高速公路改建路基拼接設(shè)計(jì)分析

摘要：路基拼接設(shè)計(jì)能減少新舊路基間由于時(shí)間不同出現(xiàn)的差異性沉降情況，消除由于此種差異沉降而導(dǎo)致的公路縱向裂縫和不均勻橫向沉降。文章以改建的高速公路為立足點(diǎn)，通過(guò)對(duì)其路基拼接設(shè)計(jì)特點(diǎn)和原則的分析，從而就其具體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高速公路；改建路基；拼接設(shè)計(jì)；新舊路基；差異性沉降；公路縱向裂縫 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U213 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.049

路基拼接設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是有效地減少新舊路基間由于時(shí)間不同出現(xiàn)的差異性沉降情況，消除由于此種差異沉降而導(dǎo)致的公路縱向裂縫和不均勻橫向沉降，因此對(duì)路基拼接本身的特殊性和具體的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，并提出有效的設(shè)計(jì)方案勢(shì)在必行。

1 路基拼接設(shè)計(jì)的特殊性

從路基拼接設(shè)計(jì)的具體情況來(lái)看，其特殊性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，新舊路基在填筑環(huán)節(jié)因?yàn)槭┕r(shí)間的差異較大，固結(jié)程度的不同，使得其填土性質(zhì)有一定的差異性；第二，原高速公路的路基沉降情況較為穩(wěn)定，在對(duì)高速公路進(jìn)行改建時(shí)，其在拓寬路幅地基的過(guò)程中產(chǎn)生的附加應(yīng)力就會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降問(wèn)題；第三，一般情況下，老高速公路的邊坡部分在施工時(shí)其壓實(shí)度通常差于行車(chē)道的路基壓實(shí)度。但在進(jìn)行改建之后，原路基邊坡部分一方面屬于新老路基的拼接部位，另一方面是新路基路面的最外側(cè)車(chē)道或者是次外側(cè)車(chē)道，所以其實(shí)對(duì)路基拼接設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求相對(duì)較高。

2 路基拼接的設(shè)計(jì)原則

高速公路在日常運(yùn)行過(guò)程中承擔(dān)的運(yùn)輸量較大，在對(duì)其進(jìn)行建設(shè)施工的過(guò)程中，第一，需要保證原高速公路運(yùn)輸暢通性的改建施工原則，即在進(jìn)行改建施工的過(guò)程中，不可以出現(xiàn)中斷交通運(yùn)輸?shù)那闆r。因此在進(jìn)行路基拼接設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要保證該設(shè)計(jì)方案不會(huì)對(duì)原有路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；第二，設(shè)計(jì)人員需要先對(duì)原有公路路基的實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上對(duì)路基拼接的加固方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。作為公路改建工程的主要構(gòu)成，對(duì)原有路基進(jìn)行加寬拼接設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要通過(guò)對(duì)原路基進(jìn)行測(cè)試和勘探后，在分析其原路基實(shí)際工作狀態(tài)的情況下，在對(duì)比現(xiàn)行路基設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，確定是否需要對(duì)原路基進(jìn)行加固處理；第三，減少新舊高速公路路基在進(jìn)行拼接設(shè)計(jì)過(guò)程中的沉降差異，防止拼接施工病害的情況出現(xiàn)。

3 路基拼接設(shè)計(jì)的具體方案

3.1 原路基的加固設(shè)計(jì)方案

3.1.1 土路肩、硬路肩和邊坡部分的拼接設(shè)計(jì)。一般情況下，原路基的硬路肩和土路肩在進(jìn)行過(guò)改建施工后，其第三車(chē)道的位置主要會(huì)行駛一些大型貨車(chē)或者是重載性型的車(chē)輛，所以設(shè)計(jì)人員需要將路基高度超過(guò)了3米的土質(zhì)路段進(jìn)行填方工程的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，如果原高速公路的路基本身的壓實(shí)度相對(duì)較低，且路床的含水量比較大，設(shè)計(jì)人員需要在路基拼接方案中標(biāo)注出“臺(tái)階需要逐級(jí)進(jìn)行開(kāi)挖”施工的要點(diǎn)。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)改建高速工程的路基回填方案時(shí)，需要在每一級(jí)臺(tái)階頂部的后方設(shè)置一個(gè)干板類(lèi)型的水泥碎石樁，從而確保原路基中的硬路肩和土路肩在改建施工后可以位于改建后公路工程路面的路床底部。

3.1.2 原路基的加固設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)原路基拼接加固方案之前，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)原路基的建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)行情況進(jìn)行細(xì)致的勘測(cè)與調(diào)查，對(duì)于一些含水量較大、壓實(shí)度較低的路段，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)需要給予足夠的重視度，從而防止在進(jìn)行路基拼接改建設(shè)計(jì)的過(guò)程中因?yàn)槭艿搅瞬町惓两?、原路基橫向和縱向裂縫的影響所導(dǎo)致的拼接設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2 新路基的拼接設(shè)計(jì)方案

3.2.1 一般性路基的拼接設(shè)計(jì)。正常情況下，一般性路基的邊坡位置在施工過(guò)程中的壓實(shí)度相對(duì)較低，土質(zhì)較為松散，且含有豐富的植物根系。因此相關(guān)人員在進(jìn)行公路改建設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)盡可能沿著原路基的邊坡腳位置進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖，清除路基表層腐蝕物的施工，保證新舊路基拼接位置的均勻性和整體性。在制定具體的路基拼接設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要以路基檢測(cè)和試驗(yàn)為立足點(diǎn)，結(jié)合原路基調(diào)料強(qiáng)度和壓實(shí)度的具體情況，設(shè)計(jì)出能夠滿(mǎn)足現(xiàn)行路基拼接設(shè)計(jì)規(guī)范要求的拼接方案。同時(shí)，在具體設(shè)計(jì)路基拼接方案的過(guò)程中需要做到：第一，設(shè)計(jì)方案中包含清除就高速公路路基邊坡腐生植物和路基表層種植植物的具體方案；第二，路基拼接設(shè)計(jì)方案需要對(duì)路基邊坡腳范圍內(nèi)一層臺(tái)階的開(kāi)挖位置、路基拼接具體的壓實(shí)度和施工標(biāo)準(zhǔn)給予明確的規(guī)定；第三，在設(shè)計(jì)拼接處路基的寬度時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要按照施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、原高速公路具的具體情況、填土高度等，分別結(jié)合沖擊碾壓、墊層、復(fù)合地基和強(qiáng)夯等方式來(lái)設(shè)計(jì)具體的拼接處處理方案。

3.2.2 擋土墻段的路基拼接設(shè)計(jì)。如果原路基改建工程的改建位置被設(shè)計(jì)在路肩墻路段，當(dāng)拼接路基的填筑寬度達(dá)到路床地面的位置時(shí)，就需要拆除掉路床地面以上的墻體。當(dāng)原路基改建位置被設(shè)計(jì)在堤墻路段，且該位置路基拼接施工的填筑高度已經(jīng)達(dá)到墻頂?shù)臉?biāo)高位置之后，需要在墻頂之上的路基邊坡處進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖施工。這一必要性施工問(wèn)題的存在，使得人們?cè)趯?duì)擋土墻段的路基進(jìn)行拼接設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)存在著較大的施工難度。因此在正式制定拼接設(shè)計(jì)方案之前，工程設(shè)計(jì)人員需要先完成回填路和臺(tái)階開(kāi)挖這兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)工作，制定出具體施工設(shè)計(jì)方案，明確施工設(shè)計(jì)圖紙上的具體內(nèi)容，對(duì)于一些重點(diǎn)的施工環(huán)節(jié)在圖紙上要給予準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)和詳細(xì)的注解。此外，為了能夠有效地減少路基拼接設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)差異沉降問(wèn)題，在進(jìn)行路基拼接寬度部分的設(shè)計(jì)時(shí)，需要在路床底部的部分設(shè)計(jì)出足夠數(shù)量的土工格室，確保路基拼接工程的寬度設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3.2.3 橋頭路基拼接的設(shè)計(jì)方式。在高速公路工程中加寬的橋頭路基進(jìn)行拼接設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)橥瑫r(shí)存有路基橫向和縱向不均勻沉降的情況，而為了能夠有效減少橋梁和路基結(jié)合位置產(chǎn)生的差異沉降問(wèn)題，防止橋頭跳車(chē)的問(wèn)題出現(xiàn)。在進(jìn)行路基拼接設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要盡可能通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)方案的方式，在整個(gè)路基設(shè)計(jì)方案的填土施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中包含的超過(guò)3米的橋臺(tái)、路基、橫向構(gòu)造物間的連接處，設(shè)計(jì)一個(gè)路基拼接的過(guò)渡段。一般情況下，該過(guò)渡段的長(zhǎng)度為8米左右，其頂面的長(zhǎng)度應(yīng)該是過(guò)渡段長(zhǎng)度加上1.5倍的原路基高度。此外，相關(guān)人員在對(duì)設(shè)計(jì)方案中過(guò)渡段位置的地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者需要使用符合地基和墊層相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中明確標(biāo)出的具體方式完成路基拼接的處理。只有這樣，才能夠保證依照此方案完成的路基拼接設(shè)計(jì)能在指導(dǎo)工程施工的過(guò)程中確保新舊路基拼接處的壓實(shí)度可以被控制在96%以上。

3.3 新舊路基的拼接設(shè)計(jì)

3.3.1 新舊路基基層接縫處的設(shè)計(jì)。在完成原路面基層的挖除填補(bǔ)施工之后，新舊路基的基層部分之間就會(huì)產(chǎn)生一道縫隙，在填補(bǔ)過(guò)程中使用的新水泥在穩(wěn)定后，基層中的碎石就會(huì)出現(xiàn)硬化收縮的情況，導(dǎo)致路基基層出現(xiàn)裂縫，從而造成路面基層成為路基拼接設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。因此新舊路面基層的接縫處進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方案中明確裂縫問(wèn)題的處理方案以及具體的裂縫填補(bǔ)材料，確保施工設(shè)計(jì)方案內(nèi)容的完善。

3.3.2 高速公路的平縱擬合設(shè)計(jì)。對(duì)高速公路的改建工程來(lái)講，其在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅需要全方位地滿(mǎn)足各項(xiàng)施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有工程最大化的利用。因此在進(jìn)行平縱面路基拼接設(shè)計(jì)時(shí)，改建工程的設(shè)計(jì)師不能夠簡(jiǎn)單地使用自己理想中的設(shè)計(jì)方案或者是完全地利用原路基平縱面的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方案，而是要結(jié)合改建工程的具體要求和路基實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的平縱面擬合拼接設(shè)計(jì)方案。改建工程在建設(shè)過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)樾屡f高速公路的路基部分存在著較大的平縱面差異問(wèn)題，使得路基拼接質(zhì)量受到一定的影響。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可以在不影響原公路正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)路基的平縱面，使其能夠與新路基更好地拼接到一起，確保擬合良好。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，伴隨近些年我國(guó)改建高速公路工程的興起以及其在改建過(guò)程中路基拼接問(wèn)題的愈發(fā)嚴(yán)重，使得做好路基拼接設(shè)計(jì)變得尤為重要。因此，在路基拼接設(shè)計(jì)的過(guò)程中有效地消除路基施工過(guò)程中的差異性沉降，減少或者是消除路基路面的橫向和縱向裂縫，便成為了當(dāng)前路基拼接設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容。此外，就當(dāng)前高速公路的改建工程來(lái)看，提升路基拼接設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量，對(duì)于推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要作用。

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作者簡(jiǎn)介：趙平（1982-），男，江蘇南京人，供職于江蘇緯信工程咨詢(xún)有限公司，研究方向：路基路面設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：小 燕）