高速公路改扩建路基拼接施工技术研究

摘要：随着社会的发展，汽车保有量逐渐增加，交通量远超预期，导致部分高速公路无法满足现代交通运输需求，但早期建设高速公路在公路网中有突出的地位，多为城市交通干线，拆除后新建将严重浪费资源，而改扩建不仅可提高高速公路通行能力，也减少施工复杂性、节约成本、提高资源利用效率，因此成为缓解高速公路硬件落后与现代交通运输流量激增之间的矛盾，改扩建方式在高速公路建设中广泛应用。目前，在改扩建施工过程中，方式的选择、施工的规范、新旧路基路面拼接处理等方面仍存在诸多不完善之处，严重影响施工效果。基于此，该文概述高速公路改扩建路基拼接施工形式、施工要求，分析施工技术要点与施工控制关键点，最终通过拼接处沉降量观测结果分析拼接施工效果。

关键词：高速公路；改扩建；路基拼接；施工技术

1路基拼接施工形式与要求

1.1施工形式

1.1.1单侧拼接单侧拼接是旧路基横坡处常用拼接形式，施工中许多高速公路的分隔带进行调整，再运用改造后空拼接方法，确保路基排水顺畅，通常在新路基侧端将纵向集水槽设置在新旧路分隔带上，并间隔100m设置一口集水井。但由于调整分隔带十分复杂，施工量大，无法保障改扩建后新旧路径保持强度一致，单侧拼接在近年来的高速公路改扩建中应用较少[1]。同时，随着拼接技术的更新，单侧拼接的劣势也愈发突出，新旧路基宽度不一致，改建成相同宽度时施工量大，将长时间、大范围影响交通；单侧拼接也导致互通、上跨分离式立交、服务设施等进行大规模改建；若旧路基设置为双向横坡，很难调整为单向坡。1.1.2单侧分离单侧分离的应用相对普遍，因施工中回避诸多技术问题，该形式在多种施工界面上均有良好的适用性，如净空问题突出路段应用单侧分离更加灵活。在具体操作中，需先将初有路基设定为半幅路基，再利用中央隔离带将初有路基通过隔离法划分，最后按照施工设计方案中的要求，针对初有路基一侧进行施工即可。其有平面、纵面两种分离方式，平面分离相当于重新建分离式路基，加宽侧可自由布置，但新建路基的宽度过大时，工程量更大，且会造成互通、上跨分离式立交、服务设施的大规模改建，难以将旧路基的双线横坡调整为单向坡构造物，若不调整则需要将原中分带取消，不利于安全通行；而纵面分离不改变平面，遇到困难地段可进行平纵面同时分离，但纵面抬高路段需要进行高架桥施工，成本过高，施工量过大。1.1.3两侧拼接加宽与以上两种拼接形式相比，两侧拼接加宽的应用频率更高，其使用价值突出，且工程量小、操作方便、消耗少、成本低、施工期间占据空间少，更受到行业青睐。在具体施工实践中，若不得不对工况做出调整，则选择两侧拼接加宽是最直接的改扩建方式，直接在已有公路两侧搭建即可[2]。但需注意的是，为保障路基、路面拼接的稳固性，拼接处通常设置为台阶，当台阶面、路床底面之间的距离不足130cm时需要作为一个台阶开挖，超出130cm则可按照100cm与剩余高度两个高度开挖。但两侧拼接加宽形式也存在明显的劣势，比如：会导致路基挠度偏大；后续也涉及大规模进行互通、服务设施改建；若加宽宽度较小，更不利于施工。

1.2施工要求

路基拼接施工中为预防旧道路病害对路基稳定性与承载力的影响，需要在分段施工时及时处理旧路已出现病害再进行后续施工；因施工中面临的地质条件不同，针对特殊地质，拼接施工中也需要做出特殊处理，如软土路基稳定性差，施工期间影响大型机械设备的使用，施工后也影响路基性能，针对旧路软基可采取清淤、换填、使用塑料排水板等方式进行处理，加宽软基可采用粉喷桩、预压、土工布、湿喷桩等方式进行处理；施工中需采用强夯、重夯进行路基处理时，加宽地段路基需预留出充足的面积；高度重视路基排水工作，选择合适的排水方式，保障排水顺畅，若地区降水量大、地下水位高施工中需设置临时排水设施；旧路因使用时间较长，存在不稳定部位或已经发生损坏的结构物，需提前做好防护或加固处理。

2路基拼接施工技术要点

2.1施工准备

2.1.1前期勘查在高速公路改扩建工程规划设计阶段，必须委派专业勘查人员深入施工现场了解情况。全面汇总旧路实况，包括旧路施工初始资料、改扩建施工资料等，了解此次施工技术要求、质量标准等，从而在现场对旧路基填筑情况、旧路基损耗情况、旧路基病害情况进行全面勘查，需了解路基具体病害类型、病害程度、范围，以及当下路基使用状态，确定引发病害的主要原因等。2.1.2土壤试验施工前需进行土壤取样完成液塑限试验、标准击实试验。其中通过液塑限试验能够帮助施工技术人员确定路基填料对应塑性指数，判断土样在此次施工中应用是否符合质量标准；标准击实试验能够得到土壤最佳含水量以及最大干密度两个参数，为判断路基压实度是否达标提供依据[3]。2.1.3测量放线在施工现场，间隔20m设置全站仪，将旧路基外侧缘点放出，并利用油漆等方式标出桩位号；同样间隔20m复测旧路基加宽部分路基面参数，将实测值与施工设计方案进行对比，确定数据是否一致。测量放线工作需严格按照施工规程要求进行，对导线点、水准点进行反复测量，若发现旧路基两侧导线点通视异常，需在旧路基两侧布设闭合式附和导线。

2.2旧路基处理

填方路段对后续施工以及路基承载力的影响不可忽视，旧路基处理中应以填土厚度为基准，将特定深度中的土层进行清理，并集中堆放在指定位置；清理结束后，需对清理位置地表进行压实处理，达到施工设计要求后展开填筑施工；若区段内路基中存在沟渠结构，需要提前进行沟渠处理。提前进行拼接位置清理，对加宽路基部位展开深度清理，杂草、种植土等须全部清除，且清理后应进行整平与压实处理；同时，清理路堤边坡表层，清理深度控制在30cm左右，清理中发现防护石片应按照要求集中化堆放在指定位置，后续施工中可进行二次利用，如修建排水沟[4]。整顿旧路基与护坡道。分析排水沟现状，当其高度处于地表以下时，将表层土挖除，展开以上操作过程中，需严格控制挖掘宽度值，该值应处于大于常态作业状态下压路机的碾压宽度，并要根据对实际情况的分析确定开挖深度，理论上排水沟内的淤泥需要全部清除；排水沟高度超过地表时，超出部分需全部清除，弃土也应按照建筑工程垃圾进行废弃处理，不得再作为路基填料使用。

2.3拼接段施工

2.3.1台阶处理地表清理工作结束后，则需翻松开挖区域土体，并将6%的石灰土掺入，重新进行压实处理，压实需按照标准规程进行。旧路边坡开挖作业期间，整体结构为台阶样，并对外呈现，台阶宽度应在1.0m以上、外倾斜坡度为3.0%、高度在0.6m以上，具体如图1所示。为保障台阶开挖质量，开挖过程中需要采取针对性防护措施，比如：在地表清理后将防水土工布铺筑在表面，减少雨水渗透，维护边坡稳定。完成台阶开挖后则可展开分层填筑施工。2.3.2粉煤灰路基目前，粉煤灰是高速公路路基填筑施工中最常用的材料，其优势十分突出，可缓解路堤自重荷载，降低路堤沉陷发生概率。在诸多高速公路改扩建施工中，因采取土质护坡措施，选择粉煤灰作为填筑材料，更加经济、高效。根据路堤底部情况，需在土质护坡施工结束后合理设置排水盲沟，采用梅花状进行交叉布设，断面尺寸为20cm×30cm[5]。由于排水沟在投入使用初期易发生堵塞问题，因此还需增设具有过滤功能的无纺土工布。填筑厚度需控制在40cm，压实度要求达到93%以上，并形成厚度为40cm的顶封层，顶封层压实度需控制在95%以上。2.3.3路基碾压路基填筑结束后进行碾压施工，受水分蒸发影响，碾压效果难以控制，为降低自然环境产生的负面影响，建议调整工序，待完整摊铺作业后进行粉煤灰路基碾压，碾压前需要进行地表清理，厚度约20cm，翻松土地后掺入6.0%石灰土再进行碾压。但路基碾压期间需要注意旧路基与新路基的碾压标准不一致，旧路基使用时间长，沉降趋于稳定，密实性以及弹性模量有所提升，而新路基由于缺少荷载作用，必然有压缩，从而使新旧路基在沉降上出现差异。因此应提高新路基压实度标准，可根据施工实际情况在施工规范要求基础上提高。2.3.4补强压实为保障新路基压实度满足要求，应在基底及基底以上部位间隔2m采用液压压路机进行填土压实，压实不少于5遍；所选液压式压路机的夯击势能上限为30kJ，夯点净距离控制在50cm，从而通过补强压实消除路基自身的压缩变形，缩小新旧路基之间沉降差异，提高路堤整体压实度与稳定性。

3路基拼接施工控制关键点

3.1质量控制

台阶开挖施工中，应在机具、物料质量达标基础上展开；且尽量在晴朗天气施工，避开雨季；开挖期间避免出现路基大范围裸露情况，建议采取逐层、逐级开挖的填筑模式；密切观察未拆除垫层的状态，理想状态下可将垫层作为后续施工的防水层，完成全部台阶开挖后，各项性能与参数达到施工设计标准要求后方可进行分层拆除。高填方位置施工难度较大，施工前应对此处稳定性进行检验，挖掘过程中也需要展开单次进尺调控；由于施工时间长，路基易渗入雨水，需在合适位置设置排水设施，可综合多种设施提高排水效率、提高抵抗雨水冲刷的效果。路基填筑前应做好充分的准备工作，在台阶顶面填补石屑；在台阶立面30cm范围内，需要填补碎石。3.2沉降控制施工后沉降计算年限宜在15年以下；拼宽部分路基沉降控制标准为：一般路段小于等于15cm、通道或涵洞小于等于10cm、桥头小于等于5cm；相邻路段发生差异沉降时纵坡变化应控制在0.4%以内、拼宽部位路拱横坡增大情况控制在0.5%以内[6]。

3.3工期控制

高速公路改扩建路基拼接施工影响改扩建工程的整体进度，为保障在工期规定时间交工，且高速公路安全通行，填筑速率应保持在每月1.5m以内；拼宽路基部分沉降速率不得超过5mm/d、坡脚位移不得超过3mm/d。

4路基拼接处沉降量观测

在等同路基位置选择断面，埋设沉降板，检查路基拼接施工结束后是否发生沉降。某高速公路改扩建项目中，路基拼接结束后选择3个断面，统计新旧路基沉降量结果如表1所示。由此可以看出，新旧路基存在明显的差异性沉降问题，但由于差异小，未导致路基出现不均匀沉降病害；不同施工段因地质条件、交通运输流量差异，新旧路基沉降量变化幅度不一致；但随着高速公路投入使用时间延长，新旧路基沉降量均有所增加，普遍情况下新路基沉降量在各个时期均大于旧路基，仅有极特殊情况下为相反情况，如断面3在使用100d后则出现旧路基沉降量大于新路基现象[7]。

5结语

综上所述，高速公路改扩建路基拼接施工中有多种拼接形式可供选择，但为降低施工难度，提高施工技术可行性，需结合施工现场情况选择施工量小、成本低、对原路基影响小、施工操作便捷的方式，以便控制施工质量，提高施工效果，保障路基安全、稳定。

参考文献

[1]桓宇.改扩建拓宽路基差异沉降分析[J].交通世界,2021(36):100-101.

[2]刘林平,邱金亮.改扩建公路路基路面设计优化措施研究[J].交通世界,2021(36):106-107.

[3]樊家志,匡志光.高速公路改扩建工程新旧路基衔接技术[J].工程建设与设计,2021(23):109-111,139.

[4]付文群,马泽欣,黎康.考虑道路线形拟合的高速公路改扩建加铺设计研究[J].公路,2021,66(10):97-103.

[5]董涛.高速公路改扩建路基拼接技术[J].交通世界,2021(23):48-49.

[6]何宇道.公路改扩建工程路基路面拓宽设计研究[J].四川建材,2021,47(5):148-149.

[7]李晓飞.某公路路基路面病害成因分析及整治措施研究[D].兰州:兰州交通大学,2018.

作者：吴明明 单位：南通路桥工程有限公司