高速公路路基加宽拼接及施工控制技术研究

李熠

（广东省高速公路有限公司深汕西分公司扩建管理处，广东 惠州 516000）

1 工程概述

某高速公路的改建工程为从原有的双向四车道通过路基的加宽拼接改建成八车道，施工的高速公路总长度约34 km，设计速度为120 km/h。该高速公路改建工程沿路涉及路基土方、涵洞、立交桥以及天桥等多种类型的建筑体，且数量众多。在开展旧路基的加宽施工前，需要调查记录原有高速公路的具体路况，分析路基存在的病害情况并采取相应的解决措施。具体应开展调查的内容有路基的运行状况、病害情况以及原公路施工使用的填筑材料等，另外，存在的各种路基病害问题需要在正式施工前或者施工过程中予以解决。路基加宽拼接的施工可以分为3个部分，分别为边沟的处理、路基拼接的加宽和施工技术、新旧路基结合部位的夯实强化。

2 边沟处理

通常来说，旧路的两边会分布碎落台以及排水边沟，而在长时间的雨水侵蚀作用下，边沟的下部会逐渐被软化，同时在绿化作用下碎落台的底部会形成腐质土，因此，需要对原有的旧地基进行彻底的清除。在某高速公路的改建施工路段里，不仅包括将近6 m的路堤以及低填浅挖段的路基加宽，还包括临近乡村道路约2 m中间为浆砌片石边沟的零填地段。该高速公路部分路段的路基边沟情况如图1所示。

图1 路基边沟情况

边沟处理需从以下3方面做起：

1）调查边沟情况、确定路基填充材料。在雨水侵蚀作用下，一般情况下边沟的含水量是比较丰富的，而且边沟的含水量会随着季节的变化而存在差异，因此，需要根据不同路段的边沟含水量情况有针对性地确定最合理的路基填充材料。沿线含水量调查见表1。

表1 沿线含水量调查表

2）清表开槽。在进行边沟情况调查并确定地基填充材料后，接着要进行清表开槽。由于边沟周边通常会有大量野生植物生长，所以，在正式开展路基填筑之前需要对路基表面进行清理，调查清楚表面植物的生长状况和腐殖土的分布。为方便路基碾压工作的顺利开展，开槽成型前需要先将路基表面杂质清理干净。

3）路基填筑。待开凿成型工作完成后，方可进行路基填筑施工。基于该高速公路原先的边沟处理经验，并结合项目的施工工期要求和专业人士的分析建议，选择使用厚度为0.5 m的砂砾来开展路基的填筑施工，从而有效缩短施工时长、提升施工效率。对于邻近乡村道路的公路路段处路基的回填材料应使用8%灰土以及液态粉煤灰[1]。为了更好地保障路基的承载能力，避免路基出现变形，整个路基回填的施工过程一定要严格按照施工组织设计方案进行。

3 路基拼接加宽及施工技术

3.1 清表

清理路基表面的杂草，拆除边沟、老旧防护隔离栅和支墩等，路基整体清理深度应严格控制在0.2～0.3 m，不可过深或者过浅。

3.2 清淤泥

清理需要进行填方路段的淤泥并进行路基的回填，保证经过处理后路基的压实度能够符合施工设计需求。

3.3 填方

填方作业需要在路基表面的清理工作完成后，且路段的平整压实度足够的情况下开展。

3.4 开挖台阶

3.4.1 削坡

在正式填筑施工之前，要对原有的路基边坡进行削坡施工活动，直到原有的压实路基露出为止。从理论上来说，台阶的开挖以从上到下的方向进行，即从边坡上方挖到下路床底面，台阶的底部向内倾斜2%，高度为0.8 m，宽度为1.2 m。但是，在实际的公路运行中边坡坡率具有比较明显的变化，并在植物以及雨水等外界自然因素的影响下，台阶宽度要高于路基高度，即如果台阶高度为0.8 m，而宽度要超过1.0 m，并开挖至压实的地基处。另外，采用机械进行台阶的开挖，路基结构的完整性是很难控制的，所以，还需要通过人工方式完成开挖[2]。

3.4.2 压实度测定

该项工作应在开挖活动实施之后进行，在测定过程中一旦发现原有台阶的压实度不符合施工要求，则应更改台阶宽度并进行加宽，或者也可以把压实度不符合要求的土层晾晒之后掺灰，然后再将其和新路基一同进行碾压，增加其压实度。

3.4.3 路基填筑

路基填筑，需要借助压实机对路基开展压实活动，当路基的压实度能够符合施工需要时方可进行土工格栅的铺设（见图2）。在路基的拼接处，每完成4层填料的填筑需要开展压实活动一次。对于部分难以达到压实度要求的地方需要进行强夯。

图2 土工格栅效果图

填筑时需要在下路床底及中间台阶上铺设一层高强钢塑土工格栅，而且格栅和新路基边坡的距离要控制在0.5 m以内。在经过人工拉进之后，还应借助U形钢筋钉将其固定，为了方便后续台阶的开挖，各处存在的浮土要提前清理，保证原有结构层能够正常露出。

4 加强新老路基结合强度的措施

4.1 铺设土工格栅

土工格栅与土体的连接，可显著提升土工格栅和土体之间的摩擦力，还可有效控制土体位移的发生。加之，土工格栅稳定性好、不宜变形以及抗拉能力强的特点，还可以和填料充分结合，起到很好的镶嵌作用，使得改建后的路基的整体稳定性以及承载性得到显著加强。

如果在路基加宽的路段上铺设土工格栅，不仅能促进新路基与原有路基实现良好结合，提升新旧路基拼接处的抗剪能力，而且能够有效减少施工路基沉降不均匀现象的发生，避免原有路基结构遭到破坏。

土工格栅在铺设过程中要避免出现折叠和扭曲，既要能够实现一次性的超长铺设，还要严格控制铺设的搭接宽度。在铺设过程中，需要做好以下方面的工作：（1）借助U形钢筋钉将其边缘固定在下承层表面，在经过人工拉进调整之后，要继续借钢筋钉将其加固；（2）土工格栅需要铺设在填料里，对于邻近土工格栅处的填料应控制其颗粒直径，不能超过6 cm，这样能够有效降低土层表面存在的部分凸出物破坏土工格栅的可能性；（3）施工时如果土工格栅存在破损一定要及时进行修整；（4）在土工格栅铺设完成后需要尽快用土料进行覆盖，这样能够有效避免土工格栅因经受紫外线照射而产生的老化。因此，不论是土工格栅的铺设还是处于存放状态，都需要减少阳光照射时长，且覆盖在土工格栅之上的填料厚度应控制在0.3 m以 内[3]。

4.2 冲击压实

路基的压实度能够在很大程度上影响其土体的沉降状况，路基经过冲击压实后能够结合得更加紧实，有效抑制路基沉降现象的产生，因此，也能够使新旧路基结合处裂缝数量的产生显著下降。所以，想要实现对路基的补强，可以借助工具对路基进行冲击碾压的施工操作（见图3）。

图3 碾压施工操作图

开展冲击碾压施工之后，路基最大的抗压上限也会显著增加，新路基能够与原有路基呈现出更好的拼接效果，可以抑制路基的沉降。冲击碾压施工还能够有效减少由于土层间紧实度不够而形成的滑动层的出现。当在2层路基填料填充之后，压实机应以10～15 km/h的推进速度开展碾压施工，对于新建的路基则应该在填充4层填料之后开展碾压施工。但是，由于冲击碾压施工的压实深度范围是0.8～1.2 m，所以，台阶高度不得超过0.6 m，否则不能开展冲击压实施工活动。

4.3 强夯路基新旧结合部

对于无法充分开展冲击压实施工活动的新旧路基的结合处，应着重开展补夯活动，对结合处进行强夯。由于旧路基几乎不存在土体沉降，但新建路基通常来说都会发生沉降，所以，如果路基填料填充到邻近下路床底面0.8 m处，应使用高速液压夯实机强夯路基结合处，这样可以更好地保障与原有路基的结合拼接，减少路基沉降现象发生时纵向裂缝的形成。但需要注意的是，在对新旧路基结合位置进行强夯施工之后，应注意补充填充材料以及整形的及时性。

4.4 冬季备土预压

由于本工程的施工工期需要跨年度，在寒冷时段会存在不能进行正常施工的状况。所以，为了控制新建路基在后期沉降现象的发生，应在施工路基处预先取土备用，同时开展预压施工。因为预先备土能够在其堆放的位置产生反压荷载，从而有助于路基稳定性的提升，而且备土能够起到覆盖作用，有效降低路基在冬季因长期暴露而遭受的来自雨雪侵蚀的破坏程度。

5 结语

在高速公路的路基加宽施工中，主要的施工难题在于路基的沉降。因为原有的旧路基在长期运行使用之后几乎不会再发生沉降，但是新建的路基会因为部分影响因素的存在发生较为显著的不均匀沉降，因此，很容易造成新加宽的高速公路表面产生开裂。通过采取针对性的措施可以有效缩短其后续的自然沉降时间，控制路基的变形程度，从而加强路基加宽改建处新旧路基的结合。