高速公路加寬改建路基路面工程技術(shù)研究

董剛

我國目前高速公路客運和貨運的交通運輸量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展在迅速增加，而現(xiàn)存的交通流量卻無法滿足通行需求，需要增強高速公路的通行能力才能改善如今的交通情況。據(jù)統(tǒng)計，我國高速公路日交通量達(dá)20000輛，遠(yuǎn)超預(yù)計的可承受量，且一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)高速路擁堵情況也較為嚴(yán)重，因此，新建高速路或者加寬改建都可以緩解交通壓力。高速公路的加寬改建工程可以節(jié)約時間和資金，是首選措施。與新建高速公路相比，在對舊路的加寬改建中，存在施工難度較大、施工工藝較為復(fù)雜、施工要求較高的難題。文章通過某段高速路的實例分析，對高速公路加寬改建路基路面工程關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究。

1 工程概況

此項目的主要工程是將原來的四車道擴建成八車道，原有四車道屬于整體式的路基，路基寬度為26m，擴建后的八車道仍屬于整體式路基，但路基寬度會增加至42m。其中土路肩的寬度為2m×0.75m，硬路肩的寬度為2m×3.0m，路緣帶的寬度為2m×0.75m，行車道的寬度為2m×4m×3.75m，中央隔離帶的寬度為3m。此路段的地形較為平坦，原有公路的兩側(cè)均是農(nóng)田，而且整個項目所在的區(qū)域含有比較豐富的水資源，部分路段地下水的水位比較高，而且地基土之中的含水量較大，為了確保路基的穩(wěn)定性和強度，需要對基地采取相關(guān)的處理措施。除了對全線新拓寬部分的基底采用清除表上30cm后，還要進(jìn)行廢舊混合料的回填，并采用強夯法進(jìn)行壓實，在最大程度上促進(jìn)基底承載能力的有效提升。用于回填的廢舊混合料主要是由挖除廢棄的舊路路面材料構(gòu)成，這樣不僅能在基底上形成一層具有較高承載力的持力層，還能有效解決舊路路面廢棄材料的利用問題，減少對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的污染。

2 高速公路現(xiàn)狀監(jiān)測

根據(jù)此段高速公路的監(jiān)測現(xiàn)狀以及測定的彎沉值可以看出，原來的高速公路強度太低，并不能對現(xiàn)有交通量的發(fā)展要求進(jìn)行很好的滿足，特別是行車道，通過討論分析，造成這一現(xiàn)狀主要受到超載、重載車輛以及路面本身基層厚度缺失的影響。從測得的平整度值可以得知，通過一次新的罩面施工后，此段高速公路大部分路段的路面平整度有了很大程度的改善，因此，路面的平整度總體上來說還可以滿足要求；抗滑性能檢測的評價結(jié)果為“優(yōu)”的路段約占3/4，結(jié)果為“良”的路段只占到很少的一部分，可以滿足要求[1]。當(dāng)然，從此路段的調(diào)查計算情況中可以看出，車轍、修補和卿泥是最破損率影響最大的3個因素，行車道的整體情況要比超車道嚴(yán)重，與此同時，受新的罩面層的影響，評價會超出實際很多，而路面又存在比較多的病害，就會讓路況變差；通過使用路面雷達(dá)對路面進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)路段的路面基層厚度明顯不足，在路面結(jié)構(gòu)當(dāng)中，基層是最主要的承重層，若基層的厚度不足，也會對路面的承載力產(chǎn)生較大的影響。

3 高速公路加寬施工設(shè)計

3.1 路基加寬設(shè)計

本次擴建工程最主要的就是解決怎樣減小甚至避免新老路基差異沉降的問題，在最大程度上防止和減小縱向裂縫的出現(xiàn)，所以，在進(jìn)行設(shè)計時，需要對新路基的地基處理進(jìn)行充分的考慮，以在最大程度上避免新老路基出現(xiàn)的不均勻沉降。亞黏土作為本路段路基的主要填料，因為素土的強度比較低，而且很難碾壓成型，為了在最大程度上滿足路基壓實度和填料強度的要求，并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，對路床進(jìn)行改性處理。為了讓路基有滿足穩(wěn)定性和強度方面的要求，同時保證路面、路基的綜合服務(wù)水平，路基的壓實度和填料強度要滿足表1中的相關(guān)要求。

表1 路基壓實度及填料強度比例

3.2 路面加寬設(shè)計

對于瀝青路面的加寬方案，需要按照原有路面實際的交通量、線形以及道路等級來確定。如果原來道路的線形不需要進(jìn)行完善，而且路基相對較寬，若加寬后的路肩寬度＞50cm時，可以考慮在原有道路的基礎(chǔ)上直接進(jìn)行加寬作業(yè)；若原來道路的線形比較差需要進(jìn)行相應(yīng)的改善時，則需要在設(shè)計時對原有的瀝青路面進(jìn)行盡可能的利用，在此基礎(chǔ)上需要先對路基進(jìn)行加寬，然后再進(jìn)行路面的加寬。若路面的橫斷面是整體斷面的形式，在對瀝青路面進(jìn)行加寬時使用的材料、結(jié)構(gòu)必須保證和原來的瀝青路面相近[2]。加寬后路基的基層強度要大于原有瀝青路面的基層強度，比較適合使用透水性、壓實性都相對較好的材料。當(dāng)然，加寬后部分路基的穩(wěn)定性和強度以及路面的厚度需要按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定重新進(jìn)行計算和確定。

在進(jìn)行加寬作業(yè)時，需要對新舊路基之間縱橫向銜接的地方進(jìn)行妥善處理，若加寬的地方是軟土地基的高路堤，還需要對新路基進(jìn)行有效的加固，等到固結(jié)沉降穩(wěn)定之后，再進(jìn)行路基加寬的施工，避免在加寬過程中出現(xiàn)路面的非均勻沉降。當(dāng)路面的基層需要進(jìn)行加寬時，除了要對原有的路面進(jìn)行全面的調(diào)查之外，還需要單獨對加寬的部分按照新建路面的各項規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和調(diào)查，要保證其結(jié)構(gòu)強度和原來路面基層的結(jié)構(gòu)強度保持一致。對路面基層進(jìn)行加寬作業(yè)時，要遵循就地取材的原則，通過對原有路面基層的材料進(jìn)行合理有效的利用，對原有道路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理應(yīng)用，選擇好材料，然后再進(jìn)行材料組成和結(jié)構(gòu)組合的設(shè)計。

4 關(guān)鍵技術(shù)問題

我國國內(nèi)部分地區(qū)的高速公路也有開展改建擴寬工程，但是有雪路段的老路在工程完工后不久又出現(xiàn)了縱向開裂的現(xiàn)象。在公路改造擴寬的工程中，縱向裂縫是質(zhì)量方面的通病，同時，也是此高速公路改建拓寬工程最為關(guān)鍵的技術(shù)性問題。通過合理有效的設(shè)計，才能在最大程度上確保工程施工過程中的施工質(zhì)量，同時促進(jìn)施工工藝水平的有效提升，避免和減少路不同區(qū)段路基的差異沉降，從而在最大程度上減少和延緩裂縫的產(chǎn)生，針對已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的區(qū)域，要及時采取積極有效的措施對其進(jìn)行處置，盡量控制裂縫的發(fā)展速度，恢復(fù)路面的功能，這樣才能保證路面使用壽命的有效延長。在此項工程中，為了確保銜接的性能以及減少和避免縱向裂縫的產(chǎn)生，下面是施工中所使用的3項技術(shù)措施：

（1）對路基和基底進(jìn)行壓實處理。此工程項目所在區(qū)域的地層主要以第三系和第四系松散物沉積為主，其物質(zhì)組成主要是亞砂土和粉質(zhì)亞粘土，而且河流兩岸地下水的水位偏高，整個地基工程的地質(zhì)條件相對比較差。所以，需要徹底清理基底并對其進(jìn)行壓實和換填，在最大程度上促進(jìn)路基基底強度的提升，以減少甚至避免新舊路基之間出現(xiàn)縱向的裂縫。

（2）挖掘臺階及臺階的構(gòu)筑。為了在最大程度上保證新舊路基的整體穩(wěn)定性，減少甚至避免縱向裂縫和橫向錯臺的產(chǎn)生，在進(jìn)行路基的填筑和加寬之前，需要先完成老路基邊坡的清坡處理，厚度約為30cm，而且要在原來路基的邊坡上進(jìn)行臺階的挖掘。臺階底要保持4%的內(nèi)傾斜角，并從上而下進(jìn)行挖掘，每挖掘一級便要及時填筑一級，臺階的寬度保持在2m，最上面一層的臺階要從老路基向里5m挖掘原來路床50cm的厚填土。

（3）應(yīng)用土工合成材料。將具有一定強度、柔韌性以及張拉力的玻纖格柵鋪筑在路床、基底以及臺階上，若填土的高度＞6m時，需要在中間部位增設(shè)兩層土工格柵；若填土的高度＞4m時，需要在中間部位增鋪一層土工格柵；若填土的高度＜4m時，則只需要在路床和基底的位置各鋪設(shè)一層雙向的土工格柵即可，土工格柵伸入新路基的部分應(yīng)＞5m。

5 結(jié)束語

綜上所述，文章依據(jù)某工程高速公路路基路面加寬改建的施工設(shè)計、施工方案以及施工關(guān)鍵技術(shù)的分析和探討，設(shè)計出可靠、方便、經(jīng)濟(jì)的方案，對高速公路加寬改建技術(shù)進(jìn)行簡要分析，在設(shè)計及施工中仍然存在難題，可以借鑒國外成熟的施工技術(shù)，結(jié)合我國實際情況，設(shè)計更為合理和科學(xué)的高速公路加寬改建方案，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強大的基礎(chǔ)設(shè)施。