路基路面拼接施工技術在公路改擴建工程中的應用

李 靜

(山西省公路工程監(jiān)理技術咨詢有限公司，山西 太原 030006)

0 前 言

隨著經濟的發(fā)展，國民出行方式不斷升級，物流和運輸行業(yè)也在蓬勃發(fā)展，很多老舊公路由于受到建設時生產環(huán)境和技術水平的限制，無法滿足當下發(fā)展迅速的交通需求。建設新公路雖然能夠以當今交通發(fā)展形勢為參考做出更加科學合理的道路規(guī)劃、充分應用最新筑路技術，但建設周期長，資金投入量巨大。相比而言，對原有公路進行改擴建，不僅施工周期短，施工量小，而且能節(jié)省大量建設成本，更符合經濟性建設原則。目前，國內很多公路已經完成了道路拓寬改建工程，將原本四車道擴寬為六車道甚至八車道，在公路的改擴建工程中發(fā)現(xiàn)，路基路面拼接施工技術水平的高低會對整個改擴建工程的質量產生直接影響。因此，如何有效完成新舊公路的拼接施工，確保改擴建后的公路擁有過硬的質量，成為備受施工單位重視的問題。

1 舊公路路基路面產生病害的原因

隨著舊公路投入使用的年頭不斷增加，路基路面中會出現(xiàn)各種問題，施工人員只有充分了解造成舊公路路基路面病害的原因，才能在擴改建施工過程中更好地規(guī)避相關問題。

1.1 地面沉降

由于地基承載力不足，造成路面沉降，可能出現(xiàn)路面局部凹陷、沉降、凹凸不平等現(xiàn)象，不僅影響公路的美觀程度，而且會影響往來車輛的行車安全。

1.2 裂 縫

公路產生裂縫的原因非常復雜，主要原因包括路基斷裂、路面受到自然因素如雨水、雪水的侵蝕、往來大噸位車輛對公路的碾壓等，都可能造成公路產生大面積裂縫。

1.3 車轍嚴重

路面產生車轍主要是由于過往車輛存在超載現(xiàn)象，載重過大，超過了路基面的承載能力，破壞路面。另一種原因是施工時強度不夠，鋪設在路基面的材料不符合施工要求，在公路長期使用中必然會出現(xiàn)車轍嚴重的問題[1]。

1.4 路面翻漿

路面會在汽車經過的時候從縫隙中噴射出小顆粒，產生這種現(xiàn)象主要是因為地表水滲入到了地基當中，讓地基一直處在被水浸泡的狀態(tài)中，進而發(fā)生了軟化、膨脹，使路面出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象[2]。

2 路基面拼接形式

對原有公路進行擴改建，主要通過拼接新老路基面施工來實現(xiàn)，將新、老路面的底基層、面層和基層按道路行進方向進行整合和銜接，將新老路面整合成一個整體，共同承擔運輸作用。在進行新老路基面拼接時，可以采用45°、60°、75°、90°不同坡度拼接新老路面，也可以采用新老路面臺階交錯的方式拼接[3]。

3 應用路基路面拼接技術的改擴建工程實例

3.1 工程概況

本文參考的公路改擴建工程實例位置在長邯高速山西段的高速公路，原有高速公路車道為雙向四車道，設計速度80 km/h,根據(jù)高速公路建設標準建設工程內所有新建路段[4]。主要施工形式是對路基路面兩側進行加寬，原有公路的路基在經過常年使用后已經趨于穩(wěn)定，沉降現(xiàn)象不明顯，新擴建的路基則出現(xiàn)了比較明顯的沉降現(xiàn)象，使新舊路基路面沉降差異性較大，嚴重影響高速公路的美觀度和平整度。在沉降一致的情況下加寬原有路基路面的施工難度非常大，必須正視沉降問題的重要性，科學、合理地對其進行處理，否則將嚴重影響拼接后的高速公路工程的質量。

3.2 路基路面拼接方法

3.2.1 單側拼接加寬技術

采用單側拼接加寬技術對路基路面進行拼接，能調整原有公路的基橫坡，但是施工難度較高，并且該種技術在實施時還需要調整原有中央分隔帶，處理中干擾因素多、工程量大，也很難保證新舊路面的強度一致[5]。

3.2.2 兩側拼接加寬技術

兩側拼接加寬技術主要應用在只擴建舊公路、不調整舊公路的情況中，該技術使公路原有線型得到了充分保留，節(jié)省了調整橫坡的步驟，相對來說工程量較小，工作效率高，能有效地控制成本支出，提高施工單位的經濟效益。但缺點是該拼接技術的施工難度較高、凈空不足，若施工中技術支撐力不足，很可能造成公路質量不過關[6]。

3.3 路基路面拼接施工技術在公路擴改建工程中的應用

公路擴改建工程的施工目標主要有：①保障新建路段的工程質量；②保障新老公路的路基路面能夠穩(wěn)定連接；③使拼接后的公路在后續(xù)使用中不會因為各種病害因素造成路面平整度受損。所以，應該嚴格把控新老路面路基拼接施工中的每個環(huán)節(jié)，提升整體工程質量。

3.3.1 施工前準備

在開展新老路面路基拼接工作之前，可運用全站儀對舊公路路基的外側緣點進行測量，間隔設置為20 m，用噴漆對測量點進行噴涂標注；后再對其復測一次，間隔同樣為20 m，確保測量結果和設計圖紙的要求保持一致，并且在拼接工作之前先整平舊公路的護坡道，根據(jù)設計和施工要求找準各層臺階的開挖線，并進行明顯標記[7]。

3.3.2 處理新舊路基結合部分

1)填方路段。將路面和路床兩部分的厚度總和作為參考依據(jù)，若路基邊坡填方高度大于等于厚度總和，則應做好路基清表工作，深度最好為40 cm,在此基礎上拼接填筑。另一參考依據(jù)是路基的填高，應科學調整開挖臺階的寬度和高度。在路基基地鋪設高強土工格室。路面和路床都需要鋪設鋼塑格柵。

2)淺挖段路基施工。在進行淺挖段施工時，最好選用開挖以及臺階的形式，降低新老公路路基沉降性的差異，反開挖路床施工結束后，用重型壓路機對其進行碾壓壓實，確認處理后的路段壓實度達標后，將礫類土依次回填其中，使其最終高度和路面結構層底部高度一致[8]。

3.4 控制新舊公路路基連接部位壓實度

通過壓路機對路床和路基基床進行碾壓，加強二者的穩(wěn)定性。不同的壓路機會對壓實效果產生不同的影響，壓路機的選擇應滿足以下標準：噸位至少在36 t以上，壓路機產生的總壓力不能低于75 t，振幅范圍在1～1.8 mm，幀頻在20～30 Hz。由于低填淺挖地段和其他地段的存在一定差異，最好選用液壓夯設備處理新老公路的路基銜接部分，且夯實方向最好為縱向夯實[9]。

路基壓實作業(yè)主要包含兩種作業(yè)方式，分別是沖擊碾壓和一般碾壓。在開展壓實作業(yè)之前，應先對路基的含水量進行檢測，若測量的含水量和最佳含水量的差值不大，則碾壓方式可由外向內逐步推進。在施工開始后，先采用沖擊碾壓方式將路面碾壓10次，再對新舊公路路基連接部分進行處理，利用碾壓機在連接部分反復碾壓10次。通過結合兩種不同的碾壓方式，能有效加強新舊公路路基薄弱部分的穩(wěn)定性。相關實踐表明，在處理新舊公路路基連接部分時，聯(lián)合作業(yè)比于單一作業(yè)方式能取得更好的應用效果，能有效預防工程結束后的沉降現(xiàn)象。

新舊公路的路基應牢牢銜接，才能保證路基的整體強度達標，在對原有公路路基邊坡銜接部分進行處理時，最好選擇開挖多層臺階的形式，提高結合部分的強度。不同的壓實機械應對的情況不同，大型壓實機械在進行壓實工作時，速度較快，但是邊角的處理不夠細致，所以處理該種情況時最好選擇小型碾壓設備。為構成完整的路基邊坡，選用T-140推土機對路基地面預先進行開挖施工，臺階尺寸為高80 cm,寬150 cm[10]。

3.5 科學安裝土工格柵

為有效減少新舊公路路基路面拼接部分可能出現(xiàn)的質量問題，可采取相在路基頂層和臺階處安裝土工格柵的方式，有效預防質量問題的發(fā)生。在該處安裝土工格柵能顯著提升新舊公路路基的粘結力，規(guī)避不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生。例如，新舊公路的路基銜接處經常出現(xiàn)縱向裂縫，若此時路基填高超過路堤填高的部分達到3 m，可將寬度為9 m的聚丙烯單向塑料丁格柵在路堤頂面下80 cm和20 cm處緊密鋪設，鋪設方式為疊層鋪設，并且鋪設適量U型鋼，使土工格柵的穩(wěn)定性更強。在選擇鋪料時，應盡量選擇干密度較小的鋪料，避免因粒料偏多對工程質量帶來影響。

4 控制路基路面拼接施工質量的關鍵點

4.1 一般路基填筑

在對路基進行填方施工時，最好選用礫類土作為填方填料，其他常見材料如腐蝕土、淤泥、有機土等，因穩(wěn)定性相對較弱，不適合用作填方填料，路基填料的條件應滿足塑性指數(shù)<26，液限<50%。路基基底的施工流程應為先壓實、后填筑，保證基地壓實度≥90%。若路床厚度高于路堤填土高度，則應及時控制基底壓實度，確保其壓實度達標[11]。

在處理土方路堤時，應首先對其進行分層填筑，再進行壓實，嚴格控制填土的含水量，含水量應為最佳壓實含水量的±2%。最佳壓實方式為機械壓實，壓實過程中嚴格把控各層的松鋪厚度，確保每層松鋪厚度小于30 cm，最后一層最小壓實厚度應該在10 cm以上。

4.2 控制路堤拼接施工的沉降措施

在路基填筑作業(yè)結束后，應對其沉降效果進行監(jiān)測和記錄，根據(jù)觀測記錄，分析計算剩余沉降量，將計算結果和工后沉降值進行比較，若剩余沉降量小于工后沉降值，或路基在近三個月內的沉降量穩(wěn)定在1 mm/月之內，則可以繼續(xù)開展上路床和路面的施工工作。若發(fā)現(xiàn)剩余沉降量數(shù)值較大，則必須采取相應措施對已經完成的工作進行補救，直到月沉降量小于1 mm之后，才能進行下一步施工工作。通過對工程實例進行計算，得出月沉降量小于1 mm，路基橫坡變化小于0.5%，各方面數(shù)據(jù)均達標。

4.3 控制公路路面拼接施工質量的措施

一方面，加強對各施工環(huán)節(jié)中的監(jiān)測力度，可安排專門工作人員對路面拼接施工的每個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的問題，例如啃邊、松動等，并及時補救、調整出現(xiàn)的問題，做好施工期間各項數(shù)據(jù)的記錄工作，將其作為竣工后核驗工程的基本依據(jù)。另一方面，將防滲處理措施應用到路基拼接施工中，在產生縱向接縫后，在縫隙處均勻刷涂瀝青再生劑，利用涂料有效連接接縫，避免其繼續(xù)滲水。另外，還可采取冷接縫施工技術處理橫向裂縫和垂直切縫。接縫給道路帶來的影響比較深遠，在車輛往來和自然降雨等因素的影響下，極其容易產生滲水現(xiàn)象，為道路安全埋下隱患，因此，相關人員必須加強對接縫的重視程度，采取有效地應對手段對其進行處理[12]。

5 新舊公路路面拼接施工的技術重點

在進行新舊公路路面拼接施工時，應科學選擇拼接位置，盡量將拼接位置設置在車道分線位置，清除舊公路的路肩，并且對其進行銑刨處理，以便構成寬臺階，利于新舊公路路面的橫向拼接。

5.1 新舊公路路面銜接部分的處理

處理新舊公路路面的銜接部分需要注意的關鍵點較多，首先應根據(jù)設計需求，對舊公路路面合理銑刨，完全挖除銜接部分的基層和底基層。拼接施工時，根據(jù)需要在中、下面層鋪設聚酯玻纖布，聚酯玻纖布寬度以2 m最佳。

5.2 合理利用舊公路材料

在對舊公路進行挖除或銑刨后，會有大量二手材料產生，應對其進行充分挑揀，將有價值的材料進行再次利用，提升經濟效益。例如挖除舊公路后留下的瀝青材料，可將其加入冷再生瀝青混合料中，進行二次利用。又如舊公路上的半剛性材料，可在路面維護性施工中二次使用。

5.3 加強軟地基的處理

軟地基也是路基拼接施工中最常見的狀況，不僅處理難度大，并且孔隙大、穩(wěn)定性低、承載低，可通過換填法、置換加強與復合地基法、路基表層加固法和頂壓排水固結法對其進行處理。

換填法就是將路基中的軟弱土挖除，置換成壓縮性低、強度高、無侵蝕性的新材料。施工方法包括分層碾壓回填、動力擠淤等，以分層碾壓回填為例，先將地基中的軟土直接挖除，然后將粉煤土、水泥拌和物、二灰土等運用分層碾壓的方式進行回填。換填法施工簡便，施工效率高，多用于處理工程體量較小、地基保持力較好、厚度較小的軟土地基。

表層加固法是在軟土地接的表層鋪蓋一定比例的較好土層，或者將灰土在軟土層中進行換填、拌和等，加固軟地基。軟地基在進行加固之后，能有效提升其承載力和整體強度，提升該路段的建設標準。但是，表層加固法對土體的變形和沉降影響效果不大，更多用于處理較為簡單的建筑物。

置換加強與復合地基法，利用重錘夯擊排除軟土，將碎石、砂、塊石等顆粒材料重新注入地基中，構成新的符合設計要求的地基，達到增強軟土地基的目的。該種方法多用于處理厚度較大的淺層軟土地基，對地基的增強效果十分明顯，并且顆粒材料中的孔隙為軟土孔隙水提供了良好的排出路徑，優(yōu)化了排水條件。但是該種方式對軟地基的處理效果會隨著軟地基的增加而減弱。

6 路面路基拼接效果

根據(jù)本文闡述的方案，嚴格遵守施工技術要點，把控施工流程，在主體竣工后，通過對施工部分的檢測，得出拼接路段的路面結構層彎沉值、回彈模量代表值、差異性沉降等均符合設計要求，拼接工作圓滿完成。

7 結束語

隨著交通需求的不斷提升，對現(xiàn)有公路進行升級和優(yōu)化已勢在必行，新舊公路的路基路面拼接施工技術作為重要的改擴建公路技術，技術難點多，需要處理的問題也多，若未能嚴格把控施工中的各項環(huán)節(jié)，未能采取相應的技術手段，極容易造成拼接后的新舊公路出現(xiàn)不均勻沉降等問題。施工單位應不斷升級優(yōu)化相關技術手段，根據(jù)工程實際情況采取相應施工手段，按照設計要求完成新舊公路的拼接工作，保障每個環(huán)節(jié)的施工質量，為建設有更強運輸能力的現(xiàn)代化公路奉獻力量。

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