改扩建高速公路工程的路基拼接施工的技术管理措施

徐熊

摘要 为满足交通经济发展需求，公路改扩建工程不断增加，合理衔接新旧路基、预防路基差异沉降是改扩建公路的关键。文章结合某高速公路改扩建工程，对公路路基拼接施工技术展开研究，分析了公路改扩建时路基拼接的常见问题和技术难点，并提出了具体的技术管理措施。通过研究可知，路基拼接设计、新旧地基衔接处处理是公路改扩建的核心；为保障改扩建工程质量，应持续优化路基拼接施工方案，强化路基拼接技术的管理力度。

关键词 改扩建；高速公路；路基拼接；施工技术

中图分类号 U418.8文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）12-0061-03

0 引言

高速公路是现代交通体系的重要组成部分，其质量关系着公路交通运行安全、车辆流通效率。随着社会经济水平的提升，城市交通压力增加，需要拓宽、延长高速公路，以缓解路面交通压力。但在改扩建高速公路时，应做好路基路面拼接区域的施工设计，明确施工要点，确保新旧路基衔接的可靠性。

1 公路改扩建路基拼接技术

1.1 路基拼接技术

高速公路改扩建项目中，路基拼接方式可分为四种，分别是单侧拼接、双侧对称拼接、单侧平面分离、双侧平面分离等，不同路基拼接技术的优势存在差异[1]。单侧拼接多用于高坡度公路；单侧平面分离适用范围广、施工效率高；双侧对称拼接造价低；双侧平面分离则适用于道路结构较为特殊的项目，施工难度较大。

1.2 拼接台阶处理技术

台阶处理技术是在路基拼接时，通过新旧路基结构的预处理，提升拼接区域抗变形能力，预防拼接区域开裂、差异沉降等风险。比如在新旧路基填筑前，可清除旧路边坡、新建路基结合区域，开挖30 cm厚表土后，自下而上开挖台阶。分层填筑后夯实，以促进新旧路基的衔接效果。应用台阶处理工艺时，新旧路基的开挖、压实、填筑工艺应保持一致，且同步进行，直至新旧路基标高相同，碾压后压实度符合要求。

1.3 土工格栅技术

土工格栅技术可增强新旧路基拼接后的黏结力，预防不均匀沉降、路基侧向位移等风险。但选用土工格栅时，其规格、质量、材质、基本性质应满足国家标准，铺设时应将其连接紧固。应用U形钉固定后，使下承层搭接长度不小于30 cm，然后立即铺筑填料，完成整平处理后检测路基拼接缝的紧实度、平整度。铺设后应自检，质量要求见表1所示：

1.4 液压补强技术

新旧路基拼接区域的台阶边缘的4 m范围内，应设置夯点进行液压补强。夯点、锤心间距约为1.5 m，点位可设置为三角形。台阶每回填2 m，可采用液压补强方式压实路面，各夯点夯击数不得小于10遍[2]。补强前，需清理、整平台阶，调整夯实机，在夯点处夯击3遍，并记录夯点的下沉量。反复强夯后，观察基底夯沉量，单个夯点均应符合夯击要求后移动夯击位置。需对比分析后3锤、前3锤的夯沉量差值，差值小于10 mm表示合格。压实后路基底部1 m深度内的压实系数应大于0.92。地质为细砾土、砂类时，承载力应大于110 MPa，粗粒土、碎石地基压实后的承载力应大于130 MPa。

2 改扩建公路项目概况

某高速公路改扩建工程，线路全长为56.185 km，部分路段需在原路基础上进行加宽，拟采用新旧路基拼接技术，具体拼宽施工设计如表2所示。改扩建工程沿线公路按一级公路标准设计，设计速度从原有的60 km/h调整为80 km/h，路基双侧加宽7 m。原路面结构为5 cm厚AC-13C细粒式沥青混凝土（面层）+6 cm厚AC-20C中粒式沥青混凝土（下面层）+2 cm厚沥青表处封层+55 cm厚4%水泥稳定碎石底（基层）+16 cm级配碎石垫层，路面总厚度为84 cm。

3 改扩建公路新旧路基拼接施工设计

3.1 路基底部处理

清理路基拼接区域的新旧路基表面，清理后超挖30 cm后回填，回填后进行碾压。回填材料内应掺入3%灰土；碾压时，压路机功率应大于25 kJ，碾压遍数不得小于20遍，碾压速度为12 km/h。碾压后填筑路基，路基拼接处的上路堤、下路堤顶面、路基填高1.5 m后，应通过分层填筑、分层碾压的方式，预防差异沉降问题[3]。沉降、稳定标准应符合项目要求。①公路桥头段工后沉降应小于5 cm、一般路段小于15 cm，拼宽路基差异沉降路拱横坡度小于0.5%、纵坡变化小于0.4%。②稳定安全系数中的有效固结力、改进总强度应符合要求。

3.2 台阶处理

填筑路基前，还应基于台阶处理技术，将旧路边坡挖除，然后清理新建路基拼接区域的表土，开挖厚度约30 cm。清表时，应彻底挖除旧路边坡区域的杂物，如砌体、植物、边沟淤泥土等。为避免改扩建后的路基应力过于集中、影响路基拼接受力效果，新旧路基衔接处可采用台阶式拼接工艺。

（1）沿原有路基边坡自下而上开挖，每开挖30 cm为一级台阶；开挖出一级台阶后立即填筑、碾压，质量合格再填筑第二级台阶，直至填筑、碾压到路床位置。项目路基拼接台阶高度设计为1 m、宽度为1.5 m，填筑到路床处，然后按要求开挖台阶宽度。

（2）台阶边缘可使用重型压路机压实处理。压实前需清理拼接区域的松散土料、石块，使路基拼接处台阶边缘平整。台阶位置的原路基压实应与新建路基相同，新建路基填筑后的标高与旧路基填筑台阶相同时，应同步碾压[4]。改扩建路基台背回填处，应设置双向台阶。横向台阶高度应与普通拼接台阶高度、宽度相同，均为高1 m、宽1.5 m，纵向台阶的宽度应调整为2 m，且设有３%的内倾横坡。

（3）台阶液压补强。新旧路基拼接处，还应通过液压强夯法补强。新建路基的厚度填筑1 m且台阶两侧高程相同后，需对拼接立面2 m范围实施补夯，夯击次数为3次；可在夯实前撒白灰方格线，以明确夯击区域；补夯时，先夯实外侧，后夯击内侧，最后补夯区域中心点。

3.3 铺设土工格栅

分层填筑、碾压新旧路基台阶时，可铺设格栅，以减少新拼接处的差异沉降。但全铺会造成资源浪费，且预期效果不佳，因此项目需根据路基拼接实际情况，按需铺筑土工格栅。比如，低填方路基可在路基顶部、地表铺设土工格栅，而路基填方较高时则应根据台阶开挖具体尺寸、开挖数量铺设土工格栅。

3.4 桥头路基施工

拓宽高速公路桥梁台阶时，拓宽区域和路基过渡段应开挖同高度的横向、纵向台阶。台阶宽度为高宽比的二分之一，每开挖一级台阶填筑一级，但台阶需向内倾斜约4%。台阶填料应注重透水性，填筑方法为分层填筑；在压实度约为90%～97%后，应用重型压路机、小型机具将各区域夯实；而压实厚度小于0.15 m后，应夯实补强桥头路基。最后，根据实际情况，布设CFG桩处理桥头地基，并通过预压方式使地基快速沉降，确保密实度符合要求。

4 改扩建公路路基拼接施工技术管理要点

4.1 路基拼接差异沉降监测

改扩建高速公路项目中，路基拼接处填筑高度增加后，原有路基沉降现象非常明显。比如，新路基填方高度为4 m时，原有路基会存在0.4 cm沉降差；路基填方高度为6 m时，原有路基沉降变化为1.2 cm。因此，在路基拼接施工期间，还应加强新旧路基拼接处的差异沉降监测。①设置沉降标、边桩，观测新旧路基拼接处的沉降情况。沉降标可在路肩处安装，而边桩可安装在坡脚处[5]。②根据路基拼宽工后的沉降标准值，对比监测数据，以排查异常问题。比如，路基拼宽后，台背区域工后沉降值应小于5 cm、结构物处沉降应小于10 cm、其他区域沉降应小于15 cm。③施工过程中应持续监测新旧路基的差异沉降，直至路堤区域稳定，且拼接区域路基横向坡度小于0.5%、纵向坡度变化下降0.4%；路基中心点沉降速率小于10 mm/d、坡脚水平位移小于5 mm/d。

4.2 路基拼宽作业

4.2.1 合理选用拼宽材料

项目采用路基双侧拼宽技术，填料选择是新旧路基拼接施工的基础，科学、合理的填料配比可保障路基的拼接质量。①对各类适用填料进行性能试验，分析其性质，筛选符合新旧路基拼接要求的填料，且填料内不包含大量有机物、腐蚀性物质。②填料填入基坑后，应适当碾压填料，以增加基础填料的压实度，使其压实度为设计标准的90%；拼宽路基较低时，可适当增加填筑后的压实标准，使压实度大于设计值。③路基拼接所需材料可使用路基挖方时产生的土石方料，但填料强度、粒径应符合要求，如表3所示；土工格栅、水泥等材料则需外购，其余材料均为现场取料。

4.2.2 优化路基拼宽填筑施工

（1）土方路基拼接。路基拼接填筑顺序为：施工准备—清理基表—处理边沟—开挖台阶—基底压实—铺设土工格栅—分层填筑—路基检测。其中，开挖台阶、基底压实、分层填筑是填土段路基拼宽施工的核心。

1）开挖台阶时，应从坡脚处开挖，并坚持各级台阶分层填筑原则。台阶开挖到路床地面、台阶高度小于100 cm的区域时，应回填台阶；并在和路床底间距100 cm处，按不同高度开挖回填台阶；路床区域台阶开挖位置和原有路基路肩边缘中线的间距应为80 cm。

2）压实基底时，可先用推土机、平地机清理地表，分别粗平、精平现场；然后沿路中线向两侧往返推土，使场地平整后应用压路机，使地基压实度≥90%。地基稳定后采用冲击碾压工艺。项目冲击碾压时，压实机行走速度应为12 km/h，均匀冲击碾压。碾压时应适当洒水，避免现场扬尘，压实度大于91%即可。碾压完成后铺设土工格室，土工格室所用填料的最大粒径应小于10 cm。

3）填筑施工时，填筑高度大于4 m时，每填筑2 m需冲击碾压、补强1次，冲击遍数应大于20次，碾压后路基边坡处应铺设土工格栅。填筑到路床底部后，上路床顶部下120 cm处不得冲击碾压，土工格栅上下填料的最大粒径应小于30 cm、铺设宽度为6 m。搭接区域，每1 m穿插连接铁丝，每2 m使用U形钉固定格栅。首层土工格栅铺设后，第二层应铺设中砂、粗砂，砂层厚度为0.2 m。

分层碾压时，为保障碾压效果，应使压路机轮均匀接触地面。碾压路肩部位时，可用推土机初步压实路肩，后用压路机碾压，避免滑坡。压路机横向行间应重叠0.5 m，前后相邻碾压区域应重叠1.5～2 m。碾压结束后，应测量路基路堤填筑高度，每20 m进行水准测量，确保路基压实度符合要求，如表4所示：

（2）石方路基拼宽施工。石方路基拼宽填筑施工流程和土方路基基本相同，但砌筑边坡时，所用填料有所差异。砌筑试块强度应大于30 MPa，应选用不易风化的石料，且石料最小尺寸大于30 cm。每层砌筑宽度以石方高度为准，当高度小于5 m时，边坡砌筑厚度应大于1 m；而高度大于5 m时，砌筑厚度则应大于2 m。

1）分层填筑时，各层厚度应控制在50 cm以内，填筑石料需紧密靠拢，可用石屑、小石块补充缝隙。路床顶面下50 cm范围内，填筑应用最大粒径小于10 cm的级配砂石，且砂石最大粒径应小于压实层厚度的三分之二。

2）碾压时，采用振动碾压工艺。填筑厚度小于30 cm时，压实机械应为8 t以上的振动压路机。填筑厚度为30～50 cm时，应选择机械力大于20 t的压路机。碾压次数应大于8次，先碾压两侧，后碾压中心位置。

（3）土石混填路基拼宽。该路段施工标准应沿用石方路基拼宽工艺。碾压时，先静压，弱振后强振，自外向内，横向接头应重叠0.5 m，每20 m设置断面测点，碾压速度小于4 km/h。土石混合料强度大于20 MPa时，石块最大粒径应小于实际压实厚度的三分之二；强度小于15 MPa时，最大粒径应小于压实厚度。分层填筑时，每层填铺厚度应小于40 cm。压实后对于渗水性较差的土石混合土，可实施分层、分段填筑工艺，应避免分幅填筑。土方路堤路床下30～50 cm处，需按路床要求，将10 cm粒径的填料分层压实。

路基压实度为93%～96%时，应严格控制填筑标高、拼宽区域摊铺厚度、土石比例。土石比例应为70%左右，硬质石料最大粒径小于压实层厚度的三分之二，填筑宽度应大于设计值50 cm，以保障坡脚处的压实效果。填筑施工时，地面陡坡应大于12%；横坡值为1∶5时，应调整开挖宽度，数值大于2 m；可设置内倾台阶，台阶角大于4%。碾压前应均匀摊铺大粒径石块，空隙则填充小粒径土、石料。

5 结语

综上所述，城市化发展中，高速公路改扩建能够满足城市交通需求，促进社会经济建设。但随着公路改扩建项目的增加，新旧路基拼接施工暴露出较多问题，需要施工方加强技术管理。同时，应结合公路改扩建路基结构，科学制定拼接施工方案，确保路基衔接后的公路结构稳定性、安全性符合要求；还应有效预防新旧路基不均匀沉降、路面积水、裂缝等公路病害，延长高速公路使用寿命，保障公路改扩建工程整体质量。

参考文献

[1]姜彪. 路基路面拼接施工技术在公路改扩建工程中的应用[J]. 工程技术研究，2023（18）： 99-101.

[2]陆亚红. 高速公路改扩建工程加宽路基差异沉降试验[J]. 交通科技与管理，2023（18）： 135-137.

[3]杨美汪. 改扩建公路路基路面设计分析[J]. 黑龙江交通科技， 2023（5）： 85-87.

[4]梁晓强. 公路改扩建工程低填浅挖和路基拼接施工技术研究[J]. 大众标准化，2022（14）： 170-172.

[5]李刚， 郭艳玲. 高速公路改扩建新旧路基差异沉降影响因素分析[J]. 公路交通科技，2021（7）： 22-28.