高速公路改扩建中新旧路基拼接施工技术探析

刘国祥

（湖南建工交通建设有限公司，湖南 长沙 410004）

0 引言

高速公路改扩建是缓解交通运输压力的重要措施，而新旧路基拼接质量为高速公路改扩建工程中的关键。因此需要在实际建设过程中做好充足的调查和论证，探究合适的施工技术和施工方法，并研究通过控制路基渗水、不均匀沉降差、老路基边坡处治等有效的质量控制及病害防治措施，确保路基拼接施工的质量。

1 工程概况

公路在1994年年底建成，全长约70km，全线有两个标准：莲花冲段至建宁隧道段约48km为二级公路（本项目）；剩余约23km为一级公路。该改扩建工程将改变株洲通往醴陵迂回状况，为本区域交通提供便捷，改善当地投资环境，对推进长株潭交通一体化建设具有极其重要的意义。莲株高速第一合同段起于湘赣省界莲花冲，终于醴陵市规划区北侧板杉乡，全长约18.078km。起讫桩号K1093+829—K1111+907.207，设计速度为80km/h，路基宽度为21.5m。

莲株公路老路地基基本稳定，在其单侧或两侧加宽路基时，地基条件、路堤本体等的差异，将导致新旧路基之间产生差异沉降，如何将其控制在合理范围之内是莲株公路升级改造工程需要解决的关键技术问题[1]。

2 路基拼接情况调查及处治

新旧路基拼接的沉降问题处治，既有公路路基原则上要尽量利用，其可利用的标准，就是其病害和隐患经处治后可满足使用要求。调查既有路基是否有过大的变形和开裂，按照现行标准的要求分析病害和隐患产生的原因，并在改扩建设计时提出避免和解决措施。从莲株路现场情况看，有些混凝土面板出现了较为严重的板角沉陷，这些地方都应作为路基调查的重点部位。在调查的过程中，如需要可采取针对性的勘察、试验、检测、理论计算等手段，具体由设计人员根据实际情况确定。对路基填料性质、压实度、模量等的试验，可视调查深度的需要而定，其目的是辅助分析病害原因，其是否满足现行标准的要求作为确定是否利用的直接依据。

由于老路修建时间早，标准低，且经过多年运营，路基内部含水率和压实度与完工后有显著差别[2]。老路基内部含水率平均值为24.%（该土样塑限为25.7%），压实度平均值为81.0%。该实测试验数据表明老路基湿化严重，远不能满足新建路的标准。考虑到老路基运营多年，变形趋于稳定，在挖除边坡松散部分后，应充分进行利用。此时，被利用的老路基含水率高，其顶面回弹模量较低，但可以通过路床部分铺筑碎石层进行补强。既能充分利用老路基，保证老路基的稳定，又能通过路床补强使路基整体满足路面结构设计对路基刚度的要求。含水率测试结果见表1，压实度测试结果见表2。

表1 含水率测试结果（%）

表2 压实度测试结果（%）

为此通过对老路基的前期调查，老路基经过多年的沉降已基本稳定，新老路基搭接的位置会产生不同的沉降，导致开裂，所以路基拼接的关键是控制沉降不均引起的质量问题。沉降控制技术可分为：①原地面基层处治；②边坡清表（松土）；③开挖台阶；④土工合成材料加筋处治（高强土工格室）；⑤液压及重型压路机补强。而边坡清理和开挖平台可以为土工合成材料的应用提供条件（在横向台阶面上为土工格室的铺设提供一个稳定可靠的锚固长度）。

3 施工要点

3.1 施工工艺及施工方法

土石方路基填筑以机械作业为主，人工予以配合。严格按照相关规范进行路基土石方施工。路基拼接时，清表和台阶开挖应自下而上随填土进度逐层完成，严禁一次施工到位，暴露台阶的时间一般不宜超过3~4d（完成最后一层填土）。施工阶段应重点对隐蔽工程的实际状况进行跟踪、检验、监测，根据需要对设计方案进行动态调整设计。

新旧路基拼接施工流程：放出坡脚线→开挖临时排水沟→清淤回填→原地面压实→削坡、开挖台阶→液压强夯→重型碾压（每两个台阶碾压补强）→铺土工格室（路床底面、路堤底面及两层中间部位）→新路基填土（重复上述步骤至96区-15cm）→下路床施工。

3.2 测量放样

施工单位在路基施工前应全面熟悉设计文件，在设计交底的基础上，每隔20m对旧路基和加宽路基原地面进行再次检测，核对或补充横断面，当出现与图纸不符时，应立即查明原因并及时根据设计放出填土红线，设置取土边线，边线根据实际情况适当加宽，保证机械作业面路基压实度。

路基开工前，做好施工测量工作，横断面检查和补测，增设水准点等。如果是两侧拼接加宽，由于旧路基两侧导线点无法通视，需在旧路基两侧各布设一条附合导线，并且两条附合导线应闭合[3]。施工测量的精度应符合《公路勘测规范》（JTG C10—2007）的要求。

3.3 场地清理及排水处治

用地红线放出后，及时将填筑施工范围内的垃圾、废料、树木及不适用材料进行清除、换填。根据用地红线位置开挖临时排水沟，将临时排水沟与当地水系接顺，确保施工过程中路基无积水。

路基拼接前，集中设置排水通道，排除旧路面的水，以防路面水冲刷开挖台阶，同时做好防水措施，减少自由水侵害老路基[4]。老路基排水示意见图1。

图1 老路基排水示意

在路基施工过程中，注意表面积水，填方路堤需根据现场土质和当地气候，做成2%~4%的排水横坡。挖方路基各层顶面的纵横坡应根据路堑横断面形状、路线纵坡的大小、路堑施工断面长度和施工方法等因素确定。当边坡或路堑内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位或将地下水排走。路基渗沟排水示意见图2。

3.4 原地面处理

原地面基层，要保证承载力，不合格的采用片石+碎石材料进行换填处理，通过试验确定处理深度，地基处理合格后才能进行下一步施工。

3.5 台阶开挖

（1）台阶开挖需要根据路基的填土高度确定合理的开挖位置，并按要求做好台阶的处治工作，填筑完一层平台后再开挖下一个，保证质量。

（2）开挖时，人工配合机械作业，防止破坏原路基整体结构，对于机械不便施工的场地，可进行人工挖掘和平整。

3.6 液压强夯，补强处理

（1）采用液压强夯，进行梅花式夯实，及时将夯坑用碎石回填，使台阶达到设计提出的提高两个百分点的要求，同时采用30t以上重型路压机进行补强。

图2 路基渗沟排水示意

（2）对于老路基边坡松散严重、台阶立面难以自稳的路段，应将松散范围内的老路基边坡土全部清除。若台阶面含水率高、无法压实，可将台阶面最上层土翻松20cm晾晒或掺灰处理，并和新路堤同步整平压实。

3.7 铺设土工格室

路基边坡每层平台填筑前需要铺设土工材料（土工格室），采用U形钢钉进行有效的固定，对称拉伸保持平顺（人工），保证土工材料的铺设质量。在搭接位置要重点处理，材料张拉到位后，保证搭接长度，及时上土，防止久晒老化，影响路基整体连接。土工格室铺设和张拉见图3。

图3 土工格室铺设和张拉

3.8 路基填筑施工

（1）填料必须进行各项试验检测，确定最佳填筑方案，施工时应根据填料运输车辆的运输量及间距，确定填料的堆放地点，每层填土严格执行“划格上土，挂线施工”，填筑的厚度、平整度、压实度都必须严格按照规范要求执行。

（2）拦水梗和临时急流槽设置：在路基顶面及坡面合理设置拦水梗和临时急流槽，通过在边部推土形成的临时拦水梗集中汇水，进而通过急流槽将旧路面表面雨水、旧路基坡面雨水和新路基坡面雨水排除至新路基坡脚临时排水沟[5]。

4 问题处理

（1）老路基边坡松散严重、台阶立面难以自稳：将松散范围内的老路基边坡土全部清除，增加台阶宽度，确保施工质量。若台阶面含水率高、无法压实：可以将土翻松、晾晒或掺灰处理，或对台阶面进行液压夯实，并在夯坑内填碎石，推土机推平后压路机进行碾压。

（2）当老路基渗水时，应采用“标本兼治”的原则进行处理，在疏排路基内部水的同时，还应封堵水源。在渗水严重的部位采用纵、横向渗沟，局部渗水路段在渗水点修筑横向渗沟排水。从碾压面反开挖、埋设透水管、填充碎石、最后覆土。纵向盲沟和横向盲沟底面及新填路基侧面采用防水土工布包裹，防止盲沟内的水渗进新路基。

5 施工过程及质量控制

（1）严格按照施工图纸要求进行施工，遇到的施工难点及时进行沟通，确保新旧路基拼接质量。

（2）防范水害，做好各项排水工作。

（3）建立完整的施工质量管理台账，对关键工序、工艺层层把关，确保路基拼接过程中施工质量。

（4）每月进行质量专项检查，形成检查记录，月末开会总结，指出现场中出现的质量问题并加以改正。

6 结语

通过对该项目改扩建的新旧路基拼接施工过程及控制要点的分析，为公路改扩建项目建设质量控制提供了参考依据。在新老路处置中，如何科学地控制沉降变形，需要在实际施工过程中不断探索，总结经验和深入分析研究，已达到建设高效、优质工程的目标。