收稿日期：2024-02-23

作者簡(jiǎn)介：趙大磊（1986—），男，本科，工程師，從事公路工程施工管理工作。

摘要 文章結(jié)合某公路項(xiàng)目，對(duì)高等級(jí)公路拓寬施工技術(shù)展開(kāi)分析，包括新舊路基拼接技術(shù)、新舊路基常見(jiàn)病害處治技術(shù)。通過(guò)明確高等級(jí)公路拓寬施工技術(shù)要點(diǎn)，解決新舊路基差異沉降、邊坡塌陷等質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)高等級(jí)公路改擴(kuò)建項(xiàng)目質(zhì)量控制。舊路基處理、路基壓實(shí)、新舊路基銜接處病害防治是影響高等級(jí)拓寬施工質(zhì)量的重要因素，應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范新舊路基施工流程，保障路基銜接效果，提升高等級(jí)公路建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞 高等級(jí)公路；公路拓寬；新舊路基；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）11-0162-03

0 引言

為滿足城市間交通運(yùn)輸需求，高等級(jí)公路建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大。拓寬、拼接是高等級(jí)公路改擴(kuò)建的主要形式，但高等級(jí)公路拓寬時(shí)新舊路基銜接處施工難度大、病害多，應(yīng)明確新舊路基處治要點(diǎn)，靈活運(yùn)用新舊路基施工技術(shù)，減少拓寬公路質(zhì)量隱患，滿足高等級(jí)公路建設(shè)質(zhì)量要求，促進(jìn)城市高等級(jí)交通體系的完善。

1 項(xiàng)目概況

某高等級(jí)公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，起止樁號(hào)為K469+875～

K481+726，全長(zhǎng)21.35 km，采用雙向2車(chē)道高等級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度40 km/h。由6.5 m雙向2車(chē)道拓寬為10 m雙向2車(chē)道，主要工程數(shù)量，如表1所示。高等級(jí)公路后段需跨越國(guó)道，K460+570～K473+455右側(cè)與既有高速公路平行。沿線縱向地形起伏小，自然坡度＜20 °，平原區(qū)占總線長(zhǎng)度55%，丘陵占線45%。

表1 項(xiàng)目標(biāo)段主要工程量

序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 數(shù)值

1 路基土石方 m3 826 757

2 不良地段 m3 10 215

3 沿河塘路段 m3 2 826

4 防護(hù)工程 m3 328 500

5 大橋 m/座 180/1

6 中、小橋 m/座 86/2

7 涵洞 道 27

8 通道 道 10

9 互通式立交交叉 處 2

10 分離式立交 上跨/處 5

11 下穿/處 3

拓寬線路包含軟弱地基，拓寬區(qū)域需提前處理：①K471+500～K472+055，路床頂面下?lián)Q填80 cm厚級(jí)配碎石，下設(shè)滲溝，長(zhǎng)度555 m。②K472+055～K472+175，挖除非適用材料，換填20 cm土+40 cm透水性材料，處理長(zhǎng)度120 m。③K472+175～K472+355，換填80 cm級(jí)配碎石，下設(shè)滲溝，處理長(zhǎng)度185 m。④K472+355～K472

+400，挖除非適用材料，換填20 cm土+40 cm透水性材料，處理長(zhǎng)度45 m。

2 高等級(jí)公路新舊路基常見(jiàn)病害

2.1 路基失穩(wěn)

新建路基滑移、失穩(wěn)，新舊路基沉降差異明顯為主要表現(xiàn)形式。高等級(jí)公路陡坡、路堤拓寬區(qū)域，路基失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)較大，部分路基滑移量會(huì)產(chǎn)生“錯(cuò)臺(tái)”現(xiàn)象，路面開(kāi)裂、雨水下滲，路基整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，原因如下：

（1）新建路基穩(wěn)定性不足。部分工程包含特殊地質(zhì)，路基拓寬改建時(shí)，路基填筑設(shè)計(jì)不合理，填筑后既有地基邊坡不穩(wěn)，結(jié)構(gòu)伴有破裂面，拓寬后路基則會(huì)沿該截面滑移，引起路基失穩(wěn)。錯(cuò)臺(tái)引起裂縫后，雨水下滲使新舊路基結(jié)構(gòu)凍融循環(huán)，隱患擴(kuò)大，路基失穩(wěn)嚴(yán)重[1]。

（2）變形不協(xié)調(diào)。拆沉降、銜接處處置不良、施工質(zhì)量隱患都會(huì)導(dǎo)致新舊路基變形不協(xié)調(diào)。如：長(zhǎng)期荷載下，舊路基結(jié)構(gòu)固結(jié)，沉降量小。新建路基土體結(jié)構(gòu)壓縮性較大時(shí)，汽車(chē)荷載作用后，新建路基沉降量大，二者沉降差異明顯，導(dǎo)致路基失穩(wěn)。

2.2 路面損壞

路基差異沉降會(huì)改變路面結(jié)構(gòu)層受力改變，路面伴有裂縫，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞問(wèn)題，如圖1所示。路面損壞包括面層松散、橫向坡度變化、橫縱向裂縫等。病害產(chǎn)生后，道路性能下降，行車(chē)安全無(wú)法保障。

3 高等級(jí)公路拓寬中新舊路基處治的施工技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)該項(xiàng)目工況，新舊路基處軟土區(qū)域需加固，使用雙側(cè)拓寬形式拓寬路基，實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)，主要施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

3.1 軟土地基處理

路基拓寬新舊路基處治技術(shù)換填法、排水固結(jié)法、拋石擠淤法、粉噴樁、路基加筋等[2]。該項(xiàng)目采用“換填法”“拋石擠淤”“路基加筋”處理拓寬范圍內(nèi)軟基區(qū)域，共清除淤泥1 218.56 m3，換填石渣1 230.9m3。

（1）軟基換填。軟土層厚度＜3 m，處置方法：挖除淤泥，壓實(shí)，檢驗(yàn)換填材料，分層填筑至拓寬路基設(shè)計(jì)標(biāo)高頂。施工前測(cè)量放樣，明確換填深度、范圍，預(yù)留20～30 cm保護(hù)層人工處理。

1）清理基地。去除積水、泥漿、浮土。清淤后滲水區(qū)，設(shè)置滲溝、盲溝，或鋪設(shè)50～100 cm片石，回填碎石層＜原地面標(biāo)高，＞水位標(biāo)高20～30 cm。

2）分層鋪筑換填材料，分層厚度＜30 cm，封底厚度30～50 cm，填前壓實(shí)度85%。步驟如下：①一次性全幅填筑，推土機(jī)攤鋪、整平，排水橫坡坡度2%。②靜壓換填區(qū)域，速度3～3.5 km/h。弱振1遍，速度2～2.5 km/h，強(qiáng)振2～3遍，速度1.5～2 km/h。注意控制碾壓走線，輪跡重疊40～50 cm[3]。③按要求碾壓密實(shí)，填方深度、材料粒徑、最小強(qiáng)度、壓實(shí)度應(yīng)符合高等級(jí)路基換填施工質(zhì)量要求，如表2所示。

表2 新舊路基換填施工質(zhì)量要求

項(xiàng)目分類 路床頂面

下深度/cm 填料最大

粒徑/cm 填料最小強(qiáng)度

（CBR）/% 壓實(shí)度

填方路基 0～80 10 8 ≥96

80～150 15 4 ≥94

150以下 15 3 ≥93

零填及路墊 0～30 10 8 ≥96

30～80 10 5 ≥96

3）選用礦渣為路基填料時(shí)，路基分層填筑、壓實(shí)厚度應(yīng)＜25 cm。細(xì)粒土填筑時(shí)，注意控制路基最小強(qiáng)度，材料塑性指數(shù)應(yīng)＜26，液體極限＞50%。路床下路基需加寬，加寬寬度約30 mm，后調(diào)整材料，可用50 mm厚砂礫填料，沖擊碾壓后壓實(shí)，壓實(shí)度＞93%。

（2）拋石擠淤。采用較難風(fēng)化石料擠出淤泥，特殊路基深度＜3 m時(shí)，可應(yīng)用拋石擠淤技術(shù)治理。

1）換填材料為片石，30 cm粒徑石料含量＜20%。從路堤中部開(kāi)始拋石，橫坡坡度＞1∶10時(shí)，于高側(cè)拋石。首層片石大面朝下，石間人工塞縫、整平，碾壓。沉入基底后，第二次拋石。

2）各區(qū)分層攤鋪、碾壓，攤鋪厚度＜50 cm，兩側(cè)＞路堤設(shè)計(jì)寬度2 m。需記錄石塊沉降量，＜5 mm即合格。壓實(shí)后，鋪設(shè)50 cm碎石反濾層。

（3）土工格室。土工格室是通過(guò)路基加筋方式，處治新舊路基病害。主材料為高強(qiáng)度HDPE材料，抗老化性能良好，折疊、張拉方便，適用于各類土質(zhì)條件，70 ℃狀態(tài)下拉伸屈服強(qiáng)度＜70%，材料性能如表3所示。

1）土工格室為立體網(wǎng)狀加筋材料，可限制路基填縫材料側(cè)脹，改進(jìn)填料抗拉性能，提升新舊路基黏結(jié)強(qiáng)度。項(xiàng)目新舊路基拓寬去鋪設(shè)土工格室約12 m2，材料技術(shù)指標(biāo)如表4所示。

2）普通填土區(qū)域，為控制路基拓寬后差異沉降，基底、路床底設(shè)置1層土工格室。邊坡坡度＞4 m，每2 m增加1層土工格室。

3）格室填縫材料最大粒徑＜4 cm，虛填厚度控制在15～25 cm內(nèi)。壓路機(jī)不得直接碾壓，路基填筑厚度＞60 cm可開(kāi)始碾壓。

表3 新舊路基加筋土工格室材料性能

產(chǎn)品規(guī)格 格室高度/

mm 板材抗拉

強(qiáng)度/MPa 延伸率/

% 接點(diǎn)強(qiáng)度/

（kN/m）

TGGS50-500 50 ≥500 ≤3 ≥15

TGGS100-500 100 ≥510 ≤3 ≥16

TGGS150-500 150 ≥520 ≤3 ≥17

TGGS200-500 200 ≥530 ≤3 ≥18

TGGS250-500 250 ≥540 ≤3 ≥19

TGGS300-500 300 ≥550 ≤3 ≥20

表4 新舊路基土工格室鋪設(shè)技術(shù)指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo) 單位 數(shù)值

格室片高度 mm 50

格室片厚度 mm —

網(wǎng)格尺寸 mm 400×400

抗拉強(qiáng)度 MPa ≥200

伸長(zhǎng)率 % ≤10

連接點(diǎn)抗拉強(qiáng)度 kN/5 cm ≥4

3.2 拼寬施工處理

該項(xiàng)目采用單側(cè)+雙側(cè)拓寬相結(jié)合的形式，橋梁結(jié)構(gòu)區(qū)域設(shè)計(jì)為雙側(cè)分離式拓寬，拓寬技術(shù)要點(diǎn)如下：

（1）開(kāi)挖臺(tái)階。①開(kāi)挖臺(tái)階，擴(kuò)大新舊路基接觸面積，保證路基結(jié)構(gòu)整體性。開(kāi)挖作業(yè)注意協(xié)調(diào)氣溫，臺(tái)階暴露時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，避免影響邊坡、臺(tái)階結(jié)構(gòu)承載力。②臺(tái)階開(kāi)挖寬度＞2 m，分層開(kāi)挖，便于舊路路緣填筑。舊路路基底密實(shí)度較低時(shí)，檢查臺(tái)階立面穩(wěn)定性，可清除老路基邊坡土、其他松散區(qū)域。含水量過(guò)高時(shí)，翻松表層土層20～30 cm，摻灰壓實(shí)[4]。③開(kāi)挖首層臺(tái)階后，臺(tái)階平面填筑片石、級(jí)配碎石，后用高速液壓強(qiáng)夯機(jī)壓實(shí)，碾壓平整，監(jiān)測(cè)壓實(shí)度。

（2）排水設(shè)計(jì)。①舊路路肩設(shè)攔水埂，修筑坡面急流槽，修補(bǔ)材料為高防水性碎石混凝土、水泥混凝土。開(kāi)口對(duì)接新建路基，引流雨水，從路堤外側(cè)排出。②地表設(shè)置橫坡，引排雨水，橫坡坡度2%～4%。新建區(qū)開(kāi)挖排水槽，梯形斷面，尺寸0.7 m×0.3 m×0.3 m。邊坡每20 m設(shè)急流槽，匯水、擋水[5]。③設(shè)置分隔帶，優(yōu)化排水。通過(guò)中央分隔帶、土體壩阻擋地表水，設(shè)置高度約35～

40 cm。填方區(qū)設(shè)置橫坡，坡率為2.5%～3%，拓寬區(qū)布設(shè)橫向盲溝，連接縱坡，導(dǎo)出路基改造區(qū)域積水、雨水如圖2所示。及時(shí)完善分隔帶防排水措施，預(yù)防雨水下滲，降低病害風(fēng)險(xiǎn)。如布設(shè)盲溝、排水管、隔水土工布橫縱向排水，攔截雨水，避免積水[6]。

圖2 新舊路基拼寬區(qū)域分隔帶示意圖

（3）液壓強(qiáng)夯。①調(diào)整夯錘，記錄試驗(yàn)夯點(diǎn)下沉量。3錘1組，夯點(diǎn)“橫平豎直”排列。選用1 000 mm直徑高速液壓強(qiáng)夯設(shè)備，工作質(zhì)量參數(shù)7.5 t，額定沖擊量設(shè)置為40 kJ。夯錘下落間距0.8 m，夯擊2次后記錄沉降量，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯即可。②明確舊路基臺(tái)階面寬度，液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)。夯點(diǎn)呈梅花形狀排列，夯實(shí)鄰近夯坑相交處。碎石、改良土填筑夯坑，碾壓平整。夯擊次數(shù)以實(shí)際沉降量為準(zhǔn)，沉降量＞設(shè)計(jì)值20%時(shí)，相鄰夯點(diǎn)減少錘擊次數(shù)，沉降量＞設(shè)計(jì)值20%～50%時(shí)，相鄰點(diǎn)補(bǔ)夯。

（4）壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)。①32 t重型壓路機(jī)碾壓2次，碾壓寬度4 m，碾壓范圍為舊路基臺(tái)階面2 m，新建路基拓寬拼接面2 m。②設(shè)置斷面測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)、臺(tái)階面間距約0.4 m、1.0 m、1.8 m、2.4 m、2.8 m、3.5 m。③記錄補(bǔ)強(qiáng)后壓實(shí)度，壓實(shí)度增加2%～4%表示補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。拼寬路基區(qū)底、頂面高填方路段，壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)、壓實(shí)次數(shù)應(yīng)＞3遍，輪寬重疊1 m。

4 高等級(jí)公路新舊路基施工質(zhì)量控制措施

4.1 路基壓實(shí)

（1）路堤上端路床壓實(shí)度大于路基區(qū)域，壓實(shí)度指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)、承載力要求。避免路基下端荷載變形過(guò)大，控制通行后沉降水平。

（2）壓實(shí)作業(yè)自兩側(cè)過(guò)渡至中間，新舊路基銜接處碾壓輪跡重合寬度＞2/3輪寬，全斷面均勻壓實(shí)。鋪設(shè)土工格室區(qū)域，加筋土體壓實(shí)后需封閉交通，避免內(nèi)部鋼筋錯(cuò)動(dòng)。壓實(shí)厚度應(yīng)控制在200～300 mm左右。

（3）組合應(yīng)用多類壓實(shí)工藝，液壓強(qiáng)夯、重型壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)處理新舊路面拼接面，提升新舊路基密實(shí)度，確保結(jié)合位置結(jié)構(gòu)承載能力、穩(wěn)定性。

4.2 接縫處理

（1）冷接縫。新舊路基拼接后，面層混合料溫度差明顯，黏結(jié)性差。雨水、地表水滲透會(huì)對(duì)路面平整度產(chǎn)生影響?？刹捎谩袄浣涌p熱處理”，沿碾壓區(qū)域，加熱縱向拼接截面瀝青混凝土混合料，溫度值約140～160 ℃。加熱前涂刷5 mm熱瀝青，加熱后，攤鋪前接縫區(qū)域。注意控制攤鋪機(jī)行走速度、新舊接縫黏結(jié)后密實(shí)度。

（2）新舊接縫灑熱瀝青。拓寬拼接后，加鋪10 cm瀝青混凝土面層，側(cè)面噴灑40 cm熱瀝青，封閉接縫。灑布量1～1.2 kg/m2，熱瀝青溫度160 ℃。具體要求如下：①新建路基≤舊路基高程區(qū)域，人工清掃基面，后噴灑熱瀝青。②新建路基＞舊路基高程時(shí)，刨除表面松散粒料，人工清掃，噴熱瀝青。③灑布時(shí)勻速前進(jìn)，保證線形直順，無(wú)漏灑多灑情況。

4.3 差異沉降監(jiān)測(cè)

工后加強(qiáng)新舊路基不均勻沉降監(jiān)測(cè)，記錄新舊路基沉降量變化。具體要求如下：①選取填方＞8 m路段埋設(shè)橫剖管，監(jiān)測(cè)新舊路基沉降變形。地表填筑1 m后，反開(kāi)挖40～35 cm，鋪設(shè)橫剖管。管一端連接鋼絲繩，底部田中密實(shí)。②填平頂面，管口設(shè)40 cm×40 cm平臺(tái)，50 m外布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，觀測(cè)沉降數(shù)據(jù)，記錄新舊路基標(biāo)高變化。路基斷面日沉降量＞5 mm表示路基失穩(wěn)，需調(diào)整新舊路基拼寬工藝設(shè)計(jì)，改進(jìn)各項(xiàng)參數(shù)，或采用新舊路基處治技術(shù)，結(jié)合病害機(jī)理，協(xié)調(diào)新舊路基結(jié)構(gòu)，預(yù)防差異沉降風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高等級(jí)公路是我國(guó)城市間交通體系的關(guān)鍵工程，為提升公路承載量，需通過(guò)改造、拓寬增強(qiáng)高等級(jí)公路通行能力。但公路拓寬后新舊路基銜接處質(zhì)量隱患較多，路面損壞風(fēng)險(xiǎn)大，應(yīng)從新舊路基拓寬施工、路基病害治理方面，防控拓寬區(qū)域路基質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)新舊路基黏結(jié)性，使高等級(jí)公路改擴(kuò)建后的穩(wěn)定性、荷載能力符合預(yù)期要求，為今后高等級(jí)公路改造提供技術(shù)支持。

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