公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工技术研究

段云峰

摘要 常规的新旧路基拼接施工台阶开挖形式多为目标挖掘，效率较低，为此，文章提出了对公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工技术进行研究。先根据当前的测试需求进行工程概况简述，再对老路基进行检测及路面清除回填处理，并实现台阶多目标开挖，以此为基础进行液压强夯机补强处理，以堆载预压和沉降观测实现拼接施工。实例分析结果表明：新旧路基拼接荷载比均可以达到5以上，所提的拼接施工技术更为高效、细化，具有实际的应用价值。

关键词 公路拓宽；改造工程；新旧路基；路基拼接；施工技术；公路建设

中图分类号 U416.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0074-03

0 引言

社会经济的发展在一定程度上推动了交通流量的增加，导致人们对公路路况的要求不断升高，给公路的修建带来极大压力[1]。在这样的背景条件下，公路路基的拓宽改造工作成为保障道路通行能力的重要措施之一[2]。在新旧路基拼接施工过程中，由于原有路基与新路基的材料、施工工艺和地质条件等方面的差异，会导致新旧路基之间出现裂缝、沉降不均等问题，严重影响公路的质量和安全[3]，故针对新旧路基拼接进行研究非常重要，对于提高公路拓宽改造工程的质量和安全性具有重要意义[4]。在该背景下，该文提出对公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工技术进行设计与验证研究，结合新旧路基拼接施工中的难点和问题，对新旧路基拼接施工中的材料选择和施工工艺进行深入分析，制定相应的裂缝控制措施。在此基础之上，利用现场试验验证新旧路基拼接施工技术的可行性和有效性[5]。最后，利用数值模拟方法对新旧路基拼接过程进行模拟和分析，揭示拼接过程中的应力、应变和位移变化规律，以完成拼接工程的建设，为后续相关施工处理与技术的创新奠定基础[6]。

1 工程概况

此次主要是对公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工技术的实际建设结果进行分析与验证研究，考虑最终测试结果的真实性与可靠性，采用比对的方式展开分析。选定岳池县嘉陵江大瀑布旅游公路建设项目作为测试的主要目标对象，接下来，对该工程的基础概况进行简述。此工程的地点位于岳池县S208至景区游客中心段、石龙场至董家坳段（恐秦路）、八角亭至黄花街段（兴黄路），均为新改扩建道路，其中，新建兰海高速与S208立交处至低坑瀑布景区游客中心段5.66 km，改扩建恐龙至秦溪道路长度8.18 km，兴隆至黄龙道路6.38 km，路线全长20.21 km。项目的预设总投资为6 900万元，资金来源为上级专项资金，建设工期为12个月[7]。当前工程建设处于新旧路基的拼接环节，初期按照预设的施工方案，建设效果较好[8]，但是在后期路段建设的过程中，内部的拼接结构不稳定，导致后续的路段拼接支撑效果下降，再加上外部环境因素的影响，对后续的施工造成了一定程度的阻碍，施工现状亟待改变与调整。

2 设计公路拓宽新旧路基拼接施工技术

2.1 老路基检测及路面清除回填

在进行新旧路基的拼接之前，需要先结合实际的施工需求及标准，进行老路基检测，同时对建设的路面进行清除回填处理。通过现场试验，测定旧路典型断面路堤边坡坡度、边沟土体含水率和压实度等数据信息，根据实际情况对基础的拼接方案做出定向调整，营造稳定的施工环境。测定当前路基的含水率，如果超出标准需要进行处理，应避免路基在拼接时出现淤泥、断底等问题。

一般情况下老路基的边沟土体最低含水率控制在13.5%～18.6%之间为最佳。在对老路基进行基础检测的过程中，应尽量遵循“边沟都挖除、边坡都补强”的施工原则。接下来，对路面进行清除处理，同时，完成回填工作。

路面清除后，先进行路基土取样工作，针对含水率超标的路基路段，应先采用5.5%～8.3%的石灰进行改良，碾压控制以加强新填土与边沟侧壁的结合，在此基础之上，对位于路基范围外侧的位置做好排水设施，分段填筑，完成新旧路基拼接基础环境的搭建。

为了确保新旧路基拼接的质量和安全性，需要进行全面的排水设计。在新旧路基拼接处设置合理的排水设施，如排水沟、排水管等，以避免积水对新旧路基造成损害。排水设施的设计和施工需充分考虑当地的气候条件、地形地貌以及水文环境等因素，以确保排水设施的有效性和可靠性。此外，在完成新旧路基拼接后，应进行专业的检测和验收工作。通过使用专业的检测设备和方法，对新旧路基的拼接处进行全面检测，包括压实度、平整度、稳定性等方面的检测。如果检测结果不符合要求，需要进行相应的处理和修复工作，直至满足相关标准和设计要求。

2.2 台阶多目标开挖

台阶开挖是当前公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工中最为关键且重要的一个环节，是后续建设的支撑结构。台阶开挖能增加新老路基的接触面积，增加路段自身的整体性与连贯性，便于拓宽部分路堤下地基。该次设计的开挖结构如图1所示：

根据图1，设计一个能够满足多个目标的台阶开挖结构，确定每个路段的设置。改建路段的整体截面占比为3∶2，其中水泥稳定基层位于基础层级，对新旧路基的拼接影响最大。为解决这一问题，该次在施工路基的表面上铺设混凝土层，以形成由上下两层混凝土构成的路面，并将厚度控制在15～20 cm之间。对于新建和加宽路段，路面结构的厚度与沥青厚度保持2∶1的比例。在该路段，使用6.5%的水泥稳定碎石来填充加固，以增加路基的稳定性和安全性。随后，根据上述路基改建条件，确定台阶基础的开挖宽度，具体如下公式（1）所示：

（1）

式中，C——台阶基础开挖宽度；D——定向挖掘均值；I——挖掘频次；ε——改建宽度；β——覆盖截面。依据计算的基坑开挖宽度，规避老路基边缘部分的填筑潜在的安全风险，并对台阶立面松散区域做出处理。此时，设定不同的挖掘高度，每一个高度相当于一个对应的台阶开挖目标位置，结合边坡台阶水含量，将最上层土翻松20 cm并平整压实，并在表面增设填筑碎石，以增加台阶表面的稳定性。

2.3 液压强夯机补强处理

完成对台阶多目标开挖的设定之后，接下来，对新旧路基进行液压强夯机补强处理。液压强夯机是一种利用液压系统将夯锤提高到一定高度后，迅速坠落产生冲击力，进行地基夯实处理的机械设备。这种设备具有强大的适用性，可根据不同的施工要求调整夯击能量和次数，以适应各种复杂的地基条件和施工要求。在道路修筑中，液压强夯机特别适用于对弱碾压区进行补强处理，其冲压补强技术能有效地减少压实时形成的表面硬结，使路基在更大深度内的压实度分布均匀，达到更好的压实效果。此外，对于小范围的回填区域，液压强夯机也展现出高效率的夯实能力，能减少传统夯实方法的弊端。同时，液压强夯机的冲击力强但噪声相对较小，能有效减少施工噪声对周围环境的影响。

当前的路线拟采用三级公路，设计单向速度为25 km/h。由于当前路段的宽度较大，所以为保证新旧路基拼接的稳定与可靠，需要在车道的中心位置标定补强处理对称轴线，下方增设支撑结构与辅助框架。在施工过程中需要使用液压强夯机不断压实处理，进而提升路基的平整度。结合实际的强夯处理需求，先对路面路堑进行设定，具体如表1所示：

依据表1，完成对当前施工路段路堑基础情况的分析，进行液压强夯机的设定与实践应用。在此路堑背景下，需要确保该机器的额定冲击能量为42 kJ、垂体质量为4.35 t、工作质量为6.5 t、可控的最大夯击深度为1 150 mm、夯板直径为1 200 mm的高速液压强夯机。基于此，对当前选定的新老路基位置标定，液压强夯机以梅花形状排列，两个邻近的夯坑相切夯实3次，测定出此时的夯坑沉降量，具体如下公式（2）所示：

（2）

式中，L——夯坑沉降量；η——强夯范围；B——补强距离；θ——沉降节点；E——台阶深度。依据计算得出的夯坑沉降量判定液压强夯机补强效果。接下来，对新旧路基的拼接位置进行特殊标定，同时使用填补土料。使用重型机器对路基进行压实处理，以确保前后之间的夯机补强压实差在1.25 MPa以内。

2.4 安装格栅

完成液压强夯机补强处理之后，依据新旧路基的施工需求及标准变化，在路基的外围支撑结构中设置加固格栅。该次需要在原有路基路面上施工格栅结构，在新旧路基的顶部60～85 cm位置设置7.5 m的处聚丙烯单向塑料土工网，为确保格栅对于新旧路基的支撑以及外围加固效果，采用叠层的方式进行单元格栅的铺设，具体如图2所示。

结合图2，实现对叠层单元格栅结构的设计与实践分析。接下来，将“U”形结构用在路基拼接处完成新旧路基的搭接，使用铺料+格栅铺设的结构，以达到对应的拼接效果，最大限度上避免出现多对拼接移位的效果。需要注意的是，拼接的过程中，应该尽量选择低干密度的铺层材料，降低新旧路基拼接的压力，同时强化新旧路基拼接位置的支撑强度，提高施工效果。

2.5 堆载预压和沉降观测实现拼接施工

所谓堆载预压处理，需要先选定堆载预压路基段，设置预压松方高位为0.45 m，段长控制在105～125 m之间为最佳，过程中为防止拼接异常情况的出现，还要预留12 cm 的距离，为拼接调整设定扩展空间。

备土堆载预压后，过程中对此时新旧路基的沉降情况进行观测，并采集对应的数据、信息，以待后期的分析与调整。一般需要确保沉降量在15 mm，沉降速率低于10 mm/d的标准为最佳。完成测定之后，清理施工现场，并进行数据归纳汇总，达成施工目标。需要注意的是，当前所设定的沉降观测比对标准并不是固定的，相关人员可以结合实际需求，做出调整以及整合处理，降低拼接缺陷及问题的出现，强化整体的拼接效果，从多个角度进一步扩大新旧路基的拼接范围。

3 施工结果分析

结合上述的施工建设，针对当前新旧路基的拼接路段，随机选定5个区段测定荷载比，即在每个选定的区段上安装荷载传感器，使用载重车辆施加荷载，并对最终得出的数据进行整合分析，得到结果如表2所示：

结合表2，得出以下结论：针对选定的5个路段，经过3个工期的施工建设，最终得出的新旧路基拼接荷载比均可以达到5以上，这说明此次所设计的拼接施工技术更为高效、细化，具有实际的应用价值。

4 结束语

综上所述，该文对公路拓宽改造工程中新旧路基拼接施工技术进行了分析与实践研究。在当前的施工背景下，针对新旧路基拼接施工中的材料选择、施工工艺、裂缝控制技术以及数值模拟和现场试验等方面，设计更加灵活、多变的施工结构，过程中融合数值模拟和现场试验等方式进行辅助，验证了新旧路基拼接施工技术的可行性。实验结果表明，应用所提方法施工后，其新旧路基拼接荷载比均可以达到5以上，应用效果较好，拼接效果得到进一步提升，可为提高公路拓宽改造工程的质量和安全性作出更大贡献。

参考文献

[1]邹嘉兴. 高速公路拓宽施工中新旧路基路面拼接技术[J]. 工程机械与维修， 2023（4）： 76-78.

[2]李丁豪， 丁兆文， 陈东芝， 等. 高速公路改扩建路基拼接施工技术分析研究[J]. 企业科技与发展， 2022（10）： 29-31.

[3]刘国祥. 高速公路改扩建中新旧路基拼接施工技术探析[J]. 交通世界， 2022（23）： 66-68+71.

[4]崔佳佳. 公路改扩建工程新旧路基拼接施工技术[J]. 黑龙江交通科技， 2022（5）： 75-76.

[5]徐柿根， 傅爱蓉. 高速公路拓宽工程路基拼接施工技术应用[J]. 交通世界， 2021（32）： 123-124.

[6]陈邦民. 公路改扩建工程新旧路基拼接施工技术研究[J]. 科学技术创新， 2021（24）： 158-160.

[7]蔡攀. 高等级公路改扩建工程路基拼接施工质量控制分析[J]. 四川水泥， 2021（8）： 250-251.

[8]杜文瑞. 高速公路拓宽工程路基拼接施工技术研究[J]. 交通建设与管理， 2021（3）： 106-107.