公路工程改擴(kuò)建技術(shù)研究

池建新

摘要： 相比新建公路，公路加寬改擴(kuò)建工程面臨的問(wèn)題更為復(fù)雜。因原路基使用年限較長(zhǎng)，沉降基本穩(wěn)定，如按照一般規(guī)范要求設(shè)計(jì)建設(shè)新路路基，極可能因不均勻沉降導(dǎo)致縱向裂縫出現(xiàn)于新舊路基結(jié)合位置，進(jìn)而嚴(yán)重影響行車(chē)質(zhì)量。為此，本文按照公路擴(kuò)建施工標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體案例，對(duì)公路路基工程加寬改擴(kuò)建施工等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

Abstract： Compared with constructine a new highway， the problems faced by highway widening and expansion project are more complicated. Due to the long service life of the subgrade， the settlement is basically stable. If the subgrade is designed and constructed according to the general specifications， it is highly likely that longitudinal cracks will appear in the combined position of old and new subgrade due to uneven settlement， which will seriously affect the driving quality. Therefore， according to the construction standards of highway expansion and the concrete cases， this paper analyzes and probes into the related contents such as widening and reconstruction of highway subgrade engineering.

關(guān)鍵詞： 公路工程；路基施工；改擴(kuò)建技術(shù)；施工標(biāo)準(zhǔn)

Key words： highway engineering；roadbed construction；reconstruction and extension technology；construction standard

中圖分類(lèi)號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）11-0092-02

1 公路基礎(chǔ)改擴(kuò)建形式

①單側(cè)拼接拓寬。單側(cè)拼接是指通過(guò)現(xiàn)有道路中央隔帶，把原有道路看做是擴(kuò)建后道路的半幅應(yīng)用，且進(jìn)行車(chē)道的重新劃分，除此之外，在原有道路一側(cè)新建道路進(jìn)行拓寬，拼接為完整路基。

②單側(cè)分離拓寬。單側(cè)分離是指半幅路基選用原有道路，利用完全分離或以中央分隔帶隔離的方式在其一側(cè)新建半幅路基。單側(cè)分離又有兩類(lèi)不同拓寬形式，如單側(cè)平面分離與單側(cè)平、縱分離。為克服單側(cè)拼接拓寬存在的各類(lèi)缺陷，以上兩類(lèi)形式無(wú)需調(diào)整現(xiàn)有道路橫斷面。為此，通過(guò)單側(cè)分離拓寬形式的應(yīng)用，可對(duì)產(chǎn)生凈空問(wèn)題進(jìn)行有效處理，但在具體改擴(kuò)建工程中，極易產(chǎn)生同向路基分離問(wèn)題，此時(shí)必須按照拓寬情況對(duì)車(chē)道劃分進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

③兩側(cè)拼接拓寬。在道路改擴(kuò)建施工中，兩側(cè)拼接應(yīng)用最多，與單側(cè)拼接道路相比，兩側(cè)拼接道路斷面布設(shè)更合理，便于車(chē)道劃分及交通組織。

④兩側(cè)分離拓寬。如部分道路橋梁段無(wú)法選用兩側(cè)拼接方法，為克服此類(lèi)問(wèn)題，可選用兩側(cè)分離拓寬。按照具體情況，確定新舊路基之間的分離寬度，盡可能避免過(guò)多占用土地。通過(guò)以2到3m作為分離寬度。在對(duì)凈空不足問(wèn)題全面考慮的前提下，可按照現(xiàn)有情況對(duì)新建路基橫斷面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并進(jìn)行新舊路基平縱同步分離地設(shè)置。但此拓寬方法問(wèn)題較多，如管理難度大、運(yùn)作效率差、成本高及占地面積大等。

2 工程概況

某公路工程起止樁號(hào)為K4822+020～K4897+922.888，總長(zhǎng)度為75.903km。根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，選取雙側(cè)或單側(cè)加寬方式進(jìn)行公路工程改建，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，如路線平面、縱面及路基寬度等應(yīng)滿足公路施工標(biāo)準(zhǔn)。按照改建目標(biāo)、設(shè)計(jì)要求，并與沿線地形地質(zhì)條件相結(jié)合，按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定實(shí)施改建，本工程所選試驗(yàn)路段如下：①試驗(yàn)段A起止樁號(hào)為K4822+020～K4864+100，總長(zhǎng)度為42.08km，根據(jù)公路施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全段實(shí)施改建，8.5m為路面寬度，0.75m為土路肩寬度，10m為路基寬度。②試驗(yàn)段B起止樁號(hào)為K4864+100～K4865+600，總長(zhǎng)度為1.5km，改造時(shí)，7m為路面寬度，0.75m為土路肩寬度，8.5m為路基寬度。③試驗(yàn)段C起止樁號(hào)為K4865+600～K4897+922.888，總長(zhǎng)度為32.323km，改造時(shí)，8.5m為路面寬度，0.75m為土路肩寬度，10m為路基寬度。

此次改建對(duì)舊路進(jìn)行了充分利用，根據(jù)改建半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)原理進(jìn)行舊路補(bǔ)強(qiáng)部分路面設(shè)計(jì)，根據(jù)新建半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)原理進(jìn)行加寬路段及標(biāo)高受限路段路面設(shè)計(jì)。4m為拓寬路段路基平均寬度，路段填方高低值分別為6m、2m。因土質(zhì)流失，原路路基邊坡改建時(shí)可選取1：1坡度。因樹(shù)木種植于原路邊坡位置，在將其根系等雜物拔出后，導(dǎo)致邊坡土體松散，加大了開(kāi)挖臺(tái)階的難度。為此，具體施工中必須做好新舊路基結(jié)合位置路基土壓實(shí)工作，盡可能加大填土模量，降低行車(chē)荷載作用下路基路面變形程度，如壓實(shí)度較低，在結(jié)合位置極易出現(xiàn)縱向裂縫。為提高穩(wěn)定性，本工程選取路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型如圖1所示。

3 試驗(yàn)段處治措施

3.1 粉煤灰處治

①粉煤灰含水量控制。根據(jù)《公路工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》及粉煤灰擊實(shí)曲線分析，90%壓實(shí)度時(shí)，粉煤灰含水量變化范圍較大，含水量為30%到50%之間。現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)施工經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)具有較小含水量時(shí)，松散問(wèn)題極易產(chǎn)生于表層，在壓路機(jī)輪下粉煤灰極易出現(xiàn)位移問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)壓實(shí)效果造成嚴(yán)重影響。相比最佳含水量，含水量多出3%～5%的情況下，可能存在表層濺水等現(xiàn)象，但完成碾壓作業(yè)后，則其密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

②路堤攤鋪。放樣等工作需在攤鋪施工前完成，要求具有準(zhǔn)確、順直的邊線，根據(jù)當(dāng)天攤鋪實(shí)際情況確定攤鋪長(zhǎng)度。選取水平分層填筑法進(jìn)行粉煤灰路堤施工，填筑各個(gè)作業(yè)段時(shí)，先填作業(yè)段需一層一層留設(shè)臺(tái)階，保證能夠重疊搭接各個(gè)壓實(shí)層，且在150m以?xún)?nèi)控制搭接長(zhǎng)度。土質(zhì)護(hù)坡和粉煤灰填筑可一起施工，根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，設(shè)置排水盲溝。

③碾壓施工。當(dāng)天攤鋪、碾壓需當(dāng)天完成，為避免水分流失過(guò)快，對(duì)壓實(shí)效果造成嚴(yán)重影響，需及時(shí)碾壓完成攤鋪的粉煤灰。要求填筑、碾壓均分層施工，碾壓以振動(dòng)壓路機(jī)為主。按照“由輕到重、由低到高”的原則進(jìn)行碾壓施工，視壓實(shí)度確定碾壓遍數(shù)。根據(jù)道路線形確定碾壓順序，如直線段碾壓可從土質(zhì)護(hù)坡碾壓至路中心，曲線段碾壓可從彎道內(nèi)側(cè)碾壓至外側(cè)，穩(wěn)壓過(guò)程中需相互搭接碾壓輪跡。完成各層粉煤灰碾壓作業(yè)后，可選取環(huán)刀法等對(duì)壓實(shí)層中間位置的壓實(shí)度進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 拓寬路基壓實(shí)及搭接

第一，分層填筑。合理控制各層填土厚度，填土層具有較大厚度時(shí)，壓實(shí)度較低；填土層厚度較小時(shí)，則會(huì)對(duì)施工效率造成嚴(yán)重影響。根據(jù)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如選取細(xì)粒土施工，壓路機(jī)噸位為12到15噸時(shí)，可在25cm以?xún)?nèi)控制壓實(shí)厚度；如噸位為22到25噸時(shí)，可在60cm以?xún)?nèi)控制壓實(shí)厚度。同時(shí)還要及時(shí)平整各層填土，并將2%橫坡安設(shè)到中線～兩邊位置，且做好碾壓施工。第二，分層碾壓。碾壓施工前，必須詳細(xì)檢測(cè)填層松鋪厚度、平整度等參數(shù)，待其滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)后即可施工。碾壓遍數(shù)是分層碾壓施工的重點(diǎn)，以低粘質(zhì)土、粘質(zhì)土壓實(shí)進(jìn)行碾壓遍數(shù)范圍地確定，分別為4～6遍、10～12遍。一般可在10遍內(nèi)控制碾壓遍數(shù)，如在該范圍之外，可適當(dāng)降低填土層厚度。

3.3 沖擊壓實(shí)處治

選取沖擊壓路機(jī)進(jìn)行挖方路段路床碾壓施工，遍數(shù)可控制在40～60遍之間。當(dāng)填方路基深度小于80cm，填前選取沖擊壓路機(jī)進(jìn)行40遍碾壓。當(dāng)填方高度在6m以上，向反壓護(hù)坡腳外1m位置增加沖擊寬度。根據(jù)碾壓遍數(shù)確定碾壓速度，要求以低速碾壓前6遍，隨后按照每小時(shí)12km的速度碾壓施工，以6遍作為碾壓間隔遍數(shù)，進(jìn)行一次整平、收面施工，且按照含水量的多少合理選取灑水或翻曬施工。

填筑每4層，填筑路基可選用沖擊式壓路機(jī)進(jìn)行20遍沖壓補(bǔ)強(qiáng)，可分2次實(shí)施，第一次完成10遍碾壓，隨后通過(guò)平地機(jī)刮平，且做好灑水施工；緊接著進(jìn)行10遍碾壓，同樣完成刮平、灑水及靜壓施工，要求在20mm以?xún)?nèi)控制平整度偏差。

經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，20遍沖擊補(bǔ)強(qiáng)后，沉降量、干密度及彈性模量都有所提升，由20至40遍施工時(shí)，沉降量范圍為96.3%～99.5%；干密度范圍為0.8～0.95m；壓實(shí)度范圍為87.3%～95.8%；各層沖擊補(bǔ)強(qiáng)范圍為0.7～0.8m。

4 試驗(yàn)路效果觀測(cè)及分析

為驗(yàn)證地基施工效果需對(duì)試驗(yàn)段效果觀測(cè)，測(cè)試結(jié)果顯示，沖擊碾壓前10遍及10～20遍下沉量基本一致，尤其是填前碾壓，與前10遍相比，后10遍壓沉量較大，表明20遍碾壓不符合施工要求。據(jù)大量實(shí)踐表明，填前碾壓最為合適的遍數(shù)為40遍。而于路基振動(dòng)壓實(shí)后補(bǔ)充碾壓來(lái)講，最合適的遍數(shù)為20遍，為充分掌握沖擊壓實(shí)效果，可在完成20遍沖擊碾壓作業(yè)后，檢測(cè)各個(gè)層位的壓實(shí)度，如表1所示。

因條件制約，沖擊補(bǔ)充壓實(shí)僅能用于中樁左右側(cè)快車(chē)道路基填土，路基頂面彎沉測(cè)定結(jié)果如表2所示。

通過(guò)沖擊碾壓施工后，將增加道路回彈模量，未沖擊碾壓施工路段，則具有較小彎沉值，10%為彎沉值減小量，則表明于路基土模量增加及穩(wěn)定路基而言，沖擊碾壓施工極為重要。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨公路建設(shè)網(wǎng)的進(jìn)一步完善，各類(lèi)新技術(shù)、新材料及新工藝大量用于公路施工。為滿足日益增長(zhǎng)的交通量需求，必須重視公路工程改擴(kuò)建施工。以此提高工程建設(shè)質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)公路建設(shè)行業(yè)更快更好地發(fā)展。

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