公路改扩建工程路基路面搭接技术

张 艳

（湖南高速华达工程有限公司，湖南 长沙）

引言

我国的公路先后历经了起步、探索前进、曲折发展、改革创新、快速增长和飞速发展六个阶段。虽然建设时间较短，但由于最初设计、资金以及经济发展等诸多因素的影响，同时加之车辆荷载及车流量的不断增大，使得大部分地区先前建设的公路已无法满足现阶段交通运输的需要，在极大程度上制约着我国的经济发展，所以必须要对其实施改扩建。路基路面加宽为改扩建项目建设过程中极为关键的环节，但在实际施工中还存在一些缺陷和不足，所以必须要对其实施特定分析。文章由路基路面加宽技术的选取入手，探究了在路基路面加宽过程中出现的诸多缺陷，并制定出了行之有效的处理措施[1]。

1 路基加宽技术

1.1 路基加宽方式

（1） 我国现阶段公路改扩建工程主要有一侧加宽与双侧加宽之分，在横向上可分为直接搭接与分离扩建[2]。

（2） 一侧面搭接拓宽：该方法对于原路基进行改造难度较大，另外还需对中央隔离带进行改造，很难确保新老路基强度一致。

（3） 分离拓宽：该方法新路基建设工程量大，工程全部工程量和用地面积与工程重建几乎相等。

（4） 双侧搭接拓宽。这种扩建方式虽然工程量较小，但新老路基从设计到施工很多方面都存在着明显的差异，两者的结合紧密程度不能得到保障，且结合部位经常存在着很多的质量问题[3]。

（5） 目前国内已建成的改扩建公路工程，多采用双侧搭接拓宽方法，有些路段由于受外界因素限制采用一侧搭接或者分离拓宽。新老路基之间如何紧密连接，充分连接为一体就成了工程成功与否的关键所在，所以以下针对路基加宽过程中产生的质量缺陷进行全面探索，并且制定有效的应对策略来保证新建路基与原始路基可以紧密结合在一起，从而组成整体共同承担荷载[4]。

1.2 路基临时排水

（1） 雨季容易出现短时间强对流天气状况，短时间的强降雨容易冲刷路基，影响路基强度，因此，为了保证路基加宽施工质量，在施工过程中必须做好防排水处治，增设必要的排水沟、截流槽、盲沟等排水基础设施，以及时疏导或阻截降雨积水。

（2） 挖方路堤段采用分层施工技术，以保证拓宽施工质量，施工过程中，应保证中部作业面标高大于两侧，以避免形成积水坑；此外，为了及时疏散既有积水，应布置临时排水边沟。临时排水设施与永久性排水设施应组合使用，且排水设施施工应与主体工程同步开展。

1.3 老路基开挖

（1） 为了提高加宽部分与原路基之间的贴合性，挖方路堤的边坡应开挖成台阶状，以增加贴合面积，从而强化新旧路基的整体性能。

（2） 将待拓宽路基边坡按照1：0.5 的坡率开挖成台阶状，总开挖深度为800 mm，其中，开挖台阶中心底面至中心位置横坡坡率为3%，将路基台阶开挖到与原地面相平，具体开挖形式详见图1。

图1 老路基开挖（单位：cm）

（3） 如果沿路基纵向需划分多个施工标段时，也应开挖成阶梯状，以提高层间的相互作用力；依靠台阶状路基实现相互搭接压实，提高新旧路基的相互贴合性，从而加强拓宽后路基的整体性和稳定性。

1.4 路基沉降

（1） 长期服役的公路在车辆荷载的长期、反复作用下，自然沉降及路基土体固结已基本完成，填方路堤与原始填土已结合为完整的刚体结构，如果选用两侧非同步拓宽改造技术，新摊铺路基自重以偏心荷载的形式作用在原始路基层上，在荷载不均匀作用条件下，将导致路基整体出现非均匀沉陷，沉陷值和偏心荷载作用位置与旧路基的距离有关，且距离与偏心荷载作用呈负相关关系。如果采用两侧同步拓宽改造施工方式，则整体沉陷曲线呈“盆”形分布，沉陷最小位置位于路基整体的中心处。图2 为新旧路基沉陷示意。

图2 新老路基沉降分布示意图

（2） 为了控制路基的非均匀沉陷水平，在新旧路基搭接对应位置的顶面以下的台阶面上增设复合土工格栅网，以提高新旧路基接触面之间的摩阻力系数，从而控制早期的非均匀沉陷病害，具体施工位置详见图3 所示。

图3 新旧路基结合处铺土工格栅（单位：cm）

（3） 结合施工技术规范要求，新填筑路基填料应使用砂砾、碎石等作为主料，以保证填料的强度和可靠性；新填筑路基压实过程中应采用振动压实，以提高新填筑路基的强度和平整度，实际压实度指标应略高于规范要求1%～2%。

（4） 路基填料类型直接关系到路基填筑及压实施工质量；尤其在新旧路基衔接段，应重点处理好路基间的贴合与密实问题，切实控制不均匀沉陷水平和规模。本项目中使用的新旧路基搭接处治方案示意详见图4。

图4 建议新旧路基搭接方案（单位：cm）

2 路面加宽技术要点

（1） 充分利用原路面，新建路面等级不能低于原路面等级，路面质量控制标准选用实测弯沉值，根据弯沉指标制定路面补强处治方案，如果补强后的弯沉指标仍不合格，则应将原路面全部铣刨后，重新摊铺。

（2） 新铺装路面选用沥青混凝土。

（3） 广泛推广使用抗裂新技术，在路面层中增加抗裂性能更高的玻纤层或者土工格栅层，以提高新摊铺路面的承载强度和抗裂性能。

（4） 最大程度利用原路面，提高工程经济性，广泛推广路面可再生技术。

3 桥梁结构物加宽技术

（1） 桥梁结构加宽技术难度较路基路面加宽技术要求更高，依靠后期搭接建成的公路桥梁结构，应重新评估结构受力特点、基础沉降、混凝土收缩徐变等内容。

（2） 桥梁主体结构受力分析：通过综合对比分析，并换算为新荷载标准评估，得到了改造后桥梁结构的承载能力水平，其水平基本满足承载要求，表明通过搭接改造的方式加宽既有桥梁结构的方案总体可行。通过工程实践研究发现，经加宽改造后的新桥，搭接位置是整个桥梁受力的薄弱点，为了提高改造后桥梁的承载能力，保证桥梁安全运营，应对新旧结构搭接位置进行单独计算校核，分析改造后桥梁在搭接位置的荷载横向分布形式、截面刚度等参数的变化规律。

（3） 基础非均匀沉陷：新旧结构基础的非均匀沉陷对结构搭接面的整体性影响显著，为了降低因基础不均匀沉陷引起的搭接面内应力超限风险，必须加强现场的基础沉降观测水平，严控桩基础底部的沉淀土厚度。搭接段施工完毕后，当二者间的现浇段强度达到设计值后，应再次观测搭接段的沉降情况，现场观测现浇段是否有开裂等病害出现。

（4） 混凝土结构收缩徐变：混凝土结构收缩徐变将导致新旧搭接段出现变为差，新搭接段在收缩应力影响下，容易发生弯曲、局部翘曲等变形，导致结构应力多次重分布，一旦局部应力水平超过混凝土抗拉强度限值，将诱发混凝土结构开裂。此外，原始梁板约束了新搭接梁段的自由变形，在现浇段内产生较大的剪切应力，一旦剪切应力超过钢筋骨架的抗剪强度，将导致现浇段被“剪碎”。故在加快桥梁结构时，应细化对不同浇筑龄期混凝土收缩徐变问题的研究，加强现场施工控制和监测水平，新浇筑段应自由收缩一段时间且自然沉降基本完成后，再浇筑现浇段，从而释放大部分内应力。

（5） 桥梁梁板用料：当前，桥梁主体结构现浇混凝土用水泥材料通常为普通硅酸盐水泥，此外，部分大跨径桥梁结构为了提高混凝土标号，常选用添加混合料的复合硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥拌合的混凝土施工和易性良好，强度增长较快，且水化热值较低，工程性价比较高。但该混凝土的早期强度稍显不足，抗渗性和耐久性与同类混凝土相比较差。

（6） 桥梁拓宽改造应遵循“最大程度保留原结构，尽可能控制工程量”的基本原则，箱梁桥搭接改造示意详见图5。

图5 建议箱梁搭接示意图（单位：cm）

4 交通安全保障体系

（1） 目前，大部分公路桥梁改扩建施工采取不封闭交通的形式，由于施工区域和行驶区域存在局部的交叉现象，不仅影响了正常施工进程，还给公路桥梁的正常通行造成较大的影响，埋下了一定的安全隐患；因此，在未来的公路桥梁改扩建施工过程中，施工与通行安全保障成为时下急需解决的工程问题。

（2） 结合改扩建工程项目特点、当地交通形式和交通量特点等因素，针对性制定妥善、可靠的施工与通行安保体系，以切实提高公路改扩建工程项目的总体安全性和可靠性。

5 结论

本文从公路工程改扩建工程项目实践出发，针对改扩建工程项目特点制定了具体的施工及保障方案，在后续的工程应用中，应强化改扩建公路桥梁搭接部位的设计与施工之间的相互联系，建立新建与改扩建深度融合的公路工程改扩建方案体系。

通过上述施工技术和施工效果进行了分析和总结，结论如下：

（1） 在新旧路基搭接处，可以进行开挖台阶，然后分层填筑并进行碾压，这样可以有效地提高路基搭接处的稳定性，减少搭接处出现裂缝和病害的可能性。

（2） 在路基加固中，一种行之有效的方法是采用土工格栅来铺设在结合部路床顶面以及强度较低的部位，这样能够显著提高路基的强度，并减少不均匀沉降的发生。

（3） 某公路采用以上技术方案进行改扩建施工，通过对运营以后连续两年的调查，发现本文采用的扩建路面新旧路面搭接处路面防裂技术取得了很好的效果，证明了这项技术是可行的。为后续其他项目的施工提供参考的能力。