公路拓寬改建工程路基拼接設(shè)計及其應(yīng)用

劉順華

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司 四川成都 611130）

公路拓寬改建工程路基拼接設(shè)計及其應(yīng)用

劉順華

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司 四川成都 611130）

在公路拓寬改建過程中，新老路基的差異沉降問題是其關(guān)鍵技術(shù)，差異沉降過大不僅會對路基造成一定程度的破壞，并最終導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、沉陷以及開裂現(xiàn)象，對公路的使用性能及使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本文主要從公路拓寬改建工程路基拼接設(shè)計的總體思路及常見問題入手，重點(diǎn)對公路拓寬工程路基拼接的施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

公路；拓寬改建；路基；拼接

1 引言

最近幾年以來，隨著經(jīng)濟(jì)及社會的不斷發(fā)展，我國汽車保有量也呈現(xiàn)持續(xù)增長狀態(tài)。加上，公路在修建過程中，因技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)水平以及建設(shè)思想等因素的限制，使得部分公路特別是一些早期修建的高速公路的車流量在建成通車后的二十年左右便達(dá)到了飽和狀態(tài)，車輛行駛緩慢、車多擁堵現(xiàn)象對人們的日常出行和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以，提升公路通行能力，加快對公路的拓寬改擴(kuò)建工作成為全社會亟待解決的重要問題。

2 公路拓寬改建工程路基拼接設(shè)計總體思路

①對地基進(jìn)行處理之后，應(yīng)采取合理措施，盡可能縮小新路基通行之后產(chǎn)生的沉降量，并對新路基與老路基之間的沉降差予以嚴(yán)格控制，從而有效避免了公路路基縱向裂縫的產(chǎn)生；②在對新路基與舊路基的結(jié)合位置進(jìn)行處理之后，應(yīng)采取合理措施提升新舊路基結(jié)合部位的承載力和整體強(qiáng)度；③進(jìn)一步完善和健全公路排水和防滲系統(tǒng)，以免雨水進(jìn)入新舊路基的結(jié)合部位中，所以，相關(guān)施工單位必須采取科學(xué)、有效的排水措施，盡可能減少路表誰對整個公路的影響。

3 公路拓寬拼接過程中的常見質(zhì)量問題

3.1 新拓寬路基失穩(wěn)

拓寬路基沿新老路基結(jié)合面發(fā)生滑移是新拓寬路基失穩(wěn)的主要表現(xiàn)，嚴(yán)重者引發(fā)整體坍塌。這種病害在陡坡地基、軟弱地基以及高填方路堤等加寬路段比較常見。當(dāng)新拓寬的路基沿著結(jié)合面滑移量比較小時，新舊路基結(jié)合面就會產(chǎn)生相應(yīng)的錯臺，使得新舊路基結(jié)合部位出現(xiàn)開裂，并引發(fā)雨水滲入，結(jié)合面強(qiáng)度急劇降低，給路基穩(wěn)定性留下更大的隱患。當(dāng)路基滑移量較大，甚至整體坍塌時，會造成加寬路面整體破壞，甚至使既有路基相繼出現(xiàn)失穩(wěn)，致使既有路面也發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞和使用功能的下降。

3.2 縱向裂縫

裂縫是公路改擴(kuò)建工程中最常見的病害類型。因新舊路基結(jié)合部位兩側(cè)的沉降速率不一致，導(dǎo)致結(jié)合部位存在著一定的應(yīng)力突變，一旦彎拉應(yīng)力超過結(jié)合界面強(qiáng)度時，會在該處產(chǎn)生開裂錯臺。加上，在填土自重作用下，新拓寬路基邊坡坡角會逐漸發(fā)生側(cè)向位移加劇了填土的沉降和側(cè)向位移，導(dǎo)致整個加寬部分的填土?xí)刂Y(jié)合部位出現(xiàn)豎向和橫向的移動，在這些外力作用下，極易在交界處形成縱向裂縫。

4 公路拓寬工程路基拼接的施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 加寬路基填料的控制

在公路拓寬工程的施工中，一般為了滿足必要的交通運(yùn)輸需要，不會對施工路段進(jìn)行完全的封閉，而是預(yù)留出一部分原有路段滿足道路使用需要。這種施工方法能夠在進(jìn)行公路拓寬工程施工的同時，不對道路運(yùn)輸產(chǎn)生較大的不良影響，有著較為廣泛的應(yīng)用。但是，這樣容易導(dǎo)致原有道路在施工時段所承受的載重量和交通量顯著上升，對原有道路造成一定的壓力。為此，在公路拓寬工程施工中，需要在保證施工質(zhì)量的前提下使施工較為快速的進(jìn)行。在公路拓寬工程的施工中，可以采用大噸位的振動壓路機(jī)與沖擊式的壓路機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)，對道路進(jìn)行多次碾壓，使道路能夠得到足夠的壓實，一方面避免道路地基內(nèi)留有孔隙，影響道路地基的施工質(zhì)量。表1為路面壓實度。

表1 路面壓實度

另一方面也能夠在更大程度上避免道路地基沉降現(xiàn)象的發(fā)生。公路拓寬工程施工中，也可以進(jìn)行一定的改良作業(yè)，在路基中添加一定的改良土或者無機(jī)結(jié)合材料。最后，在公路拓寬工程的施工中還需要平衡新老路基的沉降差，使拓寬路基與原有路基能夠形成平衡，不會存在較大的沉降差，影響拓寬公路工程的質(zhì)量，埋下安全隱患。在新路基的鋪筑中，可以在新路基內(nèi)添加一些具備較高強(qiáng)度的材料，使路基的沉降受到控制，實現(xiàn)與舊路基的平衡。

4.2 增強(qiáng)新舊地基結(jié)合部的緊密程度

在公路拓寬工程施工中的路基壓實施工中，需要確保新路基內(nèi)的含水量達(dá)到最佳的含水量，從而確保壓實能夠達(dá)到較好的施工效果。具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）公路拓寬工程的壓實施工應(yīng)從外向內(nèi)進(jìn)行，最開始可以使用TZ18t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，當(dāng)完成四次全面的碾壓之后，則應(yīng)該改用25KJ，沖擊壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。使用25KJ壓路機(jī)需要對新路基進(jìn)行十次左右的碾壓，充分確保碾壓的壓實度達(dá)到相關(guān)要求。對于新路基與老路基的交匯部位應(yīng)重點(diǎn)對待，做好壓實工作，避免新路基與舊路基存在不平衡的沉降差。對于新舊路基的交接部位應(yīng)多碾壓十次左右。

（2）在公路拓寬工程的施工中，碾壓方式應(yīng)實現(xiàn)普通碾壓與沖擊碾壓的聯(lián)合作用，充分發(fā)揮普通碾壓與沖擊碾壓的作用，使兩種碾壓在壓實過程中能夠得到互補(bǔ)和互相促進(jìn)，確保路基的壓實度達(dá)到相關(guān)的技術(shù)要求。在新舊地基的碾壓中，應(yīng)注重普通碾壓的使用，這樣能夠更為有效地提升新舊路基的銜接與粘連，使新舊路基能夠結(jié)合更為緊密，提升公路拓寬工程的整體施工質(zhì)量，延長擴(kuò)寬公路的使用壽命，使拓寬公路的使用質(zhì)量得到保證。新舊路基普通碾壓也能夠平衡新舊路基的沉降差，使新舊路基能夠更加穩(wěn)定，滿足道路交通運(yùn)輸?shù)氖褂眯枰?/p>

（3）為了使新舊路基具備剛高的強(qiáng)度，能夠在交通運(yùn)輸?shù)氖褂眠^程中具備足夠的穩(wěn)定性，提供良好的支撐作用，在公路拓寬工程施工中可以在老路基的邊坡位置進(jìn)行多層臺階的開挖。多層臺階的開挖能夠為新老路基的銜接提供更強(qiáng)的粘連作用，在開挖過程中，可以使用T-140推土機(jī)。需要注意的是，多層臺階的開挖，需要參照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，應(yīng)充分保證每層臺階的相關(guān)參數(shù)在合理范圍內(nèi)，一般而言寬度需保證在1.5m左右，高度應(yīng)為0.8m左右，階地面向中心的傾斜角應(yīng)為3%左右。當(dāng)臺階側(cè)面發(fā)生塌落現(xiàn)象時，需要對臺階進(jìn)行一定的改造，改造成寬度為0.45m，長度為0.3m的小臺階。在公路拓寬工程的施工中，需要增強(qiáng)新舊地基結(jié)合部的緊密程度。

4.3 加強(qiáng)軟土地基的處理

在公路拓寬工程的施工中，常常需要面對軟土地基的施工問題。軟土地基施工一直是路基施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，軟土地基存在著天然空隙大、含水量較高、抗剪能力差、穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，施工的難度較大。但是，為了保證公路拓寬工程的施工質(zhì)量，需要對軟土地基進(jìn)行有效的施工處理，一方面避免在公路拓寬工程施工完成投入使用后影響交通運(yùn)輸，造成安全事故的發(fā)生。另一方面影響新舊路基的拼接質(zhì)量，導(dǎo)致路基裂縫的產(chǎn)生。

軟土地基的施工處理主要使用四張方法，主要為：路基表層加固法、置換加強(qiáng)與復(fù)合地基法、換填置換法以及預(yù)壓排水固結(jié)法。表層加固法應(yīng)用較為廣泛，主要使用一定比例的土層進(jìn)行軟土地基的覆蓋，使軟土地基的情況得到改善，加固軟土地基。但是表層加固法也存在一定的局限，無法保證路基避免沉降，應(yīng)用存在一定的限制。置換加強(qiáng)與復(fù)合地基法主要是進(jìn)行樁體的加強(qiáng)，將加強(qiáng)后的樁體埋入軟土地基中，從而形成復(fù)合式的地基。對于一些軟土厚度較高的軟土地基，置換加強(qiáng)與復(fù)合地基法能夠有效地提升軟土地基的承載力。但是隨著軟土厚度的提高，置換加強(qiáng)與復(fù)合地基法會存在施工成本過高的問題，施工效果也會有一定的減弱。換填置換法則主要包括動力擠淤、分層碾壓回填等多種方式，主要施工方法為對軟土地基內(nèi)的軟土進(jìn)行適當(dāng)清理，之后適當(dāng)加入二灰土、水泥拌合土、級配砂石、粉煤土等等進(jìn)行填筑。分層碾壓回填更多地應(yīng)用于淺層的軟土地基。

另外，公路拓寬工程施工過程中也需要區(qū)分好施工的順序，首先對體積較大、重量較大的部分進(jìn)行施工處理，施工中不應(yīng)為了追求施工進(jìn)度進(jìn)行過快的施工作業(yè)，應(yīng)充分保證階段性施工的施工質(zhì)量之后，進(jìn)行下一階段的施工作業(yè)。最后，施工單位在進(jìn)行基槽開挖時應(yīng)該預(yù)留0.2m左右的保護(hù)層，從而避免地基土體結(jié)構(gòu)受到影響。在公路拓寬工程施工中軟土地基處理時，需要根據(jù)科學(xué)的配合比例對混凝土進(jìn)行配比，使之能夠達(dá)到更好的凝結(jié)效果?；炷潦褂眠^程中應(yīng)注重混凝土的凝結(jié)控制，使混凝土能夠在路基中的使用發(fā)揮最佳的固結(jié)作用，確保路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使公路拓寬工程能夠具備較高的質(zhì)量。

5 結(jié)語

（1）公路拓寬改建的設(shè)計方案可以分為很多種情況，且每個方案都各有優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的條件。為此，在對公路拓寬改建方案進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)對各種方案進(jìn)行深入研究，并在對具體工程地質(zhì)條件、原有道路情況、施工現(xiàn)場條件、拓寬公路的使用要求以及對周圍環(huán)境影響程度等因素進(jìn)行綜合考慮的基礎(chǔ)上，選擇最佳的施工方案。

（2）精準(zhǔn)的理論分析計算能夠為方案設(shè)計提供重要的數(shù)據(jù)參考，地基沉降和路基的穩(wěn)定性分析，以及路基土的總變形量、不均勻變形量、不均勻變形范圍等的分析計算，可為方案設(shè)計提供有效的參考指標(biāo)。

（3）在路基方面，選好填料是保證路基穩(wěn)定的先決條件；對加寬段基底特殊處理，是解決新老路基不均勻沉降的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；充分壓實特別是銜接部分壓實是保證新老路基穩(wěn)定不開裂的必要手段。

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U416.1

A

1004-7344（2016）25-0171-02

2016-8-20

劉順華（1981-），男，工程師，本科，主要從事道路工程設(shè)計工作。