高速公路拓宽中路基填筑及新老路基交接处理技术应用

朱华

摘 要： 首先探讨了路基填筑中，填筑材料选择、填筑厚度控制及层间压实度对路基稳定性的影响。接着，详细分析了新老路基衔接部位差异沉降的控制方法和实践应用，如换填法、抛石挤淤法和排水固结法等。此外，还讨论了支挡结构的设计与作用，特别是在高填挖区域的应用，以及老路基边坡的治理策略和实施方法。

关键词： 路基填筑 新老路基交接 差异沉降控制 支挡结构

中图分类号： TU753文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）02-0018-04

Application of Treatment Technology of Roadbed Filling and Intersection of New and Old Roadbed in Highway Widening

ZHU Hua

（ Jiangsu Dianhang Construction Engineering Co.， Ltd.， Taizhou， Jiangsu Province， 225500 China ）

Abstract： The article first explores the influence of filling material selection， filling thickness control， and interlayer compaction on the stability of roadbed in roadbed filling. Subsequently， a detailed analysis was conducted on the control methods for differential settlement at the junction of new and old subgrades， such as the replacement method and rock filling methods， riprap and siltation methods， and drainage consolidation methods， as well as their applications in practical engineering. In addition， the article also discusses the design and function of retaining structures， especially their application in high fill and excavation areas， as well as the treatment strategies and implementation methods of old roadbed slopes.

Key Words： Roadbed filling； Intersection of new and old roadbed； Differential settlement control； Retaining structure

随着时间的推移和车辆增加，我国现有高速公路面临着服务能力下降的问题。为了适应交通量的增加，高速公路拓宽成为了必要的改造措施。在此过程中，路基填筑及新老路基的交接处理技术显得尤为关键。这不仅关系到道路的使用寿命，也直接影响到驾驶的安全性。本文旨在深入探讨高速公路拓宽过程中路基填筑和新老路基交接处理的技术应用。

1 路基填筑技术分析

1.1 填筑作业

为确保路基的结构稳定性和耐久性，填筑作业需严格控制填筑厚度和压实度。特别是在路基两侧进行填筑时，需遵循30 cm的标准厚度，确保均匀且有效的压实。不同类型的路基要求不同的最大填筑厚度：土方路堤为30 cm，填石路堤为50 cm，而土方混填介于50～60 cm。

在材料选择上，对于微风化砂岩较多的区域，采用土石混填是一种有效的解决方案。这种方法不仅提高了材料的稳定性，还有助于提升路基的整体强度。此外，在路堤下方使用的石料应严格控制在最大40 cm尺寸内，以确保压实层的均匀性和稳定性。

1.2 路基压实度标准

路基的压实度直接影响道路的稳定性和使用寿命。因此，制定并遵循恰当的压实度标准至关重要。标准应基于工程的具体情况、填料类型和压实技术而定。上路床的CBR值（一种衡量土壤承载能力的指标）为主线8%，其他等级公路为6%，而下路床的CBR值则稍低。这些细分的标准有助于确保不同层级的路基均达到所需的压实度和稳定性。

1.3 填筑材料的选择与质量控制

填筑材料的选择应基于其性能，如粒径、压实度和承载能力。例如：上路床和下路床的填料粒径限制在10 cm，而上路堤的填料粒径则可达到15 cm。同时，CBR值的不同反映了不同路基层次对材料强度的不同要求。

1.4 路基支档与加固技术

路基的支档与加固需要根据现场的地质条件、开挖后边坡的实际情况以及沿线的地形、地质条件进行精细的设计。特别是在高填挖区域，路基的防护和加固工作尤为重要。支档与加固措施包括使用土工布、设置排水管、施加边坡支护结构等，以确保路基在不同环境和负载条件下的稳定性。

2 新老路基交接处理技术

2.1 新老路基衔接部位差异沉降的控制及不良地基的处理

2.1.1 换填法

换填法是一种常用的地基处理方法，特别适用于不良地基的改善。此方法涉及挖除不良地基土的全部或局部，并替换为高强度的填料。这种做法可以显著提高新老路基衔接部位的结构强度。在实施过程中，特别注意选择合适的替换材料，以确保所引入的新材料具有较高的稳定性和承载能力。

2.1.2 抛石挤淤法

针对水下3 m以内的淤泥层、软土层或流动性土层，抛石挤淤法提供了一种有效的解决方案。通过使用石料挤压路基底部的淤泥，可以清除软弱土层，从而增强地基的强度和稳定性。这种方法不仅增强了地基，还通过物理方式改善了土质，从而为新老路基提供了更加稳定的基础。

2.1.3 排水固结法

排水固结法是通过安装排水设施（如排水板、袋装砂井和砂垫层等）来改善待处理的地基。结合预压技术，此方法可以加速地基土中水分的排出，并促进土体的固结沉降。通过这种方式，不仅提高了地基的结构稳定性，还增强了其承载力，特别适用于那些含水量较高的地基。

2.1.4 复合地基粒料桩法

此法通过在地基中打孔并填充碎石来加强地基。碎石桩与孔间土体共同作用，形成了一种复合地基，这不仅提高了地基的承载力，还增强了整体的稳定性。这种方法特别适用于需要快速增强地基承载能力的情况。

2.1.5 CFG桩法

CFG桩法使用水泥、粉煤灰、水和砂石等原料预制成桩体，在成桩机械有力的打击下进入软土地基内。CFG桩的主要作用是通过桩体挤密排水，增加土体的密实度并提供额外的强度，从而加固软土地基。以某软土路基中的CFG桩的应用为例，使用CFG桩进行路基加固的沉降如表1所示。

数据显示，差异沉降随着桩长的增加而递减，在路肩部分沉降控制尤为明显。

2.1.6 加筋土工法

加筋土工法通过在地基土中添加土工织物、格栅等加筋材料，增强土体的整体性和抗滑移能力。这种方法特别适用于新老路基衔接部位为软土基础的工程，能显著提升地基的稳定性和承载力。

2.2 支挡结构处理

在新老路基衔接部位，由于不同的结构特性和材料特点，存在滑移和变形的可能性。支挡结构通过提供侧向支撑，有效地抵抗了这种侧向力，从而减少了路基的侧向滑移和变形。这种结构通常包括挡土墙、护坡墙等，它们能够有效改变路基的变形方向，降低因不均匀沉降导致的开裂风险。

在施工阶段，需严格按照设计规范执行，确保结构的质量和稳定性，使用合适的材料和施工方法是保证结构稳定的关键。此外，还应考虑排水系统的设置，因为良好的排水能够降低水对结构的侵蚀和压力，从而提高其稳定性。

在特殊情况下，如路基不宜放坡或土方量过大时，支挡结构的作用尤为显著。在这些情况下，可能需要通过增加支挡结构来减少路基的填土量或调整边坡角度。此外，支挡结构还可以在改扩建期间为施工提供便利，保证工程的顺利进行。

2.3 老路基边坡的治理

由于老路基的结构和材料特性可能与新路基存在差异，因此其边坡需要特别的处理和加固措施。

2.3.1 老路基边坡的初始处理

治理工作的第一步是对老路基加宽侧的路肩和边坡面进行彻底清理。通常将老路基加宽侧路肩0.5 m左右的土体和边坡面深约0.3 m的土体清除，以消除不稳定的路基材料。此过程中需保证实现清除工作的精确性，避免对老路基的结构造成不必要的损害[1]。

2.3.2 新土石的填充与加固

清除不稳定土体后，接下来的步骤是用新的土石材料填充所清除的区域。选择的填充材料需要具有良好的压实性和稳定性，以确保新填充区域与原有路基形成坚固的结合。

2.3.3 边坡台阶

为了进一步加固老路基边坡并减少土体变形的风险，建议在新老路基衔接部位的边坡上构建台阶式结构。这些台阶向老路基内倾斜约3%，目的是改变土体的变形方向，增强边坡的稳定性。台阶的设计应根据具体的工程情况和地质条件来确定，以达到最佳的加固效果。

2.3.4 边坡稳定性

除了物理结构的改善，还需要考虑边坡的排水和植被覆盖。良好的排水系统可以有效防止水分对边坡稳定性的不利影响，特别是在雨季和潮湿环境中。此外，适当的绿化覆盖不仅可以防止水土流失，还能增强边坡的自然稳定性。

2.4 新路基与老路基衔接部位的顶面处理

新路基与老路基衔接部位的顶面处理主要包括确保衔接部位的土质密实度和物理力学性质的改善，从而有效降低不均匀沉降和裂缝的风险。

强夯法是一种高效的地基加固技术，通过对土质进行强力夯实，能够显著提高土质的密实度。在新老路基衔接部位采用强夯法，可以使顶面与改扩建路段的整段土质达到相近的密实度。这种方法通过在路基土体侧面形成挤压应力，促进土体物理力学性质的变化，从而提高整体的稳定性。此外，强夯还有助于减少土体的孔隙率，提高其承载能力。

通过强夯法处理，新老路基衔接部位的土体密实度得到统一，有效地降低了由于密实度不一致导致的不均匀沉降。这种统一的处理方法对于防止衔接部位出现裂缝、断层等结构性问题至关重要。强夯处理不仅改善了土体的结构，也优化了其承载和传力特性。

在实施强夯法时，需要严格控制夯击能量和夯击次数，以确保衔接部位土体的均匀压实，同时避免对老路基造成过度的振动和损害。施工过程中应实时监测土体密度和水分含量，确保达到预定的技术指标。

2.5 路基加筋

通过在地基中添加土工织物或格栅，可以显著提高土体的稳定性和抗滑移性能。土工格栅尤其有效，其低延伸率和高抗拉强度使其在锁住土体和防止侧向位移方面表现出色。施工时，应确保土工格栅在新老路基衔接部位的两侧得到充分铺设，以最大化其加筋效果。

3 新技术在高速公路扩宽中的应用

3.1 路基差异性沉降的监测技术

新兴技术如地表雷达干涉测量（InSAR）和地下雷达（GPR）等被广泛应用于监控路基的差异沉降。这些技术能够提供高精度的地表和地下数据，帮助施工单位实时监测路基沉降的范围和速度。InSAR技术通过分析从不同角度获取的雷达图像，能够检测微小的地表移动，从而及早识别潜在的沉降问题。同时，GPR技术通过发射电磁波并分析反射信号，能够探测地下结构的变化，为工程师提供关于地下水流和土壤结构的重要信息。这些高级监测技术不仅提高了沉降监测的精度和效率，也为及时采取补救措施提供了可靠的数据支持[2-3]。

3.2 施工过程的软件模拟

先进的信息模型（BIM）和计算流体动力学（CFD）软件被用来模拟施工过程和预测可能的问题。BIM技术提供了一个多维的施工过程视图，使工程团队能够在虚拟环境中规划、设计和分析整个施工过程。这种模拟帮助工程师优化施工策略，如材料的使用、机械的部署和工作流程的管理。CFD软件则用于模拟施工现场的流体动力环境，如在桥梁扩建时评估风载和水流对结构的影响。通过这些软件模拟，能够在实际施工前识别和解决潜在的结构和环境问题，减少施工风险，确保工程按计划高效推进[4-5]。

4 结语

通过对路基填筑技术的详细分析，本文强调了选择合适的填筑材料、控制填筑厚度及层间压实度的重要性。详细探讨了新老路基衔接部位的差异沉降控制方法，包括换填法、抛石挤淤法、排水固结法等。这些方法对于提高新老路基结合部位的稳定性和减少沉降差异至关重要。恰当的设计和施工可以显著提高路基的稳定性，尤其在高填挖区域。此外，本文对老路基边坡的治理策略进行了系统的阐述，包括边坡的清理、新土石的填充和台阶式结构的构建。这些措施有助于改善老路基边坡的稳定性，降低由于路基不均匀沉降引起的安全风险。

参考文献

[1]吴煜.公路改扩建新旧路基合理衔接与沉降控制技术[J].四川水泥，2022（10）：200-202.

[2]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，2022，45（5）：75-76.

[3]章志勇，邓明伟.泡沫轻质土性能分析及其在公路拓宽中的应用研究[J].石油化工建设，2022，44（5）： 167-169，182.

[4]赵大明，柏杨杨.高速公路拓宽改建工程路基拼接设计分析[J].建筑工程技术与设计，2019（4）：980.

[5]彭学东，丁瑶.桩承式锚杆泡沫轻质土在既有高速公路拓宽中的应用研究[J].科技创新导报，2021，18（30）：101-104.