公路改扩建工程新旧路基拼接施工技术

2022-10-27石广飞

黑龙江交通科技 2022年8期

石广飞

(五常市公路管理站，黑龙江五常 150200)

如今，为适应交通量不断增长的需求，我国很多公路接连开展改扩建。在公路改扩建工程建设中，新旧路基之间的拼接在很大程度上决定了整个工程的质量，甚至决定了该扩建成败，因此相关人员必须对此引起足够的重视，根据工程实际情况和相关要求采取合理可行的施工技术。

1 拼接施工基本要求

为防止由于新旧路基产生不均匀沉降使道路正式通车以后在路面上产生病害，需根据现有道路具体状况，并结合沿线范围内的地质条件，在路基拼接施工过程中满足下列各项基本要求。

(1)经有效的地基处理，尽可能减少改扩建施工后沉降，以此对新旧路基之间的沉降差予以有效控制，进而预防裂缝等一系列病害的发生。

(2)对新旧路基之间的结合处进行处理，以此提高两者结合强度，避免由于新旧路基所用材料、施工质量及结构层次等不同造成的病害。

(3)对排水防渗系统予以完善，避免雨水下渗到新旧路基之间的结合处。

2 拼接施工技术要点

2.1 做好软基处理

对于新建路基在施工后产生的沉降，地基沉降往往占据很大比重，尤其是有软基分布的路段。在软土段施工时，需根据现有地质资料，制定能加快地基沉降速度或能提高地基整体承载力的方案，以此减少施工后产生的沉降。目前最常用的处理方法包括以下三种：浅层换填法、排水固结法与复合地基法。以某公路为例，在软基处理过程中以不同路段路堤实际高度为依据，并结合地质条件和沿线范围内水文及现有施工条件，制定了多种软基处理方案，包括浅层换填石渣、砂砾与塑料排水板及土工布相结合和粉喷桩与石渣相结合。对于一般路堤段，主要使用浅层换填石渣的方法进行处理，具有处理路线长度较大的特点；在沟塘段主要采用砂砾垫层及塑料排水板及土工布相结合的方法进行处理；而在其它软土厚度较大或填土高度较大的段落，则主要采用粉喷桩与石渣相结合的方法进行处理。各方案的具体的施工方法为：开工前将路基范围内存在的表土与草皮均清理干净，并将植物根系完全挖除，将淤泥污水排干；若石渣厚度小于40 cm，则可一次性铺筑成型，所用石渣的粒径不能超过20 cm，且压碎值不超过20 MPa；若石渣厚度小于70 cm，则需要分成两层进行铺筑，铺筑完一层后先进行粗平和静压，然后进行振压，最后进行精平。完成施工后对石渣外观进行检查，确认是否紧密，如果没有轮迹与松散色，且再次碾压后标高没有明显的变化，则可结束碾压。采用砂砾垫层和排水板相结合的方案进行施工时，利用插板机打入排水板，若需要铺设土工布，则应保持平整，没有褶皱，并使搭接宽度达到60 cm以上，使伸出的长度可以折回至上一层砂砾垫层表面。

2.2 路基填料控制

公路改扩建大多是在维持一定交通的前提下开展的，旧路部分依然承担一定交通，尽管可以进行分流，但实际佳通量依然很大，而且重载车辆很多，对工期有很高的要求。为保证质量，可采用振动压路机或冲击压路机对土体进行碾压，同时适当增加碾压遍数，以此减小土体空隙率，提高压实度，避免沉降。此外，也可使用无机结合料改良土进行填筑，或使用CBR值相对较高的填料，如砂砾与碎石土。在路堤高度较大和原地基承载力相对较小的段落，可通过填筑轻质材料来减小路堤的自身重量，进而达到减少沉降的目的。

2.3 结合处压实度

在路基压实过程中，主要有一般碾压与冲击碾压两种方法。经检测确认路基实际含水量与最佳含水量相近后，从路基外缘开始不断向内缘实施分层碾压，一般先用普通压路机碾压，然后在进行冲击碾压。对于结合处应额外冲击碾压至少10遍。通过这样的处理，对两种碾压方法进行结合使用，可以消除在一般碾压过程中产生的薄弱环节，使新旧路基形成一个整体，减小工后沉降。为进一步加强新旧路基之间的结合强度，保证整体稳定性，需在旧路基的边坡处通过多层台阶开挖予以衔接。对结合处进行的碾压必须充分到位，若存在大型压实机械难以到达的部位，需由人工使用小型机具将其压实，保证路基所有部位的实际压实度都能达到设计要求。

将加宽处路基底部清表完成后，按30 cm超挖，在一般路段利用掺灰土进行回填，在潮湿填方路段，可使用从旧路上破碎形成的材料进行回填，之后将其碾压密实。待基底压实度满足要求后(一般为不低于90%)，用功率为25 kJ以上的冲压机连续碾压20遍以上，之后开始下一步填筑。在冲压过程中，冲压机的行进速度应达到12 km/h以上。如果无法达到预期的冲压速度，则难以达到理想的冲压效果。如果受到段落长度因素的限制无法进行冲压，则需要根据现场实际情况采用其它设备实施补强。

为尽可能减小新建路基施工完成后的沉降，需在分层填筑与碾压完毕，且压实度满足规范与设计要求后，在上、下路堤表面分别按照1.5 m的填筑高度，利用功率不低于25 kJ的冲压机连续冲压20遍。与一般段落的冲击碾压相同，此部位冲压速度同样要达到12 km/h以上。

2.4 拼接台阶处理

在路基填筑施工开始前，应先将旧路边坡和新建路基范围内存在的地表土挖除干净，要求厚度达到30 cm以上。在清理表土的过程中，需将旧路边坡表面存在的所有非适用材料清除干净，包括淤泥土、植被与砌体。

为防止改扩建完成后路基应力在拼接处大量集中，实现对拼接处受力状态的有效改善，保证新旧路基拼接整体效果，使新旧路基形成一个良好整体，减轻或彻底防止开裂等一系列病害的发生，新、旧路基之间建议采用台阶的方法进行拼接。在施工过程中，一般是在旧路路基边坡表面按照从上到下的顺序不断开挖，每开挖完一级便填筑一级，经碾压检测确认合格后才能继续开挖下一级，直至最后一级。台阶高度、宽度分别按照1.0 m和1.5 m控制，台阶宽度应满足设计要求。

台阶边缘处使用三钢轮重型压路机进行碾压，在压边开始前应先利用人工将松散的土料和石块均清理干净，使边部保持平整。台阶处旧路碾压方法和新建路基完全相同，在连续填筑到台阶标高后，开始同步碾压施工。

在路基台背回填部位应开挖双向台阶，对于纵向台阶，需按照1.0 m的高度和2.0 m的宽度进行预留，同时还要设置一定内倾横坡；对于横向台阶，需按照1.0 m的高度和1.5 m的宽度进行预留。

2.5 土工格栅加筋

其处理方法和一般路基段填挖交界处相似，对于路基拼接段，为保证拼接质量，需要在拼接缝上路堤顶部以及上路床底部分别设置土工格栅。在铺设格栅的过程中，需要以材料自身性能为依据，保证与路线方向相垂直的各项指标，同时横向需按8 m进行设置，不可拼接。另外，在铺设前应确保下承层保持平整，按照1 m的横纵向距离设置U型钉进行可靠定位。将格栅铺设完成后，应保持平整和紧固。

2.6 液压夯补强

在新旧路基结合处的台阶边缘，需使用液压夯进行补强。在填筑新建路基时，每填筑完成1 m就需要对拼缝路面连续补夯3遍。在夯实之前通过撒白灰方格网明确具体的施工范围。在补夯过程中，应先夯外侧方格，然后夯内侧方格，最后夯方格之间的交点处。

2.7 桥头路基预压

为尽可能缩短桥头路基施工完成后的沉降，使桥头路基质量达到要求，需在桥头路基处做好预压处理。将桥头路基施工到路床底部后，可使用相邻路段所用路床填料来预压，其盖度按照2 m控制。预压一般在冬季进行，在冬季停工之前完成预压，通常需要半年左右的时间，将预压材料卸载完成后，方可开始路床填筑施工。

2.8 整体抬高段旧路顶路基填筑

改扩建完成后路线纵断高程和旧路相比有所调整，使局部段落的路床比旧路路面略高，针对这种情况，需要在旧路的顶部使用灰土进行填筑。在旧路顶部填筑灰土的过程中，应确保灰土层有至少30 cm的压实厚度，若压实厚度不足，需通过设置水稳底基层加以找平。此外，在旧路顶部填筑灰土的过程中，还应使用机械进行拉毛，并及时清理干净。

2.9 差异沉降监测

对于处在软弱路段范围内的拼宽路基，应在施工中增设边桩和沉降标，用于沉降实时观测。其中，边桩一般设置在坡脚处，沉降标一般设置在土路肩处。

(1)对于加宽处路基施工完成后产生的沉降，台背回填范围内通常不能超过5 cm，既有结构物附近通常不能超过10 cm，其它没有特殊要求的段落，通常不能超过15 cm。

(2)对新旧路基之间的差异沉降进行实时监测，直到路堤保持稳定，使拼宽处路基横向坡度变化不超过0.5%，由相邻段落差异沉降引起的纵向坡度变化不能超出0.4%。

(3)为避免由于填筑速度过快导致路堤失稳，施工中应加强监控量测，将路基中线沉降速度控制在10 mm/d以内，将外侧坡脚沿水平方向产生的位移控制在5 mm/d以内。

2.10 结合部位处理

在路基施工过程中可以在新旧路基相衔接的部位或直接在路基的顶部进行土工格栅的设置，以此提高新旧路基之间的结合力，减少或避免侧向位移，防止不均匀沉降现象的发生，促使新旧路基两部分形成良好整体。以某公路为例进行分析，为避免新旧路基之间的衔接处产生拉裂，对于填高超过3 m的部分，分别在路堤表面下部20 cm处与80 cm处按照60 cm的间隔距离设置宽度为9 m的土工格栅，共2层。由于土工格栅铺设施工对路基表面平整度有很高要求，所以在铺设开始前应先铺一层土，并对填料粒径及碾压完成后的平整度予以严格控制，确保土工格栅铺设得以顺利完成。在实际的铺设过程中，将预先裁剪完成的格栅沿顺风向进行叠层布置，将其铺平后用U形钉将其固定在路基中。将土工格栅铺设到位后及时进行铺料，此时使用的材料不仅干密度不能偏小，而且粒料含量不能过多。经实践可知，如果所用填料的干密度很小，则会导致碾压困难，对施工进度有很大影响；而如果粒料含量过多，则会使土工格栅被割断，导致力学损失，对格栅铺设后的有效性造成影响。基于此，在条件允许的情况下应使用强风化砂岩进行填筑。铺料完成后，注意不能有车辆在其表面直接行驶，在填料的厚度达到设计要求后，利用平地机开始整平，此时需注意避免将格栅刮出。平整完成后，按照先轻压后重压的原则开始碾压，直至压实度符合要求。

2.11 地表水的处理

在改扩建过程中，旧路质量标准一般很低，其路基强度往往比新建路基低很多，加之受到重载交通及环境因素等的影响，使路面产生裂缝或被不同程度的损坏，导致雨雪水直接下渗，造成更严重的破坏。因此，在施工中必须采取有效措施进行排水，以此将地表水可能对公路造成的影响降至最低。此次采用的措施为：在新建路基的顶部按照20～50 m的间隔距离设置横向盲沟，并和新旧路基之间的结合部位设置的纵向盲沟直接连接。另外，若公路设有中央分隔带，则还需要在分隔带处设置防水层，并在防水层顶部增设盲沟，与纵坡最低处使水集中排出。路面施工时，还需在基层的表面设置一道防水层，通常采用厚度为1 cm的沥青表处下封层。