高速公路改扩建工程路基路面拼接施工技术的研究

作者姓名：姚品良

作者单位：广东茂湛高速公路有限公司扩建工程管理处单位邮编：525000

摘要：随着我国社会经济的飞速发展，修建于上世纪八九十年代的大部分高速公路由于受到当时经济、技术、理念的制约，部分高速公路已不能满足社会经济与交通量快速增长的需求，急需拓宽改建。经过几十年的行车使用，需要改扩建的高速公路老路基相对于新建路基己基本或完全固结沉降到位，老路基的物理力学性质已经发生了极大的改变，特别是软土路基，强度明显提高，即使是还未完全固结稳定，路基土的性质也有较大地改善。在同等荷载的作用下，新建路基工后沉降远大于老路基的沉降，极易引起路基不协调变形。老路基压缩变形已经完成，新建路基在自身荷载作用下会发生压缩变形，且在施工结束后仍易发生部分压缩变形。

关键词：高速公路；改扩建工程；路基路面拼接；施工技术

引言

受施工技术、经济条件影响，许多建设完毕的高速公路已不能满足当前的交通发展要求，如果放弃旧高速公路建设新高速公路，会消耗大量人力、物力和财力。基于此，施工单位通常采取高速公路改扩建方式，考察高速公路实际情况，选择科学的改扩建方案。路基路面拼接是高速公路改扩建技术的新尝试。

1高速公路改扩建工程的原则和重要意义

1.1施工原则

在开展高速公路改扩建工程施工时，应遵循下述原则：①所选择的施工技术必须满足综合需求，主要包括清表削坡、基地碾压和填料摊铺等，同时，还要基于工程实际情况，对新旧路基衔接技术加以规划，以保证施工质量。②在施工过程中，应对施工所在地区实际情况进行分析，并在此基础上形成路基衔接体系。③遵循保护原则，保证新旧路基衔接质量。

1.2重要意义

相较于普通工程，高速公路改扩建工程在结构上更加复杂，容易受到多方面因素的影响。为使工程安全性得到保证，应选择合适的路基衔接技术。原因主要是新路基在施工结束后，会在自身重量和车辆荷载的作用下逐渐下沉，导致新旧路基之间产生差异，无法满足平整性的要求，严重时甚至会引发严重的交通事故。故针对高速公路改建工程新旧路基选择合适的施工技术和防治措施，具有十分重要的意义。

2高速公路改扩建工程中路基不均匀沉降的原因分析及路基拼装技术

2.1路基不均匀沉降原因分析

2.1.1新老路基的自身变形差异

在最初高速公路设计与修建过程中,大多未考虑后期可能进行的高速公路改扩建工程,因此在进行新路基扩宽时条件受限,新路基的填土压实度往往达不到要求,导致在运营过程中产生较大变形。而对于老路基来说,因其长期承受自重以及车辆荷载,变形相对于新路基非常小,新老路基之间的自身变形差异就会导致路基整体发生不均匀沉降。

2.1.2新老路基的固结和沉降差异

当路基土为软土时,老路基的固结度比新路基高很多,新路基的扩宽会产生新的附加应力,导致新路基的沉降比老路基大很多,从而产生路基的不均匀沉降。

2.1.3扩建路基结合强度不足

新路基与老路基的物理力学性质不一致,当二者共同受力时会发生变形不协调,当新老路基交接处的结合强度不足时,新路基就会沿接触面发生下滑,导致路基的不均匀沉降,甚至发生路基整体的破坏。

2.2路基拼装技术

高速公路改扩建工程中最易出现的问题就是新老路基之间的不均匀沉降使新老路基接触位置发生应力集中和错位,导致路基破坏。因此处理好新老路基之间的接触位置是决定工程质量的重中之重。目前针对这一问题能够采取的措施主要有以下三种:(1)清表,即在扩建之前,将老路基的表层土挖除30cm。(2)填筑新路基之前在老路基上面挖台阶以增大新老路基之间的接触,保证其具有更好的整体性。(3)铺设土工格栅,加强新老路基之间的连接,使其荷载分布更加均匀,提高路基的整体性。

3高速公路改扩建工程路基路面拼接施工技术

3.1单侧拼接加宽

高速公路改扩建中最常见的就是单侧拼接加宽。这种方式能利用旧路基，减少拆迁占有土地，灵活调整旧路基横波。另一面的旧路基依然可以使用，在一定程度上节约了施工材料，减少了施工成本。而且单侧拼接加宽能降低新旧路基拼接处的沉降问题，提高施工质量，在施工过程中保障另一侧正常通车。其缺点是对旧路基中央分隔带的处理有很多影响因素。此外，施工后新旧路基在承重方面会有产生一定的差异性。

3.2两侧拼接加宽

和单侧拼接加宽的方式不同，两侧拼接加宽要在旧路基的两边拼接加宽，其优点是对高速公路原有几何线性影响较小，不用调整高速公路横波，能保留高速公路原有的中央分隔带，只要对旧路基进行两侧加宽处理即可，可有效提高施工效率，控制施工成本。此方式的不足之处在于交通组织难度较大，两侧都要加宽，要进行大量拆迁，占用大面积土地；拼接难度较大，如果拼接工艺的选取不合适，会影响最后的施工质量。

3.3分离拼接技术

和前面两种拼接技术相比，分离拼接技术能满足施工要求，虽占用的土地和投资最高，但此方式不会对交通运行造成太大干扰，也不用考虑新旧拼接处的沉降问题。在施工中使用高压喷射注浆或地基喷射注浆等方式在土层的位置形成一道沉降隔离墙，有效解决路基不均匀沉降的问题。和前面两种拼接技术相比，分离拼接技术能有效控制施工质量，其施工技术难度较低。

4高速公路改扩建中的路基路面拼接技术要点

4.1路面拼宽施工

为改善受力状态，防止改扩建施工后新旧路基拼接部位应力过于集中，确保拼接施工质量，增强新旧路面基层结构的整体性，避免或延缓后期发生裂缝病害，必须采用错层式开挖及台阶式拼接方式。台阶的设置能有效缓解拼接路面结构剪应力以及新旧路面不协调沉降与变形。拼接面顶部剪应力最大值受结构层拼接方式的影响较大，结构层底部剪应力受基层拼接台阶设置形式的影响也较大。为此，该公路改扩建段新旧路面基层拼接台阶宽度应控制在40～60cm，并应加强基层底部脱空的检查，确保台阶设置质量。

4.2新旧路基结合压实度控制

利用设备碾压技术可提高路基基床和路床的稳定性，考虑施工路段的复杂性及填方过程中会遇到特殊情况，因此在新旧衔接处要使用液压机压实，最好采用纵向压实的方式。

路基夯实一般会采用碾压或是冲击碾压的方式。如果在路基检测中发现实际含水量小于最佳含水量，便可采用边路夯实的方式，从外围逐渐推向中间。在实际工程中，要使用25kJ冲击冲压10次，再处理新旧路基衔接部分，反复碾压，并将两种碾压方式结合起来，以保证衔接位置的稳定性。在施工过程中，采用联合作业处理新旧路基衔接能有效控制路基沉降，加强新旧路基的衔接密度，缩小新旧路基间的承重差距。在处理新旧路基衔接位置时一般采用台阶的方式，并夯实衔接位置。在工程施工中选用大型碾压机械可提高施工效率，对于难以碾压的部分可使用小型机械，提高工程的精细度。在台阶拼接工程中T-140推土机械是最优选择，能快速完成路基挖方作业，形成完整的路基边坡。一般台阶拼接的尺寸高约80cm，宽约150cm。

结束语

高速公路改扩建工程中路基拼接施工方式及工序有各种不同形式可以选择，选择何种方式及工序应以实际施工段的道路状况为依据尽量选择能降低施工难度、提高施工技术可行性、施工成本最低、施工操作最便捷、对原路基影响最小的方式，以最大限度提高施工质量降低施工风险保障高速公路改扩建工程的安全稳定，提高经济及社会效益。

参考文献

[1]李小林.高速公路改扩建中新老路基拼接关键技术及质量改进措施[J].工程建设与设计，2023（01）：210-212.

[2]郭海军.高速公路拓宽工程新老路基拼接施工技术研究[J].交通世界，2023（08）：82-84.

[3]李熠.高速公路路基加宽拼接及施工控制技术研究[J].工程建设与设计，2022（24）：196-198.