高速公路互通工程路基拼接施工技術(shù)探究

摘?要：處于目前新建高速公路互通需求，探究了新舊路基工程中的幾種拼接技術(shù)，以永零高速K17+757永州西樞紐互通與冷東城際快線（冷井公路）工程為例，分析了路基拼接技術(shù)的具體運用方式，并介紹施工質(zhì)量控制要點，主要分析了材料控制、路基拼接工藝、差異沉降控制等方面的內(nèi)容，經(jīng)過制定科學(xué)合理的施工技術(shù)與對工藝技術(shù)的有效運用，可以大幅提升高速公路護(hù)筒工程路基拼接質(zhì)量，確保后續(xù)通車的安全性。

關(guān)鍵詞：高速公路;互通工程;新舊路基工程;拼接施工技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國公路事業(yè)進(jìn)步迅速，也帶動了高速公路施工規(guī)模的不斷擴(kuò)大，與此同時，人們的日常交通通行也呈現(xiàn)為強(qiáng)勢需求態(tài)勢，在此背景下，開始要求對線路滿負(fù)荷運行的公路予以擴(kuò)建互通。由于新舊路基之中存在相互影響、相互作用，這是在新舊擴(kuò)寬施工中較為常見的問題，主要是由于新舊路基的固結(jié)時間有所不同，從而引起了路基的不均勻沉降，這樣就容易在結(jié)合部位形成縱向裂縫，導(dǎo)致路面整體的穩(wěn)定性變?nèi)?，質(zhì)量性能也因此而變低。所以，為了充分防止縱向裂縫的形成，在進(jìn)行高速公路互通工程施工作業(yè)過程中，就應(yīng)當(dāng)全方位的深度分析縱向裂縫的形成原因，然后根據(jù)具體情況將新修建的路基處理到位，如此方可有效提高高速公路互通工程的實際施工質(zhì)量，提升其經(jīng)濟(jì)與社會效益，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供有力幫助。

1?高速公路互通工程中路基拼接方式的選擇

當(dāng)前，國內(nèi)主要存在下述幾種公路互通路基拼接方法：

（1）單側(cè)拼接。此種拼接方法主要是通過合理調(diào)整現(xiàn)有舊路基橫坡互通排水系統(tǒng)，并在拼接部位路中增加排水裝置。此種方法的施工操作難度不高，而且還要求對現(xiàn)有路基加以適當(dāng)處理，工作量不多，不過也存在一定的缺點，即無法有效保障新舊路基之間強(qiáng)度處于相同水平。

（2）單側(cè)平面分離。這一方法的應(yīng)用措施是，先把現(xiàn)有的道路作為半幅路基，經(jīng)過充分分離或是將中央隔離帶加以隔開的措施在其中某一側(cè)進(jìn)行另外一半路基的施工作業(yè)。根據(jù)施工作業(yè)的具體規(guī)定，應(yīng)當(dāng)及時調(diào)節(jié)新修建路基的縱面，而且將其種類予以確定，主要可以分成單側(cè)平面分離加寬與單側(cè)、總分離加寬集中。經(jīng)過單側(cè)分離處理可以起到規(guī)避單側(cè)拼接方式中的各種技術(shù)難題，通常而言，選取單側(cè)分離方式無需對互通高速公路的斷面狀態(tài)加以修整[1]。

（3）兩側(cè)拼接。根據(jù)施工規(guī)范要求，在進(jìn)行公路擴(kuò)寬施工時，如果不進(jìn)行調(diào)整那么可采用兩側(cè)拼接加寬的方式，此種方式不僅有諸多優(yōu)點，同時經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，所花費的成本較低，可以讓各種資源、能源得以大幅節(jié)省，有益于交通組織的順利運作。不過存在施工專業(yè)性要求過高、凈空較低等缺點，需要進(jìn)一步加以改進(jìn)。

（4）兩側(cè)分離。在實行兩側(cè)拼接加寬施工時，公路拼接技術(shù)處理不當(dāng)或是施工作業(yè)交通組織等方面的問題時常會影響到施工活動的順利開展，此外，在施工條件存在一定限制的情況下，就會導(dǎo)致在特殊路段不能使用兩側(cè)拼接的施工方式。在此情形下，運用兩側(cè)分離形式可以實現(xiàn)有效施工，其主要操作方法是把4個新車道分別修建在高速公路原本已經(jīng)建成的4個車道的兩旁，這樣總共有了8個車道。

永零高速公路與冷東城際快線工程路基拼接施工技術(shù)探究，本工程位于永州西互通與冷東城際快線互通，屬于T字路口處于扇形區(qū)，拼接長度是350米，適用于單側(cè)拼接屬于第一種拼接方式，其中拼接處有四處蓋板通涵1～5×6m、1～4×4m、2×1.5m。在此次工程項目中所使用的為單側(cè)拼接形式。由于單側(cè)加寬的寬度愈大，則新舊路基之間存在的差異沉降值也就愈高，并且會在新老路堤表部構(gòu)成反坡。單側(cè)擴(kuò)寬可允許的施工差異沉降率大概在3.4%左右，在進(jìn)行單側(cè)加寬施工時，在底部基層率先達(dá)到了其允許的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)水平時，就會形成“downtop”傳統(tǒng)式的縱縫，也就是縫隙形成與結(jié)構(gòu)層底側(cè)，朝著向上的方向發(fā)展;而在面層率先達(dá)到其允許的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)水平時，則會形成“topdown”的新式縱縫，也就是縫隙起始于面層部位，發(fā)展方向為向下。在進(jìn)行擴(kuò)寬施工時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控好新建路堤填料的壓實程度，并且要設(shè)計出科學(xué)、完善的施工臨時排水體系，確保在施工作業(yè)中路堤的綜合穩(wěn)定性。按照路基填入土層的高度以及軟土的厚度等情況，合理選用適宜的填料、路基施工措施，而且要加強(qiáng)對路基壓實度水平的控制力度，從而讓高速公路工程項目的施工質(zhì)量得到充分保障[2]。

2?高速公路互通工程中路基拼接施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1?填方與淺挖路段

（1）在舊路基邊坡填方高度超過了新建設(shè)路面結(jié)構(gòu)層的厚度的情況下，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行表面清理工作，讓路基填方區(qū)域的路面保持清潔，然后采取臺階開挖法由上至下的對其實行有序拼接和填筑，并且對于尚且處于開挖階段的填方區(qū)域，應(yīng)當(dāng)根據(jù)路基的具體狀況來決定臺階的寬度和高度。在填筑施工期間，施工企業(yè)還應(yīng)當(dāng)在路基的基底層鋪上一層高強(qiáng)土工格柵，而且要在上下路床中間鋪上一層鋼塑格柵，從而起到加強(qiáng)填方區(qū)域密實性、穩(wěn)定性的作用，讓新老路基更加具有一致性，以免發(fā)生不均勻沉降問題。

（2）在淺挖區(qū)域的路基部位，一般采取的施工方式為反開挖一級臺階法，從而來達(dá)成新老路基間的有效連接目的。在此期間，為了減少與控制新老路基的不均勻沉降問題，在運用此施工方法之后，需要使用重型壓路機(jī)來對新路基實行強(qiáng)振壓實，然后把礫類土填入路基結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域，在填筑施工作業(yè)時，上下路床中間也需要鋪上一層鋼塑土工格柵。

2.2?路基拼接加寬填料控制

2.2.1?輕質(zhì)填料填筑路堤

輕質(zhì)填料包含了粉煤灰、石灰、混合土改良材料等，使用這種材料來實行路堤的填筑施工，能夠讓新建設(shè)的路堤自身重量得到一定降低，而且可以發(fā)揮出緩解路堤壓縮變形的效果。在新建路堤強(qiáng)度和剛度同時獲得提高的基礎(chǔ)上，在受到行車荷載作用力的影響下路基塑性累積變形的問題也會得到顯著降低。由此看來，運用輕質(zhì)填料來建設(shè)新路堤能夠取得良好的效果，能夠使得新老路基之間的剛度差距和不均勻沉降問題有效降低，是一種具有較高使用價值的路基拼接擴(kuò)寬方式[3]。

2.2.2?砂礫石填料

砂礫石由于自身可壓縮性非常小，因此選取此種材料來進(jìn)行路堤的填筑施工，可以發(fā)揮出環(huán)節(jié)路堤壓縮變形與提高其承載能力的效果。在石料數(shù)量不足時，可使用其他類型的材料替代，例如礦渣等。而且能夠運用分層填筑的方法來開展施工作業(yè)，當(dāng)填筑了四至五層土之后，需要使用碎黏土、灰土作為下層的填筑材料，對于相同路基需要使用相同類型的填料，不可將不同填料混合使用，而且不論使用的是何種填料，在壓實之后連續(xù)厚度都不得低于50厘米，路基上側(cè)應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)水穩(wěn)性良好或是凍脹、水敏感性低的材料，如此能夠有效發(fā)揮出補(bǔ)強(qiáng)與提高填筑層總體密實性的效果。

2.3?路基碾壓

在進(jìn)行路基的填筑施工之前，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)按照工程要求來開展材料的試驗檢測工作，保證材料的松鋪厚度、含水比例等滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有助于選取適宜的壓實設(shè)備，保證組合方式的最優(yōu)性，合理確定壓實遍數(shù)與速度等各方面的指標(biāo)參數(shù)，進(jìn)而保障施工作業(yè)的質(zhì)量水平，提升路基的壓實效果。作業(yè)人員還應(yīng)當(dāng)對加寬漸變區(qū)域的壓實寬度實行嚴(yán)格把控，例如，因為有些因素而使得老路基的臺階開挖施工受到了限制，那么便可采取修建護(hù)道的形式來使得臺階開挖工作有序進(jìn)行。在實施碾壓作業(yè)過程中，作業(yè)人員必須要采取分層碾壓的方式，這樣才可以有效把控好每一層的壓實質(zhì)量，讓整體壓實效果達(dá)到更高的水平。在進(jìn)行壓實施工時，應(yīng)當(dāng)選取適宜的機(jī)械設(shè)備，一般來說，大多是選取22t重型壓路機(jī)，碾壓虛方深鋪厚度不可超過30厘米。而且在此環(huán)節(jié)中，新舊路基的結(jié)合部位屬于重點部位，在結(jié)束壓實施工之后，應(yīng)當(dāng)確保每層都足夠平整均勻，確保碾壓質(zhì)量能夠滿足工程使用與設(shè)計要求。在路基填筑環(huán)節(jié)，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)對路堤的填筑速度實行嚴(yán)格把控，比如若是填土速度太快而發(fā)生嚴(yán)重的剪切變形問題時，就應(yīng)當(dāng)及時調(diào)整填土速度，以更低的速度來進(jìn)行填土施工，以此保證填土質(zhì)量[4]。地表沉降率需要嚴(yán)格把控在每晝夜10毫米的標(biāo)準(zhǔn)之下，坡角水平位移速度需調(diào)整在每晝夜5毫米之下。在路基加寬拼接作業(yè)時，需要把土工格柵鋪設(shè)于新老路基連接的臺階部位與路基頂部，如此能夠?qū)π吕下坊g的黏結(jié)效果有一定的加強(qiáng)作用，以此來降低不均勻沉降與側(cè)方位移等問題，保證新老路基迅速形成一個整體。

2.4?完善排水系統(tǒng)

當(dāng)對現(xiàn)有城際快線公路工程實行加寬擴(kuò)建時，為了有效緩解雨雪對公路施工質(zhì)量的干擾，就應(yīng)當(dāng)落實好路面的排水工作。路面排水系統(tǒng)的優(yōu)化改造能夠大幅度減小路面發(fā)生水害的頻率，修建排水系統(tǒng)的關(guān)鍵要點在于，在新建設(shè)的路基頂層每間隔10至15厘米的距離就設(shè)置一道橫向碎石盲溝，讓其和路基拼接部位的縱向盲溝接通，此種排水方法對于砼路面的擴(kuò)寬建設(shè)而言特別關(guān)鍵，或是在路基頂部增設(shè)蓋板明溝與盲溝結(jié)合起來進(jìn)行引排。另外，也可直接修建中央分隔帶，同時在此之中設(shè)置對應(yīng)的防水層，從而在路基坡度偏低的位置把水引出。

2.5?新舊路基結(jié)合部位處理

路基結(jié)合區(qū)域的拼接施工工作十分重要，不僅是重要的工作中的重點，而且工作難度較高。在對填方路段實行清表處理之后，順著路線縱向挖設(shè)寬度高于兩米、高度高于30厘米的臺階，并且將內(nèi)傾斜范圍控制在2%至4%之間。在填土高度超過兩米的情況下，應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)土工格柵，通常采取雙向鋼塑型格柵，而且縱向與橫向的極限抗拉強(qiáng)度不得低于每米80kN，縱、橫向的標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度下伸長率不高于3%，而且其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格依照J(rèn)T/T?925.3—2018《公路工程土工合成材料》中的相應(yīng)規(guī)定來實施[5]。再將舊地面中的第一層土工格柵鋪建工作結(jié)束之后，需要使用鋼筋或者是鋼釘加以固定，并及時使用填料予以分層填筑，攤鋪層厚度按照路基試驗路段信息來確定施工方案，壓實設(shè)備應(yīng)當(dāng)選取自重不超過20t的振動壓路機(jī)，先進(jìn)行靜壓施工，然后再進(jìn)行振動壓實成型，在確定路基的壓實度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之后，才能夠進(jìn)入下一層的填筑施工中，而且填筑的土層高度每提高兩米，都要使用液壓夯或者是大型壓路機(jī)予以補(bǔ)強(qiáng)處理，而且要依次交替施工，直至填筑到路床。施工期間若是有遇到原路段的急流槽、排水管以及盲溝管等，都要接入拼接路基外部，以免雨水滲入讓路基受到浸泡而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

2.6?差異沉降控制

新舊路基拼接結(jié)束后，如果存在不均勻沉降的問題，就會使得互通失敗，容易形成縱向裂縫。為了防止此問題的發(fā)生，在路基填筑施工前，應(yīng)當(dāng)先把舊路的路面表土完全清除，再實行回填碾壓，而且壓實要采取沖擊碾壓的方式，且碾壓次數(shù)不得低于20次。此外，每間隔50厘米就進(jìn)行一層碎石的填筑，在實行沖擊碾壓的基礎(chǔ)上，還需要利用羊足碾等工具加以補(bǔ)強(qiáng)。在填筑作業(yè)時要適量使用土工合成材料，以此提高路基的連接效果，還能夠?qū)β坊练阶冃纹鸬接行У鼐徑庑Ч?，提升綜合抗剪強(qiáng)度。在進(jìn)行高于路面但比路床厚度更薄的路段填筑以及土方開挖施工時，在把路床超挖之后，需要在其地層鋪設(shè)土工格柵;對于非低填區(qū)域，既需要鋪設(shè)土工格柵，還應(yīng)當(dāng)增設(shè)土工格室，而且對垂直方向的間距應(yīng)當(dāng)按照1.5至2米的標(biāo)準(zhǔn)予以控制;如果原有的路基屬于擋墻段，那么在進(jìn)行路基拼接施工時，應(yīng)當(dāng)在移除墻頂?shù)幕A(chǔ)上也要鋪設(shè)土工格室。此外，為了更好地提升拼接區(qū)域的強(qiáng)度，對于臺階頂面相連接的區(qū)域應(yīng)當(dāng)在常規(guī)壓實處理之后實行一定的夯實補(bǔ)強(qiáng)處理。

結(jié)語

總而言之，在高速公路互通工程中加強(qiáng)對路基拼接施工技術(shù)的分析運用非常關(guān)鍵。根據(jù)實際施工狀況，選取最佳施工方案與拼接技術(shù)，基于對拼接技術(shù)的合理使用，能夠為施工質(zhì)量的提高奠定扎實基礎(chǔ)，切實解決道路擁擠的問題，并更好地保障車輛通行的安全性，為促進(jìn)我國交通事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬瑞，張峻偉，張婷.路基路面拼接施工技術(shù)在高速公路互通中的應(yīng)用[J].公路，2021，66（02）：351357.

[2]孫長彬.路基拼接技術(shù)在高速公路互通工程中的應(yīng)用研究[J].智能城市，2019，5（22）：151152.

[3]曾志凱.連霍高速公路（G30）烏魯木齊至奎屯段互通項目設(shè)計重點和難點分析[J].公路交通技術(shù)，2017，33（03）：16.

[4]王軍超.高速公路互通路基拼接關(guān)鍵技術(shù)[J].西部交通科技，2016（12）：3942.

[5]夏樹崢，姜景山.高速公路互通工程加寬拼接技術(shù)綜述[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2016（05）：123126.

作者簡介：袁波（1986—?），男，漢族，湖南長沙人，本科，高級工程師，主要從事道路橋梁與隧道、市政公用工程研究。