改建公路路基加寬技術(shù)及方案研究

盧少利

（山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600）

0 引言

G339 濱榆線是重新調(diào)整確定的國(guó)道公路網(wǎng)的重要組成部分，起自山東省無棣縣濱州港，途經(jīng)山東省、河北省、山西省，終至陜西省榆林市。山東省境內(nèi)全長(zhǎng)174.474km，其中無棣縣境內(nèi)全長(zhǎng)77.955km，是無棣縣南北向的主要通道，也是區(qū)域重大戰(zhàn)略實(shí)施的重要基礎(chǔ)設(shè)施，G339 濱榆線無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳及張連普至無棣縣城段改建工程，將優(yōu)化區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，緩解現(xiàn)有路網(wǎng)中相關(guān)公路的交通壓力，為沿線區(qū)域車輛往來提供快速、安全、舒適的交通條件，從而適應(yīng)未來交通量的快速增長(zhǎng)。

1 工程概況

G339 濱榆線無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳及張連普至無棣縣城段改建工程，該項(xiàng)目路線全長(zhǎng)23.507km，分兩段改建，其中無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳堡段6.015km（K35+578.5—K41+593.536），張連普至無棣縣城段17.492km（K51+351.35—K68+843.124），均為沿舊路加寬改建。采用一級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80km/h。無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳堡段采用雙向四車道，一般路基寬度25.5m；張連普至無棣縣城段采用雙向六車道，一般路基寬度為33m。

2 改建依據(jù)

2.1 項(xiàng)目交通量及交通組成情況

2022 年信陽觀測(cè)站（張連普至無棣縣城段）汽車交通量為42681pcu/d，大型車輛占汽車絕對(duì)值的30.6%，遠(yuǎn)超二級(jí)公路的適宜交通量。交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表明，G339 濱榆線無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳堡段未來年交通量由2025 年的11032pcu/d 到2045 年的20467pcu/d，張連普至無棣縣城段未來年交通量由2025 年的48076pcu/d 到2045 年的52697pcu/d，北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)至無棣柳堡段明顯少于張連普至無棣縣城段，兩段公路交通量存在明顯差異。

在預(yù)測(cè)年限（2025 年—2045 年）內(nèi)的各特征年，其交通組成中，兩段公路特大貨車及集裝箱所占比例均超過20%，此類車輛其載重質(zhì)量一般均在20t 以上，其整車+載重總質(zhì)量將大于25t，由此可測(cè)算，該項(xiàng)目重載列車總質(zhì)量大于或等于25t，車輛自然數(shù)所占比例將大于20%。

因此，北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)至無棣柳堡段采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)、張連普至無棣縣城段采用雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，加設(shè)中央分隔帶和路側(cè)護(hù)欄的防護(hù)。由于小型客車占比最高，經(jīng)過村鎮(zhèn)路段較多，小型客車中有相當(dāng)一部分為區(qū)間短途慢行車輛，應(yīng)設(shè)立短途慢行車輛快速駛?cè)腭偝龅耐ǖ馈?/p>

2.2 工程地質(zhì)特征

項(xiàng)目區(qū)域主要工程地質(zhì)區(qū)劃為濱海平原工程地質(zhì)區(qū)（Ⅱ）。分布于路線的東段，為歷年高潮淹沒區(qū)，地下水側(cè)向排泄困難，主要是垂直蒸發(fā)而地表積鹽的過程，土壤滲透性較弱，水鹽運(yùn)動(dòng)易上不易下，容易發(fā)生鹽漬化。路線通過區(qū)域?qū)冱S河沖積平原地貌，地勢(shì)平坦開闊。地表土以粉質(zhì)黏土為主，以小片粉土間隔，主要工程地質(zhì)問題為鹽漬土、軟土、地震液化。

2.3 不良地質(zhì)路段情況

根據(jù)全線地質(zhì)調(diào)查、鉆探及土工試驗(yàn)成果，沿線不良地質(zhì)現(xiàn)象為液化土，液化等級(jí)為輕微－中等，特殊性巖土主要有松軟土類和弱鹽漬土兩類，無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳堡段受毛細(xì)水上升及地表蒸發(fā)等因素影響，鹽漬土普遍分布于表層。另外，由于部分路段路側(cè)邊溝排水不暢，以及養(yǎng)殖池、灣塘路段常年積水，存在表層淤泥和軟土。無棣北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)界至無棣柳堡段養(yǎng)殖池或水塘內(nèi)，在靜水環(huán)境下，池塘底淤積而成的淤泥類土，厚度約為0.5m。部分排水不良路段邊溝存在季節(jié)性積水。

3 路基加寬方案優(yōu)選

3.1 北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)—無棣柳堡段

綜合考慮舊路兩側(cè)的地形、地物條件，該路段采用雙側(cè)對(duì)稱加寬方案。

3.2 張連普—無棣縣城段

綜合平衡占?jí)旱缆肺鱾?cè)灌溉溝渠、村鎮(zhèn)地坪和東側(cè)綠化林地的關(guān)系，結(jié)合拆遷情況，確定如下加寬方案。

3.2.1 下穿榮烏高速段（K54+759.153—K55+273.309 段）。張連普—無棣縣城段在車王鎮(zhèn)北與G18榮烏高速交叉，現(xiàn)狀為單喇叭互通立交。榮烏高速設(shè)置9～20m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋跨越G339，交叉角度53°。現(xiàn)狀道路中央設(shè)置有橋墩，公路上下行需分別在橋下兩孔通過，單側(cè)凈寬14.7m，不滿足標(biāo)準(zhǔn)路段凈空寬度要求，下穿路段嚴(yán)格按照中心對(duì)稱加寬。下穿路段設(shè)置混凝土護(hù)欄對(duì)中墩和邊墩進(jìn)行防護(hù)，中間帶寬度采用3.5m，硬路肩寬度采用1.5m。中間帶和硬路肩均需設(shè)置漸變段與路基標(biāo)準(zhǔn)段進(jìn)行過渡，中央分隔帶漸變段長(zhǎng)度采用85m，硬路肩漸變段長(zhǎng)度60m。

3.2.2 店子村以南—郭來儀村以北段（K64+291.492—K65+519.692 段）。該路段店子村、陳家村、張陳村街里路段，現(xiàn)狀舊路瀝青路面邊部較外側(cè)店鋪高約50cm，且距離店鋪較近，為減輕對(duì)路側(cè)店鋪的影響以及避免新河路交叉口位置加油站的拆遷，該路段采用單側(cè)加寬（東側(cè)加寬）的方式。

3.2.3 其他路段原則上將設(shè)計(jì)中心線位較舊路中心線位往東偏移約3.75m，采用非對(duì)稱加寬。

4 路基高度及控制因素

該項(xiàng)目利用現(xiàn)有舊路進(jìn)行加寬改建，路基最小填土高度在現(xiàn)有舊路路基填高的基礎(chǔ)上略有抬高。由于地處濱海平原，路基高度需考慮受地下水位、地表長(zhǎng)期積水和沿線土質(zhì)等因素，保證中濕或干燥狀態(tài)，滿足以下要求。沿河及受水浸淹路段，路基邊緣標(biāo)高應(yīng)不小于百年一遇設(shè)計(jì)水位+壅水高+波浪侵襲高+0.5m 的安全高度；大中橋橋頭引道（在洪水泛濫范圍內(nèi)）的路基邊緣標(biāo)高，應(yīng)高于該橋設(shè)計(jì)水位（并包括壅水和浪高）0.5m；小橋涵附近的路基邊緣標(biāo)高應(yīng)高于橋（涵）前壅水水位0.5m（不計(jì)浪高）[1]。

根據(jù)既有路基檢測(cè)評(píng)定結(jié)論，路基高度滿足中濕狀態(tài)臨界高度及設(shè)計(jì)洪水頻率要求，因此一般加寬路段路基高度主要受既有路基高度和路面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)方案的控制，路基高度較現(xiàn)狀邊溝外地面高約2.5m。

5 路基類型及施工技術(shù)

5.1 路基類型

該項(xiàng)目路段較長(zhǎng)，路基類型較多，包含一般路段路基（含一般路堤、低填淺挖路基），舊路利用、新舊路拼接路基，一般橋頭路基及穿越溝塘軟土路基等。

5.2 路基施工技術(shù)

5.2.1 一般路堤填筑

路基土填筑高度大于路床厚度，路基施工前應(yīng)首先進(jìn)行清表，清表厚度采用30cm，清除草根、樹根及垃圾雜物等。清表后對(duì)地表統(tǒng)一進(jìn)行沖擊碾壓處理，處理后壓實(shí)度不應(yīng)小于90%（重型）。對(duì)于清表后天然地面橫坡陡于1∶5 或縱坡大于12%時(shí)，應(yīng)對(duì)其開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1m，并設(shè)置內(nèi)傾4% 的坡度。所經(jīng)區(qū)域地下水位較高，排水較困難，土質(zhì)含水量較大。

為保證地基碾壓質(zhì)量，減少沉降，除地基特殊處理路段外，地基清表后進(jìn)行摻加石灰就地拌和壓實(shí)處理，厚度為30cm。

5.2.2 低填淺挖處理

對(duì)于沿街、穿村鎮(zhèn)等店前路段、張連普至無棣縣城段幸福河側(cè)綠化帶以及原綠化平臺(tái)較寬的野外路段，清表后加寬部分路面結(jié)構(gòu)下填土高度不足路床80cm 時(shí)，需按低填淺挖路基進(jìn)行反開挖回填處理，沿舊瀝青路面邊部往下進(jìn)行開挖，開挖至80cm 路床底，路床底部就地?fù)桨?0cm，8%石灰土處治，再按路床改善要求逐層回填石灰土至路床頂。

對(duì)于沿街、穿村鎮(zhèn)路利用原有綠化帶加寬路段，清除原有綠化土反挖至路床底，并拆除現(xiàn)有排水、燃?xì)?、通信、電力管線。對(duì)路床底以下50cm 范圍有管線路段，挖除管線后回填8%石灰土壓實(shí)處理；對(duì)路床底以下＞50cm 有管線路段，挖除管線后回填素土壓實(shí)（夯實(shí)）處理。優(yōu)先選用強(qiáng)力夯實(shí)機(jī)夯實(shí)，當(dāng)采用強(qiáng)力夯實(shí)機(jī)高速液壓夯實(shí)處理對(duì)附近建筑物影響較大時(shí)，則采用大噸位壓路機(jī)重型強(qiáng)震碾壓處理。

5.2.3 拼接加寬路基

拼寬的路基由于與舊路基在填料種類、填料強(qiáng)度、填料壓實(shí)度、地基強(qiáng)度等多方面存在一定差異，易造成新舊部位產(chǎn)生縱向開裂和不均勻沉降，需要在施工時(shí)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)及質(zhì)量要求進(jìn)行控制，盡量減少開裂和不均勻沉降等病害的發(fā)生[2]。

在加寬填筑路基前，先進(jìn)行舊路綠化平臺(tái)、路基邊坡進(jìn)行30cm（垂直于坡面方向）的清坡處理，對(duì)基底進(jìn)行30cm 清表處理。對(duì)于原路綠化平臺(tái)范圍路基，按照低填淺挖處理要求對(duì)路床80cm 開挖，對(duì)基底進(jìn)行30cm 就地?fù)交姨幚?。該設(shè)計(jì)拼接部采用開挖臺(tái)階方式，臺(tái)階寬度不小于1m。開挖后及時(shí)進(jìn)行拼接填筑，自下而上開挖一階及時(shí)填筑一階，對(duì)加寬部分路床底進(jìn)行沖擊碾壓，減少不均勻沉降（沖擊碾壓考慮10cm 補(bǔ)償土方）。開挖拼接至路床底面的臺(tái)階時(shí)根據(jù)路基填高確定其臺(tái)階高度和寬度，臺(tái)階面距離路床底面小于100cm 時(shí)應(yīng)將其作為臺(tái)階開挖回填，距離路床底面大于100cm 時(shí)應(yīng)等分成兩個(gè)臺(tái)階高度開挖回填；路床部位作為單獨(dú)一層臺(tái)階進(jìn)行開挖處理，其開挖位置為原路硬路肩外側(cè)，臺(tái)階高度為80cm。對(duì)于路基加寬后放坡至舊路邊溝路段（邊坡高度大于0.8m+路面寬度且小于4m），清表開挖臺(tái)階后，對(duì)基底進(jìn)行特殊路基處理，填筑素土至路床底，按路床改善要求逐層回填石灰土至路床頂。對(duì)于路基加寬后放坡至荒地路段，清表開挖臺(tái)階后，對(duì)基底30cm 就地?fù)桨?%石灰穩(wěn)定土處理。然后，填筑素土至路床底，再按路床改善要求逐層回填石灰土至路床頂。

為加強(qiáng)新舊路基銜接，在路床底和最底層臺(tái)階底部分別跨縫鋪設(shè)4m 寬雙向土工格柵。沖擊碾壓施工前應(yīng)通過試驗(yàn)確定各項(xiàng)施工參數(shù)。沖擊碾壓機(jī)械規(guī)格建議不小于25kJ，沖擊碾壓遍數(shù)建議不少于20 遍，最后5 遍沉降量應(yīng)小于3cm，沖擊面以下1m 處壓實(shí)度不小于94%，否則應(yīng)繼續(xù)沖擊碾壓。土工格柵采用雙向聚丙烯土工格柵，極限抗拉強(qiáng)度≥50N/m，2%伸長(zhǎng)率時(shí)的抗拉強(qiáng)度≥20N/m，格柵搭接寬度不小于20cm。新老路基結(jié)合部位先清除路基邊坡松散土層，再自上而下開挖臺(tái)階，至原地面后分層回填；加寬段兩側(cè)有排水溝時(shí)，路基施工應(yīng)先排除舊路邊溝積水后挖出淤泥，換填建筑粒料進(jìn)行處理，再進(jìn)行舊路基加寬施工。

5.2.4 特殊路基處理

路段主要為溝、塘等路段。溝渠、塘底部淤泥腐殖質(zhì)含量高，壓縮性大，土質(zhì)指標(biāo)差。根據(jù)溝塘含水情況，進(jìn)行圍堰抽水、清淤后換填建筑碎料至常水位以上50cm，之后填筑50cm，6% 石灰土壓實(shí)處理。對(duì)于換填厚度較大的部分，則加強(qiáng)碾壓，以減少工后沉降。特殊路基處理工程應(yīng)與路基施工緊密銜接，分別根據(jù)特殊路基處理措施，嚴(yán)格控制換填材料質(zhì)量，做好材料試驗(yàn)，合理安排路基處理工作面，保證特殊路基施工質(zhì)量。

5.2.5 橋頭路基處理

橋臺(tái)與路堤相鄰處中小橋（臺(tái)后5～7H）、大橋（50m 范圍內(nèi)）的允許工后沉降≤10cm，根據(jù)場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)特征和巖土體工程性能，涵洞可換填碎石層做基礎(chǔ)持力層。對(duì)于橋頭位置處存在軟弱土或高壓縮性土的地層，對(duì)地基需做強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓或者采用粉噴樁進(jìn)行處理，以減小施工后的差異沉降為減小橋頭路基的工后沉降，對(duì)橋頭兩側(cè)路基加寬范圍采用漿噴樁處理地基。噴漿樁水泥采用42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量由室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定。根據(jù)土壤天然含水量、孔隙比的不同，水泥摻入量應(yīng)相應(yīng)變化，參考值為55kg/m。

6 施工注意事項(xiàng)

6.1 路床改善處理

該項(xiàng)目交通等級(jí)為中、重交通，沿線多數(shù)路段土質(zhì)為粉質(zhì)黏土，部分路基填料CBR 值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。結(jié)合區(qū)域內(nèi)國(guó)省道設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)土質(zhì)情況，對(duì)加寬部分路床進(jìn)行摻加石灰處理，其中路床頂部以下0～40cm 摻石灰劑量8%，40～80cm 摻石灰劑量6%。舊路挖除新建路段，對(duì)舊路按新建路面結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行開挖，開挖至新建路面結(jié)構(gòu)層底后繼續(xù)往下開挖至設(shè)計(jì)路床頂以下20cm，然后回鋪20cm，8%石灰穩(wěn)定土。

6.2 土工格柵

土工格柵在運(yùn)輸、存放期間嚴(yán)密遮蓋，防止長(zhǎng)期暴露在陽光下，施工場(chǎng)地應(yīng)壓實(shí)平整、呈水平狀、清除尖刺突起物。鋪開后應(yīng)及時(shí)填筑填料。多雨季節(jié)施工時(shí)注意關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，遇下雨停止施工，提前做好防雨準(zhǔn)備，施工作業(yè)面未完成封閉前遇雨應(yīng)采用彩條布覆蓋，防止雨水滲入土工格柵地基層。盡量減少土工格柵的切割量和縫合量，以避免浪費(fèi)。下承層應(yīng)平整，攤鋪時(shí)應(yīng)拉直、平順，緊貼下承層，不得扭曲、折皺[3]。

7 結(jié)語

本文通過對(duì)G339 濱榆線改建的路基加寬施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的分析，結(jié)合公路實(shí)際情況和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境等條件，選擇了合適的加寬加固設(shè)計(jì)方案，并針對(duì)現(xiàn)有路基施工遇到的問題，加強(qiáng)了技術(shù)的探索，促使改建后的公路更加合理，真正達(dá)到設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。