鎬翻挖至指定標高，從而減少施工對既有路面結構層的撓動。

（3）增設過渡板的同時，還應對瀝青路面的線形進行調整，確保每層瀝青加罩厚度滿足施工規范要求，從而保證路面壓實度，提升路面平整度，降低行車荷載對路面的沖擊性能，維護瀝青路面新增臺秤部位使用的耐久性能。

經實踐應用表明，調坡并增設過渡板的施工方法有效提升了瀝青路面新增臺秤部位的維修質量，取得了較好的經濟效益與社會效益，具備較大的應用推廣價值。