公路改扩建中路基拼接施工技术研究

文／雷正义 贵阳市交通投资发展集团有限公司 贵州贵阳 550004

引言：

高速公路是物流运输、交通发展的关键道路，随着产业经济的持续化建设与发展，高速公路行驶的车辆越来越多，道路运输量呈现一种显著提升趋势。高速公路的交通压力增加，一些高速公路中的主干道或主要行驶路段开始出现车辆饱和现象[1]。在进行此类工程的施工建设中发现，扩建的道路会在投入使用后发生沉降，旧路段也会在车辆反复碾压时出现沉降，当新旧路段的沉降出现差异时，高速公路的路面将出现不平整、水平高度差等问题[2]。一旦在改扩建工程施工中出现拼接部位的不均匀沉降，便极易诱发拼接结构滑坡、裂缝等隐患，这些隐患会增加公路行驶车辆的安全隐患，甚至会造成严重的交通安全事故。为了解决此方面问题，预防或避免由于拼接施工不当造成的事故。本文将以某公路改扩建工程项目为例，对路基拼接施工技术方案展开设计研究，提升高速公路中行驶车辆的承载能力，满足现代化产业发展对于高速公路发展的要求。

1、公路改扩建中路基拼接施工技术研究

1.1 公路改扩建中旧路边坡与基底处理

为了避免公路施工中出现路堤差异性沉降问题，需要在开展设计研究前，进行公路改扩建旧路边坡与基底处理。

明确此项工程在施工中的加宽部位在完成表层与拼接部位的表层清理后，需要采用超挖的方式进行基底加固。根据工程实际作业需求，设定超挖的深度在25.0cm～35.0cm范围内。在此基础上，使用3.0%的掺量灰土进行整体路段的回填处理，对于施工中的潮湿路段，其中旧路部分使用碎料进行填充与碾压，拼接的新路部分使用整料进行填充与碾压[3]。当确保路基拼接部位的压实度可以达到90.0%以上时，使用功率＞25.0kJ的冲压压路机，对施工路段进行碾压，碾压的次数应＞20.0次。进行下一步骤的路基填筑施工处理，填筑时应注意冲击设备的碾压速度应＞12.0km/h。一旦在碾压冲击处理时出现速度不达标等问题，不仅会造成施工效果不理想，还会使工程后续施工质量出现不达标的问题[4]。因此，在完成对旧路边坡与基底的处理后，需要对其进行质量检验，检验后出现质量不达标问题时，可辅助使用其他大型或重型设备对其进行强补。

1.2 路基拼接台阶处理

在拼接施工时，考虑到公路两侧的台阶可能对工程实施造成影响，因此，需要在完成对旧路边坡与基底的处理后，对路基拼接台阶进行处理。在此过程中，需要先挖出路边的旧边坡，并在拼接位置摊铺地表土，确保摊铺的地表土厚度＞30.0cm后，对表土进行清除处理，包括施工中公路两侧的植被、淤泥等不符合施工的材料[5]。

为了避免竣工后改扩建拼接施工位置的路基应用过于集中，对公路的综合施工性能造成负面影响，需要对拼接施工中关键位置的受力状态进行调节，确保拼接后的公路受力状态良好。为了保证公路的拼接质量，应在施工中将新路基与旧路基形成一个结合良好的综合体[6]。因此，在拼接时，可尝试使用台阶式拼接方式进行施工。例如，在施工中，可沿着旧路基的拼接边坡，采用自上而下的开挖方式进行拼接台阶，每完成一级开挖便需要处理一级台阶，拼接时需要注意对台阶压实度的控制，有必要时可采用碾压处理的方式提高台阶整体强度，确保一级台阶质量达标后，进行下一级台阶的开挖，通过此种方式，完成对拼接路基所有台阶的处理。台阶处理顺序可参照下述图1所示的流程。

图1 台阶处理顺序

按照上述图1中“1→2→3→4→5→6→7→8→9路床”的顺序，进行台阶施工处理。根据工程建设需求，每级台阶采用高度×宽度=1.0m×1.5m的方式进行设计，在→位置，需根据工程文件进行设计开挖。

1.3 路基拼接施工中的土木格栅加筋铺设与液压夯实

在此基础上，在路基拼接施工中进行土木格栅加筋的铺设，此步骤与路基填挖处理方式相同，在新旧路基的拼接位置，为了保证质量，需要在新旧路基拼接位置的上路堤顶、床面铺设相同数量的土木加筋。根据工程质量要求，需要选择综合性能较优的土木格栅加筋，按照垂直路线的方向进行铺设，横向设计中每根加筋的距离应＞8.0m，不可以出现拼接施工方式。在铺设时，基底层应保证平整，整体结构使用1.0m×1.0m的“U”型钢钉固定，确保整体结构的张紧度符合要求后，完成土木格栅加筋铺设施工。

在公路拼接施工的台阶边缘位置，使用大型液压设备，对其进行强夯处理，确保每层填筑厚度＞1.0m时，对邻近拼接缝位置的立面进行夯补处理。补强位置示意图如下图2所示。

图2 补强位置示意图

在此基础上，采用绘制方格线的方式，确定液压夯实的范围，夯实施工的方格按照1.0m×1.0m布置。夯实处理时，先进行外侧方格的施工，再进行内侧方格的施工，最后进行两侧方格交接点的施工。施工示意图如下图3所示。

图3 液压夯实施工中夯点布置示意图

按照上述方式，对公路拼接施工位置进行液压夯实处理，即可保证竣工成果质量达标。

1.4 新旧路基拼接位置压实度控制

完成上述施工后，使用压路机，对拼接施工的压实度进行控制，在此过程中应注意对压路机的选型，一旦机械设备选型不当，便会对整体结构的压实效果造成影响，因此，在完成选型后，需要对机械进行整体参数初始化处理，并通过设定计数指标的方式，对压路机进行技术参数设计。具体内容如下表1所示。

表1 压路机技术参数

完成对施工机械的选型后，采用从外侧逐步向内侧推进的碾压施工方式，进行整体施工。通过此种方式，保证新旧路基拼接位置压实度得到设计指标。

2、实例应用分析

2.1 工程项目概况

上文从四个方面，完成了对某公路改扩建拼接施工方案的设计与规划部署。为了检验或证明上文设计的施工方案可以在实际应用中达到预期的效果，保证公路竣工成果验收质量达标。下述将以实例应用的方式，对设计施工方案的可行性进行检验。

此次实验选择施工对象为拉林河段～长春地区的京哈高速路基拼接施工项目，此项目为地方政府投入建设，通过对行车路段的拼接与拓宽，提高此路段的单位时间车流量，从而提升公路在实际应用中的效能。将此工程项目的路基拼接施工划分为若干个工区，本次实验所选的施工路段为六工具，施工起始桩号为K1065+000，施工终端桩号为K1085+550，施工区段的长度约为13.1km。在改扩建设计方案中，将高速公路中车辆八车道、时速120.0km/h作为设计施工标准，整体结构以路堤式路基为参照。

施工前，对此高速公路的原有路段信息进行获取，通过与工程项目与业主方的交接可以看出，此路段路基的原有宽度为28.0m，采用路段两侧对称加宽的方式进行公路拼接施工处理。在公路的两侧同时拼接7.0m长度的路基，确保对此段公路施工后，路基宽度可以达到42.0m。施工区域路段路基断面施工图如下图4所示。

图4 施工区域路段路基断面施工示意图

按照上述图4所示的内容，设计路基拼接施工图纸，为后续工程项目规范化施工提供帮助。

2.2 施工过程与施工成果质量检验

完成对此工程项目概况信息的获取后，按照本文设计的方法，对此区段进行拼接施工。施工时，先根据区段的实际情况，对旧路边坡与基底进行处理，确保区域符合工程开工标准后，进行路基拼接台阶的处理。同时，辅助使用专业的机械设备，对路基拼接施工中的土木格栅加筋铺设与液压夯实，注意在施工时控制新旧路基拼接位置压实度。以此种方式，完成对此区段的拼接施工。

完成施工后，将竣工区段成果的弯沉值作为检验公路施工质量的关键指标。明确弯沉值主要是指在施工过程中，上部行驶车辆对路基或公路路面进行荷载作用后，路基整体结构发生的形变。通常情况下，1.0mm/100.0mm为弯沉值的计算单位。

测试中，随机在施工路段选择7.0个测点（每个测点至少间隔20.0m），记录在施工前路基的高程高度，将其作为测试样本数据。同时，使用具有一定轴载的车辆（所选的车辆通常为后轴10.0t或后轴6.0t），在竣工的区段进行行驶。当竣工成果质量不达标时，路面路基会发生沉降或变形，通过对车辆行驶产生残余变形量加权平均值的计算即可得到规范的弯沉值。按照上述设计内容，进行弯沉值计算公式的描述，如下公式所示。

公式（1）中：Lr表示为路基拼接施工测点弯沉值，计算单位为0.01mm；L表示为路段弯沉值回弹平均值；Z表示为车辆负载作用力，计算单位为KPa；α表示为保证系数；S表示为公路回弹弯沉数的标准差值。使用高精度的测量装置，对测试区段进行相关数据的获取，将获取的实验结果数据导入上述计算公式，即可得到竣工成果弯沉值。在此过程中应明确，路基的弯沉值与施工成果强度具有直接联系，当计算得到的弯沉值Lr越小，代表施工成果的强度越高，反之，当计算得到的弯沉值Lr越高，代表施工成果的强度越低。在工程项目竣工后，对施工区段进行弯沉值的计算，可以掌握施工成果的强度是否能够达到强度指标设计标准。将测点的弯沉值计算结果统计为表格，如下表2所示。

表2 拼接施工路段弯沉值测试结果

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从上述表2所示的实验结果可以看出，K1065+120～K1085+450中七个测点的弯沉值Lr均趋近于0，说明竣工成果整体强度较高。由此得出实验的结论：按照本文设计的方法进行公路路基拼接施工，不仅可以提高施工路段整体强度，也可以提高竣工质量验收的通过率，保证工程项目在规定时间内高质量完成。

结语：

市政道路工程中的高速公路改扩建项目施工具有投资数额大、施工周期长等问题，为了节约工程施工经济成本，满足现代化产业发展对工程项目提出要求，本文从旧路边坡与基底处理、路基拼接台阶处理、土木格栅加筋铺设与液压夯实、新旧路基拼接位置压实度控制四个方面，对拼接施工技术的应用展开了详细的论述与分析。完成设计后，以某高速公路工程项目为例，设计实例应用实验，通过此种方式，证明本文设计的公路路基拼接施工方法，可以提高施工路段整体强度，保证竣工质量验收的通过率。截至目前，我国已有较多用于物流运输的高速公路已实现了由早期的四车道扩建为现有的六车道，根据大量的工程项目施工经验可知，项目的施工技术与施工水平会在不同程度上对施工成果质量造成影响。因此，有必要加大对本文提出课题研究的投入，设计一种可行性较高、具有参考价值的全新施工方案，以此种方式，保证竣工后的公路项目可以在投入使用后发挥更高的效能与社会价值。