高速公路改扩建工程路基拼宽施工技术研究

2022-11-10陶云平

交通科技与管理 2022年21期

陶云平

（苏交科集团股份有限公司,江苏南京 210019）

0 引言

高速公路改扩建是一种以运输通道资源、土地和道路资源为基础，以最大限度地提高运输能力和服务质量为目标，对运输通道资源、土地和道路资源进行有效的综合开发。相比新开辟线路，改扩建具有占地面积少、耗费资金少等特点。该文以沪武高速太仓—常州段为依托，最大限度利用现有的公路，在原有的路幅宽度下加宽，太仓至常州段改扩建段落134.865 km。该文结合工程实例，对高速公路改扩建工程路基拼宽施工的关键技术进行总结。

1 公路旧路基拼宽施工难点分析

路基作为公路的重要承重层，在公路改扩建工程中首先要确保新旧路路基拼接工程的施工质量。因此，必须对公路改扩建过程中新旧路路基拼宽技术展开深入分析。通过改进改扩建公路路基拼宽技术，可以优化公路服务水平，减少车辆拥堵情况，提升交通量，优化公路整体的布局[1]。这样一方面能提高我国公路工程的整体建设水平，另一方面可以从根本上满足新时代的经济发展需求和日益增加的交通需求。

旧路路基经过长时间的固结沉降，基本不再变形，而改扩建路基填土的沉降时间较短，新拼宽路堤自重将以偏心荷载作用于老路基，使老路基产生新的附加应力。与老路基的应力叠加后，会产生新的不均匀沉降，两侧对称加宽后，两侧的附加应力作用形式相同。所以，相对于老路基，新拼宽路堤沉降呈“W”形分布，在道路中央最小，拓宽路基部分最大，如图1所示。

图1 路基加宽前后不均匀沉降示意图

在路面结构铺筑后，新旧路基间的不均匀沉降会使路面结构层间的附加应力大于路面材料的抗拉强度，从而使路面出现裂缝等病害。路面降雨会沿着裂缝渗入路基内部，影响路基的稳定性，导致公路的病害增多，降低道路的服务水平[2]。

2 公路改扩建工程路基拼宽技术工程应用

近年来，为了缓解现有的交通量饱和现象，高速公路改扩建因其少投资、少占地等优势满足当前的需求。该文结合笔者参与的沪武高速公路太仓至常州段扩建工程，深入分析工程路基拼宽施工技术，以保证新旧路基拼接工程的施工质量[3]。

工程简介：沪武太仓—常州高速（G4221）是沪武高速（G4221）的一条主要道路，是苏沪交界处董浜枢纽段与沈海高速（G15）的共线，路线走向如图2所示。该工程是江苏省高速公路网络（2017—2035）中“横八”线的关键节点，它将苏南与上海相连，是江苏省通往上海市的主干道。此次扩建工程从浏河苏沪界开始，往西经过太仓、常熟、张家港、江阴、惠山、武进、常州南互通，长134.865 km。目前苏沪界—浏河大桥北桥首段为六车道高速，设计车速100 km/h，路基宽34 m；浏河桥头—董浜连接工程是六车道快速路，设计车速120 km/h，路基宽35 m；董浜—常州南桥立交互通段为四车道高速，设计车速120 km/h，路基宽28 m。

图2 路线走向示意图

新老路基衔接应从多个方面着手，采取综合的处治方法，主要包括加宽拼接的形式、施工工艺、土工合成材料的应用方面。

（1）加宽拼接的形式。从压实效果、施工机械及施工期间易发病害等方面综合考虑，竖向采用竖倾式，横向选用水平式，便于衔接部位碾压密实，防止台阶在施工期间积水。

（2）施工工艺。路基拼宽施工，在拆除老路边沟及圬工防护的基础上，对老路边坡削坡35 cm，沿老路坡面开挖台阶，开挖台阶按平台宽度进行控制。顶层台阶为便于铺设土工合成材料，宽度设为2 m；中部台阶按不小于1 m控制；底部台阶按不小于1.5 m控制。台阶自下而上开挖，采用竖向外倾式，横向水平，同时设置倾角防止台阶积水，开挖后及时回填。

（3）土工合成材料的应用。新老路基结合部土工合成材料的使用，可增强新老路基结合部的横向连接，对避免产生不均匀沉降有明显的效果。根据沪武高速公路太仓至常州段扩建工程的成功经验，在路基底部、路床中或底部进行加筋处理。

2.1 合理进行施工准备

在施工前，必须对道路红线内的地下管线、光缆、地面附着物等进行确认，尤其要重视地下暗埋管（高压线、水管、燃气管等）的具体位置、埋深，不得在未确认地下暗埋管线位置、埋深的情况下贸然施工，避免造成国家财产的损失和对人民群众的生产生活造成不利影响。路基在填筑前应对道路红线范围内的耕植土进行清除，清除的耕植土应设置临时堆土场集中堆放。短期不用，应做好篷布覆盖，防止水土流失。边坡坡脚外侧开挖临时排水边沟，用于红线范围内降水的集中收集，保证路基填筑过程中场地不会积水，而且临时排水沟一般不得与地方排、灌沟渠合用，并且每隔500 m左右设置排水口出口，排至地方水系内，避免引起临时排水沟的淤积和路基冲刷[4]。

2.2 路基填筑施工

路基填筑施工必须对路基边缘线进行准确放样，明确拼宽路基的填筑范围，并对范围内路基进行统一压实。在对路基范围内的原地面进行清耕压实后，要进行路段的分层填筑、分层压实，并且路基填筑分层的最大松铺厚度不应超过30 cm。路基填筑由于沿线的构造物及施工计划等原因，会分段施工。两段交接处，不在同一时间填筑的，对于先施工路段，应分层留台阶。若分段的两个路段同时填筑路基，应分层相互交叠填筑，并保证搭接处的压实质量。在压实过程中，为保证压实质量，应经常检查压实土的含水量，让其在最佳含水量的状态下压实。对于难以压实的边角部位，应以小型压实机具辅助，保证压实质量，压实度应满足相关规范和设计文件的要求。

2.3 旧路基边坡台阶拼宽合理施工

（1）新老路基拼宽台阶施工要求。新老路基拼宽台阶施工质量是提高道路扩建质量的重要保证[5]，台阶开挖的技术要求如下：

①台阶尺寸按上文要求开挖；②台阶内侧重型压路机碾压不到的部位，须采用小型振动夯机辅助压实，并夯压密实，保证压实度满足要求；③台阶自下而上逐层开挖，在完成台阶开挖后，及时填筑新路基；④台阶坡面要求设置倾角防止台阶积水，同时也便于施工期排水；⑤台阶开挖时若老路堤出现渗水或路堤不稳定的情况，应及时报告现场监理，在监理同意的基础上可继续施工。若需要采取处理措施，应加固老路堤后才可继续施工。

（2）拼宽路基路床顶部高程，应以施工时实测的老路路面高程顺接来控制，避免老路拼宽部分的路面由于沉降而产生路面需要加厚的现象出现[6]。

2.4 路基填料的合理控制

对于路基施工，路基填料的来源非常重要，应合理选择路基填料。首先对于路基取土，应尽量选择项目周边取土，便于施工，减少运输成本。如路基填料不能满足道路的填筑要求，应根据室内土工试验结果，采取掺石灰的方法对其进行改善，掺灰比例根据路基不同层位而定。现场土工试验结果如表1、图3～图5所示。路基填料掺灰后的相关土工试验技术指标满足规范及技术文件的要求后，方可用于路基的填筑施工。