高速公路路面加寬施工技術研究

趙大能

（云南省曲靖公路局，云南 曲靖 655000）

0 引言

交通工程是支持國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎，我國的高速公路發(fā)展至今，全國總里程已經(jīng)超過了13 萬km，云南高速公路通車里程業(yè)已超過1 萬km，但因為近些年的社會經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢迅猛，人民對出行需求提出了更高要求，原來的部分高速公路運行也出現(xiàn)了交通通行需求難以滿足的狀況，堵車、交通事故等問題的發(fā)生頻率越來越高。為解決這些問題，必須對高速公路進行全面改造，運用合理的路面加寬技術改善交通狀況，提升公路的通行能力以及服務保障能力，滿足社會發(fā)展的需求。

1 高速公路的路面加寬施工要求

在對高速公路進行路面加寬的過程中，施工人員需要注意三點基礎要求，分別是高速公路的運營安全、施工投資的成本控制、公路穩(wěn)定性的保持。

首先，公路安全運營的保證。在路面加寬的施工過程中，施工人員需要保證加寬作業(yè)不會影響路面的正常使用，因此在進行路面擴建時，必須基于原有路基的穩(wěn)定性要求制定加寬施工的標準，盡可能以小幅度開挖的方式進行，減少路面擴建對路基的危害，確保施工工序的安全和協(xié)調。

其次，成本控制。在高速公路的路面加寬中，施工單位需要注意資源的應用，以道路以及構造物的特點為基礎，合理利用施工資源，減少浪費，確保投入資金符合經(jīng)濟發(fā)展需求。

最后，公路穩(wěn)定性。施工單位在對高速公路進行路面擴建中，應當抓住工程的主要特點，以提高工程穩(wěn)定性和安全性為目標設計施工方案。由于加寬的高速公路多為已經(jīng)通車的路面，經(jīng)過長期的運行之后，公路的路基已經(jīng)完成沉降，而進行加寬后的新路基依然存在沉降，這導致新舊路面的接縫處有較高的概率產(chǎn)生開裂，所以對高速公路進行擴建改造時要注意對公路穩(wěn)定性的保持，以順利改善公路的運輸結構，提高公路的運輸效率。

2 高速公路路面加寬施工技術類型

常用的高速公路路面加寬技術有兩種：一種是雙側加寬技術；另一種是單側加寬技術。

首先，雙側加寬技術。雙側加寬技術在高速公路的路面加寬中應用較多，根據(jù)擴建方式，雙側加寬又細分為雙側拼接和雙向分離兩種技術類型。雙側拼接在高速公路加寬中較為常見，該技術方案是施工人員在高速公路的兩側進行加寬，技術優(yōu)勢在于施工對舊路面的影響較小，不會因為新路面的增加導致舊路面的結構受損。但該技術的施工周期較長，長時期的作業(yè)會對高速公路的通車帶來負面作用，降低公路的貨運量和客運量，不僅影響經(jīng)濟發(fā)展，而且會增加交通事故的發(fā)生概率。雙向分離技術常規(guī)應用在八車道擴建或者六車道擴建中，該技術相對于雙側拼接施工的周期更短，對公路通車的影響更小，但該加寬技術對新增土地面積的要求更苛刻，且需要投入的資金和資源更多，不滿足成本控制的要求，因此在路面加寬工程中應用較少。

其次，單側加寬技術。單側加寬技術只用于需要一側加寬的高速公路中，與雙側加寬技術相比，單側加寬技術的優(yōu)勢有兩點：其一，對公路功能的影響較小，未加寬一側路面的排水溝和路面防護等仍能正常使用；其二，對通車影響較小，未加寬一側路面仍能保持正常通車狀態(tài)。但該技術依然存在不足之處，一方面，公路本來的路基中線會因為一側加寬另一側未加寬出現(xiàn)偏離，在完成一側加寬后，必須對路基中線重新調整，這就增加了施工成本。另一方面，在公路路面的單側加寬后，中央分隔帶的作用也會喪失，施工單位需要拆除隔離帶，否則會對車輛運行帶來負面作用，且在單側加寬中，公路的上跨橋梁也需拆除后選擇新位置重建，所以單側加寬技術無論是工程難度還是投入成本都要高于雙側加寬。

3 高速公路路面加寬工程中常見的問題

3.1 拼接加寬問題

高速公路的路面加寬是新路面和舊路面的拼接，如果不重視新老路基的融合狀態(tài)，沒有顧及新舊路面產(chǎn)生的搭接應力和路基的不均勻沉降等，就容易引起路面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫等現(xiàn)象，給車輛行駛帶來阻礙。所以在路基加寬中，施工人員要時刻保持高速公路舊路面的強度，否則會出現(xiàn)因為新老路基融合帶來的路基穩(wěn)定性降低。

路基在加寬中要時刻保持路基壓實標準和壓實沉降的統(tǒng)一性，這就對路面加寬施工提出了較高的技術要求，故在實際的施工作業(yè)中，施工人員需要充分考慮舊高速公路的路面加寬及鋪設方案的完善性，不斷調整公路的拼接加寬方案，保證路面施工工序的良好開展。

3.2 路基病害問題

公路加寬技術存在復雜度高、施工要求苛刻等難點，由于施工難度過大，在加寬過程中路基極易出現(xiàn)病害，如經(jīng)常發(fā)生的路基失穩(wěn)以及縱向開裂情況。

如果對病害不及時處理，將會引發(fā)嚴重后果，公路加寬中，新加寬路面容易發(fā)生路基滑移，嚴重情況下甚至會出現(xiàn)公路坍塌，施工人員在施工中如果沒有對路基病害進行有效處治，就會導致高速公路的安全隱患增加。

4 高速公路路面加寬技術的應用

4.1 公路的路基設計

在加寬作業(yè)中，因為路基兩側的排水溝經(jīng)歷長期的雨水浸泡，結構強度會比新路基低，因此新路基的結構設計要將壓實度控制在1.1%左右，以此防止沉降現(xiàn)象出現(xiàn)。當高速公路路面保持濕潤狀態(tài)，則采取振動壓路機分層碾壓，從而保證新路基質量實現(xiàn)提升。在實際壓實施工中，具體包括選擇試驗段、確定松鋪厚度以及明確碾壓次數(shù)等階段，操作期間速度由慢變快，壓力持續(xù)增加，壓實才能取得預期效果。同時，控制碾壓機保持適中速度，根據(jù)以往施工經(jīng)驗確定，并注意振壓與復壓。高速公路直線路段與曲線路段壓實方法存在差異，這關系著新路基壓實效果。在壓實作業(yè)中，縱向應選擇進退式碾壓方法，而橫向則關注碾壓輪跡重疊寬度，且碾壓需要保證全面性，避免產(chǎn)生留白的問題，讓新路基得到均勻的壓實。

4.2 路基施工方式

高速公路的路面加寬包括臺階處理、壓實流程和碾壓施工等要點。臺階開挖如圖1所示。在原有路基結構分析中，邊坡坡度通常保持在1∶1.5 左右，通過路基開挖形成錯臺結構形式，促使新路基與舊路基的有效搭接。

圖1 臺階開挖示意圖

在新路基施工中通常使用加寬技術，施工單位根據(jù)填筑材料以及道路設計荷載情況，充分考慮原路基的壓實裝填情況，使新路基填料的選擇符合壓實標準匹配，避免新路基在使用后期出現(xiàn)形變問題。在含水量符合規(guī)范要求的基礎上，要通過振壓機完成分層碾壓作業(yè)，一般用于降雨后的新路基中。圖2為新路基壓實作業(yè)流程。

圖2 新路基壓實作業(yè)流程

在路面加寬施工中，路基填筑之前，參建單位需要按照設計要求及規(guī)范標準驗收，通過材料含水狀況、設備使用特點等，進行優(yōu)化組合，并合理控制路面碾壓的遍數(shù)以及機械碾壓的速度，如果高速公路的橋頭與通道處有充足水源，可以采用水墜壓實法。

4.3 路基病害處理

施工前必須做好充足準備，其中主要任務包括對路基結構的設計，鋼筋、鋪裝鋼筋網(wǎng)以及箍筋的設置等。在設計的時候需詳細考慮鋼筋路基填料的收縮問題，在跨度較大的地方應適當使用鋪裝鋼筋網(wǎng)，避免路基填料過度收縮。

路基填料溫差裂縫通常是由于熱脹冷縮形成的，在防控裂縫時也要基于這一原理出發(fā)。一般來說，在路基填料原材料配制過程中可摻入一些塑化劑、引氣劑，同時適度減少水泥用量。在攪拌路基填料的時候也可加入一些冰塊，待攪拌好的材料冷卻后方開始澆筑。

針對裂縫高發(fā)部位可使用臨時活動跳板，增加接觸面積，使應力分散。通常選擇垂直振搗方式，行列式排列振搗棒，遵循快插慢拔原則，針對路基填料的坍落度確定合理的振搗時間，防止漏振或過振問題。振搗時間以8～10s 為宜，避免石頭下沉導致路基填料結構不均勻。當路基填料澆筑至面層時，應將表面抹平壓實，將路基填料內部的水分以及氣泡排出，從而增強路基填料構件的密實度。

5 案例分析

某高速公路按照一級公路標準建設，屬于軟土地基，公路為四車道，路基的寬度為23m，包含1m 的中央隔離帶，每個行車道寬度3.75m，路緣帶寬度0.5m。但因公路運營時間較長，路基外邊坡有滑坡現(xiàn)象，路基路面的面板也發(fā)生脫空，為確保填方邊坡的穩(wěn)定，實施加寬作業(yè)。

在加寬過程中，按照上述內容進行填土和壓實操作，填筑具體工藝流程如下：首先，工程中為保障壓實層的勻質性，結合設計斷面進行分層填筑和壓實。選擇噸位超過18t 的壓路機碾壓新路基，最大松鋪厚度標準是40cm，碾壓應該先緩慢，然后逐步增加速度。在復壓與終壓中，新路基復壓所用振動壓路機的噸位為26t，且振壓至少3 次。復壓時要維持至少1/3 輪寬的輪跡重疊，采取“先慢后快”的方法，在高頻率與低振幅下，當碾壓輪跡覆蓋所有工作面后為碾壓1 次。其次，壓路機運行速度不能超過4km/h，直線段碾壓要由兩邊向中央，曲線段碾壓則先內側后外側。碾壓段之間的重疊要超過20m，避免發(fā)生漏壓等問題。最后，碾壓次數(shù)至少為6 次，輪跡重疊為輪寬的1/3，輪跡覆蓋所有工作面后則完成1 次碾壓，在水完全滲透后在砂基頂部取樣檢測，重點對壓實厚度、固體體積率、壓實度等進行檢測。

壓實具體工藝流程如下：第一，填料。通過推土機將填料送往填筑路段。第二，填料攤鋪與整平。路基填筑結束后，采用攤鋪機完成攤鋪與整平作業(yè)。第三，圍堰施工。在完成上述工序的路段采用圍堰，并控制邊坡寬度和長度，且高度與寬度均超過30cm。第四，灌水處理。在設置好圍堰后需要及時灌水，整個過程要做到連續(xù)，保持較大的水流。新路基表面水體高度要維持在20cm。第五，碾壓施工。在灌水符合要求后，通過碾壓機完成碾壓，必須滿足上述方法要求，碾壓次數(shù)不能超過3 次。對于壓路機不能達到的地方，則選擇插入式振壓機進行碾壓。第六，當路基表面水分滲透后，要嚴格檢測其路基壓實度和體積率等參數(shù)。第七，對壓實度進行檢測，具體結果如表1所示。在檢測壓實度過程中，不僅要測定密度，也要通過紅外線微波加熱方法測定砂料含水率。試驗檢測中必須根據(jù)規(guī)定要求與流程進行，同時要定期檢查與校正試驗儀器，避免出現(xiàn)過大誤差。針對新路基壓實度無法滿足規(guī)范要求的情況，還要采取補壓措施，直到壓實度合格。完成作業(yè)后分析壓實度，并用5m的直尺采用抽樣法對路基的平整度進行檢測，結果如表2所示。

表1 壓實度檢測

質量標準：≥93（%）最佳含水率（%）13.4標準干密度/（g/cm3）1.56碾壓次數(shù)6壓實度（%）94.7

表2 平整度檢測

檢測項目檢測結果平均值規(guī)范要求平整度7.8 7.9 8.2 8.6 9.6 9.5 9.3 8.6 8.8 8.7 8.5≤15

結果顯示路面底基層具有良好的強度發(fā)揮率，所設計的加寬方案物理性能能夠滿足強度要求，降低了新舊道路不均勻沉降的風險。

6 結語

隨著社會的發(fā)展，交通運輸量逐漸增多，為了滿足高速公路的運營需求，應該使用高速公路路面加寬技術，充分滿足高速公路行駛車輛對行車路面寬度的工程需求。為了保證公路路面的工程質量及安全需要，要對路基結構的病害類型、成因以及防控措施進行研究，采取更科學有效的防控措施，最大限度地預防病害的出現(xiàn)，確保路基施工質量，進而提升整個路面加寬工程的質量水平，并通過施工前詳細的調查分析、路基結構設計、路基加寬技術以及路面加寬技術的完善等，確保高速公路路面加寬工程的順利實施，有效提高公路施工的質量，滿足高速公路的運行及發(fā)展需求。