高速公路改扩建工程新老路基拼接施工技术应用与研究

高速公路改扩建工程新老路基拼接施工技术应用与研究

李松林李红

李松林李红

中交一公局第一工程有限公司北京102205

摘要：随着我国经济快速发展，车辆数量迅速增加，多条高速公路的交通流量都已超过最初的最大设计流量，为了提高公路的交通服务能力，必须对既有的高速公路进行改扩建，首要解决的问题就是路基的老旧拼接问题。在经多年的通车后，旧路基沉降基本完成，路基加宽段由于新旧路基的不均匀沉降，必然产生以纵向裂缝为代表的裂缝，从而对公路产生破坏。为此，必须加强公路路基加宽时设计优化及施工质量，使沉降量减为最少，以保证公路拼宽的质量。

关键词：改扩建工程、新老路拼接、施工技术

一、背景

案例：河北省京石高速改扩建工程，改建形式为由现有的双向四车道改扩建为双向八车道，扩建工程采用路基两侧直接加宽，主线整体式路基全宽42.0m。一般路段行车道及硬路肩横坡值采用2%、土路肩4%。一般填方路基边坡高度小于等于8m时，边坡坡率为1:1.5。施工期间要确保高速公路正常通车和运营，施工难度较大。原京石高速边沟多为大边沟，边沟土含水量较大，取土试验结论：边沟现状土最佳含水量大多在9-13%，天然含水量大于20%的占53%。本工程采取了一系列加宽技术方案，以降低工后沉降。路基控制标准如表1.1。

表1.1改扩建工程路基承载比与压实度控制标准

二、加宽施工技术方案

1、清表及边沟处理方式

京石改扩建工程路基边沟处理形式分为大边沟和小边沟两种路段。

（1）大边沟路段施工时一般按照以下情况进行实施：

为防止雨季雨水浸泡，采用砂砾或山皮土进行填筑至便道顶部。

（2）小边沟回填方案按照以下两种情况进行实施：

扩建后坡脚线在旧路边沟以内的路段，可将砂砾或山皮土填筑至扩建后边坡范围以内沟顶标高。

扩建后坡脚线在旧路边沟范围以外的路段，直接将边沟采用砂砾或山皮土填筑至沟顶标高。

边沟回填方案示意图如下：

老边沟承载力较差，故边沟回填按上述方案采用了山皮土和砂砾材料。山皮土或砂砾压实度检测采用标高差控制，待填筑层顶面稳定无明显标高差异时进行沉降差检测，检测方法采用18T以上震动压路机震压两遍标高差不大于3mm控制。

2、台阶开挖及重型压路机强振补强

（1）台阶开挖

施工时，台阶开挖要确保开挖层面落在坚实的土基上，禁止为了台阶线性一致而用虚土人工陪护台阶。为保证新旧路基拼接质量，每级台阶高度必须用重型压路机和台阶夯实机进行补强。如果开挖后老路台阶上的土压实度达不到要求时，需将表面强度不足的土层晾晒和掺灰后，再与新路基土一起碾压至规定的压实度。

（2）重型压路机强振补强

先用单钢轮振动压路机“前进静压、后退小振”的方式将第一级台阶位置碾压，使整个路段预压成稳定状态，可承载重型压路机的行驶，对开挖的第一级台阶位置选用YZ32重型压路机进行强震碾压补强。以减少重型压路机碾压时下层土体的大推移现象。采用重型压路机进行碾压，行走速度2.5Km/h，碾压中应注意观察推移现象，如推移过大,应增加一遍预压。

3、高强土工格室铺设

铺设格室的层面要平整,网间采用专用插件连接。充分张开格室组件，不允许有松弛感，在铺设土工格室的始端，用铁锤将准备好的20cm长钢钎、U型卡打入路基，露出部分不高于格室高度。填土方作业要求推土机从一侧向前推进施工，每次推进不大于5m为宜。推土机填土时必须高出格室10cm以上，松铺厚度控制在25cm，以防推土机在填土时损坏格室，必要时人工进行底层摊铺。

4、液压强夯机强夯补强

从第一级1.2m宽台阶开始每填高80㎝对台阶位置进行一次重型压路机强振补强后再采用液压强夯机补强，至下路床底位置对3m宽大台阶梅花形布点进行补强。通过强夯补强，台阶部位密实度有显著提升。

5、钢塑格栅施工

本工程设计时考虑了采用单幅宽6m，抗拉强度不小于100KN/m，对应延伸率≤3%，焊接点剥离力≥500N的整体加工成型的凸结点双向钢塑格栅。施工控制点，路床铺设2层格栅，铺设宽度为6米，新旧路床各搭设3m宽，铺设位置分别在距上路床顶面以下50cm、80cm处。钢塑格栅的铺设面应平整，为防纵向歪斜现象，先按幅宽在铺设层划出白线或挂线，即可开始铺设，用U型钉固定格栅端部（每米宽用钉4根，均匀距离固定）。固定好格栅端部后，将格栅缓缓向前拉铺，每铺10米长进行人工调整一次，直至一卷格栅铺完，再铺下一卷。

6、上路床拼接施工要点

上路床的下承层表面应平整、坚实，具有规定的横坡，下承层的平整度和压实度满足规范要求。与老路基衔接处，台阶铣刨到位台阶竖直平整，灰土及基底密实。白灰至少提前7天消解，采用码条机布设灰条以保证灰剂量，人工用刮板将石灰均匀摊开，石灰摊铺完后，表面应没有空白位置并及时检测石灰摊铺厚度，采用宝马拌合机进行拌合，保证拌和均匀。为保证与老路衔接处的压实质量，采用光轮压路机对台阶处碾压3-4遍，保证碾压到位，不留死角。

7、拼宽施工路基临时排水与防护工程

改扩建工程施工过程中必须防止旧路边坡雨水冲刷。用挖掘机沿新建路基外侧红线内挖好纵向排水沟，与当地原有水系相连，以排走雨水。当路基填高超过1.5m时，路基顶面边缘应设置不低于50cm、开口间隔不大于30m的挡水埂，开口处设置临时泄水槽至坡脚排水沟。临时泄水槽采用厚度不低于5cm的砂浆抹面。施工中应随时检查排水设施的完好情况，及时修补。

本项目采用生态、环保的路基边坡防护方案，路基填筑结束后采用植物纤维毯进行防护。铺设施工完毕即可防风蚀，抵抗雨水冲刷，有效保护边坡。

8、堆载预压

京石改扩建工程通过冬季堆载预压加快拼宽路基的稳定，预压后有利于提高新老路基结合部的施工质量。

改扩建段路基预压方案为：路基段落备土预压松方高度2.0m，堆载预压设置段落长100米，两堆载预压土体段落之间预留1.5m宽作为排水通道，排水通道上铺设塑料薄膜。要求路基总沉降量不大于20mm，最后一期沉降速率不大于1mm/d且数值小于月平均沉降速率时再进行预压土卸载，进行下一工序施工。

9、路基沉降观测

结合沉降观测数据指导施工，路基沉降观测采用沉降杯和沉降板结合的方式。加宽路基在施工过程中每填筑1-2层进行一次观测，如果两次填筑间隔时间长，每（5-10）天观测一次。地基沉降速率每昼夜不宜大于5mm，施工中超过界限值时，应停止填筑加载，直到观测值小于界限值时方允许重新加载。

经对路基沉降观测数据分析得出，路基加宽施工过程中沉降值随着填筑高度的增加而逐步增大。施工过程汇总沉降速率都较小，普遍低于5mm/d，满足沉降观测各控制指标要求。路基经冬季堆载预压，沉降速率基本趋于稳定。因此在路基填筑后期，沉降曲线趋于平缓，地基沉降速率减小，说明地基沉降随着路基的填筑逐步趋于稳定。

三、总结

京石改扩建工程对于路基拼接采用上述一系列方案进行处理，通过沉降观测数据结论达到了预期的目标。这些方案需要进一步完善，在以后的工程改扩建中得到更好的应用。

参考文献

[1]京石改扩建工程新老路基拼接作业指导书

[2]公路路基施工技术规范(JTGF10-2006)