高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形與路基拓寬工藝研究

溫勇

摘 要：國民經(jīng)濟(jì)快速增長，使得各地區(qū)區(qū)域間交流變得更加頻繁，高速公路交通量呈現(xiàn)出了明顯上升的趨勢，原有高速公路已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代交通實(shí)際需求，需要進(jìn)行改建以及擴(kuò)建施工。文章將以江西昌樟高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目為例，對高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形和路基拓寬施工工藝展開全面論述，旨在明確新老路基差易變形有效處理方式，提升國內(nèi)路基拓寬工藝施工水平。

關(guān)鍵詞：路基拓寬工藝；高速公路；改擴(kuò)建施工；差異變形

中圖分類號：U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0104-02

Abstract： With the rapid growth of the national economy， the regional communication has become more frequent， and the traffic volume of the highway has shown a clear upward trend. The original highway has been unable to meet the actual needs of modern traffic. Alterations and extensions are required. Taking the reconstruction and extension project of Chang-Zhang Expressway in Jiangxi Province as an exemplar， this paper discusses comprehensively the differential deformation of new and old roadbed and the construction technology of roadbed widening， in order to clarify the effective treatment method for the difference of new and old roadbed and improve the construction level of roadbed widening technology in China.

Keywords： roadbed widening technology； expressway； reconstruction and extension construction； differential deformation

為切實(shí)提升高速公路通行能力，保證其性能可以得到全面性發(fā)揮，實(shí)施高速公路改擴(kuò)建工程施工極為必要。在交通事業(yè)高速發(fā)展的今天，對公路實(shí)施改擴(kuò)建施工，已經(jīng)成為滿足公路實(shí)際應(yīng)用需要的有效手段，因此相關(guān)單位一直極為注重高速公路改擴(kuò)建施工。但在實(shí)際施工過程中，很有可能會因?yàn)樾吕下坊g差異，而造成公路變形等問題出現(xiàn)，會對最終公路使用效果產(chǎn)生直接影響，所以對公路拓寬施工工藝進(jìn)行研究極為必要。

1 工程概括

江西昌樟高速公路，即南昌至樟樹方向高速公路，位于江西省樟樹市與南昌市之間，所處地理環(huán)境為典型南方濕熱環(huán)境，是江西省重要高速公路之一，日均車流量極高。為增強(qiáng)公路通行能力水平，開始對該公路進(jìn)行加寬擴(kuò)建。

整體擴(kuò)建項(xiàng)目起始于南昌西南側(cè)樞紐互通式立交南端位置，經(jīng)多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)到達(dá)樟樹市昌傅鎮(zhèn)，總長為86.545千米。整體改擴(kuò)建項(xiàng)目主要采用局部分離、兩側(cè)整體拼寬原則，對原四車道進(jìn)行了八車道擴(kuò)建，在完成擴(kuò)建后，整體路基寬度達(dá)到了42米。

2 改擴(kuò)建新老路基差異變形

2.1 加寬方式

通常如果公路加寬寬度條件相同，在進(jìn)行兩側(cè)加寬時(shí)，新老路基差異沉降以及新路基絕對沉降要比單側(cè)加寬更加具有優(yōu)勢，且路基頂面最大沉降點(diǎn)一般都會在新路基路肩位置。就力學(xué)角度而言，公路兩側(cè)均勻受荷方式對老路基所產(chǎn)生的負(fù)面影響，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單側(cè)受荷方式，老路基變形以及受力也會更加均勻[1]。因此在條件允許情況下，建議選擇兩側(cè)拓寬的方式進(jìn)行項(xiàng)目施工。但兩側(cè)加寬施工模式也存在著一定問題，像對現(xiàn)有交通影響大以及施工工期較長等方面的問題，加之其整體施工技術(shù)要求以及設(shè)計(jì)難度較大，所以施工質(zhì)量很難控制。在具體施工過程中存在著諸多不可預(yù)見因素，應(yīng)用會受到一定限制。但因?yàn)樵摴こ誊嚨酪呀?jīng)超過4道，如果采用單側(cè)拓寬可能會造成路基出現(xiàn)嚴(yán)重沉降的問題，所以應(yīng)采用兩側(cè)加寬手段，以降低新老路基差異變形程度。

2.2 老路路基含水率

由于項(xiàng)目所在區(qū)域位于南方濕熱地區(qū)，受到當(dāng)?shù)厮奶攸c(diǎn)以及氣候條件的影響，該工程路基會受到水分的長時(shí)間侵蝕，會使路基出現(xiàn)一定問題。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，路基濕度變化影響因素主要體現(xiàn)在四個方面：（1）地表水與大氣降水。由于高速公路主要處于自然環(huán)境，會受到多種自然條件因素影響，自然降水會經(jīng)由邊坡以及路面，滲透侵入到路基之中，使得路基含水率出現(xiàn)極速增長，進(jìn)而造成其處于過濕狀態(tài)；（2）蒸發(fā)量。蒸發(fā)會對路基濕度產(chǎn)生直接影響，在其作用之下，路基邊坡以及路表所含水分會出現(xiàn)明顯減少的情況，路基內(nèi)部濕度也會隨之減小，整體含水率會出現(xiàn)降低趨勢；（3）氣溫。大氣溫度是地區(qū)熱狀況特征主要體現(xiàn)，會通過蒸發(fā)作用對路基內(nèi)部含水率形成影響，一般早春以及晚冬時(shí)期，路基含水率會隨著氣溫下降而達(dá)到最大；（4）毛細(xì)水與地下水。毛細(xì)現(xiàn)象是指，土壤中水分會在道路表面張力作用之下，順空隙向其他方向進(jìn)行移動的現(xiàn)象。在南方濕熱地區(qū)，地下水位會隨著降雨量變化而出現(xiàn)明顯變化，進(jìn)而產(chǎn)生毛細(xì)水現(xiàn)象，會對路基水分含量產(chǎn)生直接影響。由于路基含水率發(fā)生變化之后，路基回彈性能也會出現(xiàn)改變，所以在進(jìn)行新路基施工時(shí)，需要做好含水率處理工作[2]。

2.3 臺階開挖寬度

實(shí)施公路改擴(kuò)建時(shí)，施工人員需要對老路邊坡進(jìn)行削坡處理，一般需要進(jìn)行邊坡臺階開挖施工，以增加新老路基有效疊合面積，保證拼接位置可以得到有效結(jié)合。現(xiàn)階段，新老路基結(jié)合位置臺階開挖寬度一直處于不斷增加的狀態(tài)，新老路基差異沉降以及沉降量都得到了有效控制，且新老路基結(jié)合面積也保持著增大的狀態(tài)，老路基所承受的荷載逐漸向新老路基一體化方向開始轉(zhuǎn)變，沉降變形問題得到了有效解決[3]。同時(shí)老路基路表水平位移也隨著開挖寬度的增加，而出現(xiàn)了逐漸縮小的趨勢，但對于新路基路表影響并不明顯。建議在不考慮工程施工成本的前提下，盡量加大臺階開挖寬度數(shù)值，以對新老路基結(jié)合效果進(jìn)行保證。

3 路基拓寬工藝

3.1 做好施工前期準(zhǔn)備

在進(jìn)行路基拓寬施工之前，施工人員需要先做好前期準(zhǔn)備工作。一方面要對施工設(shè)計(jì)方案以及具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行掌握，并要做好前期調(diào)查工作，要明確施工現(xiàn)場具體情況；另一方面要對路基填料進(jìn)行科學(xué)選擇，要按照具體公路路況，對相應(yīng)填料進(jìn)行選擇，像土質(zhì)路基可以選擇穩(wěn)定性能較強(qiáng)的材料作為填料[4]。目前較為常用的穩(wěn)定性能較為理想的填料，主要有工業(yè)礦渣（建筑廢料或者鋼渣等）以及石質(zhì)土（卵石土以及漂石土等）兩種。

3.2 科學(xué)展開地基處理

地基處理是改擴(kuò)建工程施工重要一環(huán)，在進(jìn)行路基填筑之前，施工人員需要先對路基原底面展開清潔處理，要對15cm耕種土地表土進(jìn)行清理，且要按照規(guī)定對其進(jìn)行壓實(shí)[5]。但此種方式多適用于普通土質(zhì)，如果路基為高含水量松軟土質(zhì)，要先對其進(jìn)行翻曬再進(jìn)行壓實(shí)，且為防止邊坡滑動失衡以及路基沉降等問題，要通過合理手段對地基壓縮性進(jìn)行控制，以對地基承載能力以及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化。所以在進(jìn)行軟土地基處理時(shí)，要通過實(shí)施反壓護(hù)道、墊層處治以及開挖置換等技術(shù)，對軟土地基展開處理，并要運(yùn)用排水固結(jié)以及加載預(yù)壓等，對沉降問題進(jìn)行處理。此外在進(jìn)行地基排水處理過程中，因?yàn)榈鼗钪飺碛幸欢ㄋ降臐B透性，可能會因?yàn)榈乇硭聺B而造成內(nèi)部土體軟化的情況，會對拓寬后路基穩(wěn)定性形成直接影響，所以要積極采取各項(xiàng)有效措施，要保證基地隔離層水穩(wěn)定性，以避免因滲水問題而對地基產(chǎn)生不良作用。

3.3 完善路基搭接與壓實(shí)

壓實(shí)施工質(zhì)量與路基質(zhì)量有著直接關(guān)聯(lián)，在進(jìn)行改擴(kuò)建施工時(shí)，施工人員需要對路堤以及路塹等處基地實(shí)施壓實(shí)處理，以降低填料縫隙率，確保填料密實(shí)度可以得到切實(shí)提升，以對填料間接觸面進(jìn)行切實(shí)增強(qiáng)，保證變形問題發(fā)生可能性可以得到有效控制，以為高質(zhì)量路基建設(shè)做好鋪墊。同時(shí)要對碾壓機(jī)器設(shè)備展開科學(xué)選擇，要按照土性狀情況對壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行挑選，以對最終壓實(shí)效果進(jìn)行保證。在進(jìn)行挑選時(shí)，還要保證機(jī)具單位壓力要能夠保持在土強(qiáng)度極限之下，以對土基結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

在具體壓實(shí)過程中，要按照先輕后重原則，逐步對土基強(qiáng)度進(jìn)行增加，并要對碾壓速度進(jìn)行控制，要通過勻速的碾壓方式，防止出現(xiàn)松散土被機(jī)械推走的情況，以保證壓實(shí)施工質(zhì)量。整體壓實(shí)施工需要按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，要對壓實(shí)度以及干密度展開科學(xué)把控，并要將壓實(shí)過程中可能存在的影響因素考慮到其中，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)度。如果老路邊坡壓實(shí)度不足，且存在著水分侵蝕的問題，此時(shí)需要對問題部分進(jìn)行清除，并要做好搭接處理，以對輕度沉降問題進(jìn)行緩解，降低縱向裂縫出現(xiàn)的可能性。邊坡搭接寬度需要按照具體工藝確定，要按照機(jī)械作業(yè)或者人工作業(yè)實(shí)況，對搭接寬度進(jìn)行設(shè)置。

3.4 優(yōu)化路基排水系統(tǒng)

為妥善解決路基含水率過高問題，確保地表水不會對新老路基結(jié)合強(qiáng)度以及抗變形能力產(chǎn)生較大影響，在進(jìn)行路基拓寬工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要做好路基防排水系統(tǒng)規(guī)劃。一方面要對地下水以及地表水進(jìn)行攔截，防止其進(jìn)入到路基之中；另一方面要在路基內(nèi)部布置橫向以及縱向盲溝體系，以將水分匯聚到兩側(cè)集水溝之中，降低路基內(nèi)容含水率。同時(shí)要做好新老路基結(jié)合面布置工作，要通過鋪設(shè)隔水土工布的方式，避免路基在表面開裂之后雨水對于路基與路面的侵蝕，以對公路性能進(jìn)行保證。

由于本次工程主要以老路基邊坡滲水問題為主，所以在進(jìn)行路基拼接施工時(shí)，施工人員不僅要進(jìn)行橫、縱向盲溝布置，同時(shí)還要做好老路基邊坡滲水處理?？稍谕貙捖坊?，按照每隔20米的距離展開橫向盲溝布置。同時(shí)要在老路堤中間滲水位置，分別設(shè)置一道橫向以及縱向盲溝。如果老路堤坡面出現(xiàn)大面積滲水，此時(shí)每填高2米邊坡臺階，便要設(shè)置一道縱向盲溝，且要每隔20米設(shè)置一道橫向盲溝，要通過此種方式，妥善解決老路基邊坡滲水問題。

4 結(jié)束語

通過本文對高速公路改擴(kuò)建施工相關(guān)內(nèi)容的論述，使我們對公路改擴(kuò)建新老路基差異變形以及正確路基拓寬施工方式有了更加清晰的認(rèn)知。公路施工單位要明確新老路基施工的重要性，要加強(qiáng)對該部分施工的研究力度，要在對新老路基差異變形內(nèi)容進(jìn)行明確的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程項(xiàng)目所在地區(qū)以及項(xiàng)目施工具體條件，通過優(yōu)化路基排水系統(tǒng)以及科學(xué)展開地基處理等手段，合理展開各項(xiàng)路基拓寬施工任務(wù)，以達(dá)到切實(shí)提升高速公路改擴(kuò)建施工質(zhì)量的目標(biāo)，確保公路交通運(yùn)輸能力可以得到有效提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳國長，陳貽強(qiáng).高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形影響因素及路基拓寬施工技術(shù)[J].交通世界：建養(yǎng)，2015（10）：62-63.

[2]宋正虎.高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形的影響因素及拓寬路基施工技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（34）：101-102.

[3]閆風(fēng).公路改擴(kuò)建新老路基差異變形的影響因素及拓寬路基施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（8）.

[4]張忠勝.高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形影響因素及拓寬路基施工技術(shù)[J].交通世界：建養(yǎng)，2015（10）：98-99.

[5]劉子明.高速公路改擴(kuò)建新老路基差異變形影響因素研究[J].交通世界，2016（19）：40-41.