基于高速公路新增互通立交路基路面拼寬技術(shù)研究

陳雄

中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 云南 昆明 650051

1 引言

隨著我國改革開放以來，公路建設(shè)速度取得日新月異的成就，1978年，我國公路通車總里程僅達(dá)到了89萬公里，公路的密度為9.27km/100km2。1988年，我國第一條自主設(shè)計(jì)施工高速公路——滬嘉高速公路成功建成通車，到2012年年底，全國高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)9.62萬公里。

自黨的十八大以來，我國公路建設(shè)取非常輝煌的成就。全國公路總里程增加53萬公里，高速公路增加4萬公里，高速公路基本完全覆蓋97%的人口在20萬以上的城市，二級及以上公路通達(dá)全國96.7%的縣，全國通鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）達(dá)99.99%，隨著我國“村村通”項(xiàng)目的不斷開展?，F(xiàn)在多數(shù)鄉(xiāng)村都實(shí)現(xiàn)了通車大夢想，30年間，我國公路發(fā)展速度震驚中外，創(chuàng)造了世界公路史上的一個(gè)個(gè)奇跡。

隨著我國公路建設(shè)網(wǎng)的不斷完善，基本實(shí)現(xiàn)村村通道路，但隨著人們出行需求的不斷增加，現(xiàn)有部分公路已不能完全滿足出行的要求，而新建道路勢必導(dǎo)致土地資源過多的占用且投資巨大，對現(xiàn)有道路進(jìn)行改擴(kuò)建將成為以后道路工程發(fā)展的趨勢。其中最常用到的為對現(xiàn)有道路路基路面進(jìn)行拼寬處理。

2 概述

本文針對已有高速新增互通立交為研究背景，在現(xiàn)有高速路上增加互通立交勢必導(dǎo)致在現(xiàn)有高速路上設(shè)置加速車道和減速車道以滿足車輛出入高速公路的需要，而加速車道和減速車道均需沿原有路基路面進(jìn)行拼寬，以滿足車輛進(jìn)出高速需要。因此，必須要采用相關(guān)合理技術(shù)對路基路面而進(jìn)行加寬處理，通過公路改擴(kuò)建工程的有效落實(shí)，使高速公路的通行能力得到進(jìn)一步的提升，這對于我國交通運(yùn)輸事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有里程碑式的意義。

3 路基路面拼寬

3.1 路基拼寬

路基改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn)是盡可能地減少新舊路基的沉降差。因此，需要從填料的選擇，原路基的處理，碾壓等方面進(jìn)行控制。路基拼寬主要考慮由于新填筑路基沉降導(dǎo)致路面開裂，拼寬路基的地基處理、路基基底處理、路基填料的最小強(qiáng)度和壓實(shí)度等應(yīng)滿足拼寬后相應(yīng)等級公路的技術(shù)要求。對于原地面為土質(zhì)部分應(yīng)采取碎石換填、粒料樁等方式進(jìn)行處理，對于原地面為巖石部分，需設(shè)置過渡層進(jìn)行應(yīng)力消減，防止反射裂縫。

拼寬路堤的所選用的填料，為減少沉降差，宜選用與舊路路堤相同或強(qiáng)度高水穩(wěn)定性較好的的填料，如果選用細(xì)粒土填筑拼寬路堤，應(yīng)加強(qiáng)新老路堤之間的排水設(shè)計(jì)，可通過設(shè)置橫向排水盲溝排除舊路堤中的積水。同時(shí)在拼寬原有路基時(shí)，應(yīng)在原有公路現(xiàn)有邊坡上開挖臺階，開挖臺階寬度不應(yīng)小于2m，當(dāng)拼寬小于0.75m時(shí)，可進(jìn)行超寬填筑方式處理，同時(shí)未避免后期質(zhì)量病害，在每層開挖臺階上鋪筑土工格柵，以保證路基的整體穩(wěn)定性[1-4]。挖臺階及鋪筑土工格柵如圖1所示。

圖1 路基拼寬挖臺階及鋪土工格柵示意圖

3.2 路面拼寬

路面拼寬是公路路面拼寬實(shí)施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在工程具體的施工過程中科學(xué)合理有效的拼寬方案能夠?qū)⑿屡f路面連接成一個(gè)整體，在一定程度大大的提高整個(gè)路面的使用年限。只有科學(xué)合理的進(jìn)行拼寬才能夠使得新老路面成為一個(gè)整體，進(jìn)一步保障高速路面能夠長期穩(wěn)定的使用下去。如果缺乏合理的拼寬設(shè)計(jì)方案，那么將會使路面的結(jié)構(gòu)在使用過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，道路新舊路面出現(xiàn)縱向裂縫，不利于道路長久使用。在具體實(shí)施過程中為了減少新舊路面連接部位應(yīng)力集中，避免反射裂縫，采取了以下幾個(gè)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)處理。

第一、將原土路肩進(jìn)行挖除，并對原有硬路肩或行車道路面進(jìn)行超挖，超挖寬度為30cm，第一臺的開挖深度為設(shè)計(jì)路面面層厚度；第二臺沿原土路肩位置下下開挖，開挖深度為路面基層厚度，開挖方式如圖2所示，之后開挖第三臺，開挖深度為路面底基層厚度，之后對路基拼寬進(jìn)行處理。

圖2 填方段路面拼寬方式

第二、逐層鋪筑拼寬路面，在路面基層鋪筑是應(yīng)設(shè)置縱向滲溝，滲溝四周增設(shè)防滲土工膜，以利于路面滲水及時(shí)排除。在鋪筑路面面層時(shí)，為有效防止反射裂縫的發(fā)生，在基層頂面施工完成后鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵。

玻璃纖維土工格柵防裂原理，經(jīng)采用有限元法論和材料力學(xué)的分析，結(jié)果表明：

1）在舊水泥混凝土路面上鋪筑玻璃纖維土工格柵，能夠改變路面瀝青層在度作用下和車輛荷載下的的變形情況，能夠大大較少連接位置的集中應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂縫，提高使用的壽命。

2）鋪筑玻璃纖維土工格柵的路面能使新舊路面形成一個(gè)完好的整體能，減少瀝青表面彎沉值，提高瀝青面層的使用性能。

3）玻璃纖維土工格柵的主要作用并不是靠自身的變形來抵抗應(yīng)力，其防裂原理實(shí)際上是使用玻璃纖維土工格柵的隔離功能，主要是新舊路面的在接縫位置產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，而力學(xué)性能較好的的玻璃纖維土工格柵本身具有承受較大的拉應(yīng)力，將新舊路面接縫處的集中應(yīng)力隔離，從而避免反射裂縫的發(fā)生。

第三、在下封層施工完成后鋪筑瀝青混凝土面層前，在新老路面粘結(jié)部位刷粘層油，加強(qiáng)新老路面粘結(jié)，之后完成瀝青路面的鋪筑。新舊面層接縫位置上要應(yīng)用改性熱瀝青來作為接縫的材料，在施工的過程中，為了能夠保證整個(gè)路面的壓實(shí)度，需要應(yīng)用跨縫碾壓的方式來處理新舊面層的拼接位置。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國公路建設(shè)網(wǎng)的不斷完善，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)村村通公路目標(biāo)，但隨著人們出行需求的不斷增加，現(xiàn)有部分公路已不能完全滿足出行的要求，而新建道路勢必導(dǎo)致土地資源過多的占用且投資巨大，對現(xiàn)有道路進(jìn)行改擴(kuò)建將成為以后道路工程發(fā)展的趨勢，在公路改擴(kuò)建的過程中主要問題就是路基路面拼寬處理技術(shù)，本文主要本文主要介紹了基于高速公路新增互通立交路基路面拼寬技術(shù)，供其他道路路基路面拼寬參考。