基于實(shí)例分析的高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)

摘要 為保證高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接的施工質(zhì)量，提升擴(kuò)建公路的使用壽命，以某高速公路為例，研究高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)的應(yīng)用情況。結(jié)合工程的改擴(kuò)建施工設(shè)計(jì)方案以及地質(zhì)勘察結(jié)果，確定路基拼接施工工藝流程，并完成關(guān)鍵施工步驟的施工。對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行分析后得出結(jié)論：該施工技術(shù)具備良好的施工效果，可有效降低新舊路基拼接處的不均勻沉降，路基的沉降值均在15 mm以內(nèi)。

關(guān)鍵詞 高速公路；改擴(kuò)建工程；路基拼接；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）14-0176-03

0 引言

高速公路改擴(kuò)建是交通量快速增加后，保證公路滿足交通服務(wù)需求的重要方式，高速公路的改擴(kuò)建工程成為保障交通順暢和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段[1]。路基拼接是一種在高速公路改擴(kuò)建工程中使用的技術(shù)手段，主要涉及將兩個(gè)或多個(gè)路段的路基連接在一起，形成一個(gè)連續(xù)的整體[2]。該技術(shù)能夠有效完成改擴(kuò)建工程中既有路段與新建路段之間的連接，以及兩個(gè)新建路段的連接。通過(guò)路基拼接，可以保持路基的整體性，保證新舊路基的變形一致，降低不均勻沉降和裂縫等問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。常見(jiàn)的路基拼接技術(shù)包括填方路基接合、挖方路基接合和深度加固等方法。在高速公路改擴(kuò)建工程中，路基拼接技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高道路的使用性能和安全性，降低工程成本和節(jié)約資源，為交通的順暢運(yùn)行提供保障[3]。

為研究路基拼接施工技術(shù)的應(yīng)用效果，該文以實(shí)際工程為例，研究高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)，并分析該技術(shù)在改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用效果。

1 高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)

1.1 工程概況

該文以某高速公路為例展開(kāi)高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究，該高速公路全長(zhǎng)約25 km，原有公路為雙向四車(chē)道，路基寬度為25.5 m，現(xiàn)需在原有路基寬度下，對(duì)兩側(cè)進(jìn)行加寬處理，加寬寬度為7 m，新舊路基以開(kāi)挖臺(tái)階的方式進(jìn)行拼接，路基邊坡比為1：1.5，路段填高為2～6 m之間。對(duì)加工路基沿線的地質(zhì)情況進(jìn)行勘查后，確定該沿線施工區(qū)域的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，整體分為4個(gè)層，最上層為雜填土，其主要以廢舊建筑石料為主；粉質(zhì)黏土，該土層的厚度在8.2～11.5 m之間，土層的孔隙率為3.65%，含水量較大；該土層下為砂質(zhì)黏土，該土層硬度以及韌性均較低；最下層為黃色砂質(zhì)黏土，厚度為10 m左右，其性能和上層土質(zhì)較為接近。

該工程在進(jìn)行路基加寬拼接設(shè)計(jì)時(shí)，新舊路路基拼接單側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.2 路基拼接施工工藝流程

確定高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接方案后，須確定路基拼接施工工藝流程，該施工流程在確定時(shí)應(yīng)充分考慮路基排水設(shè)施的布設(shè)，保證路基的排水能力[4]。同時(shí)依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果以及施工環(huán)境情況，針對(duì)特殊路段的地基采取針對(duì)性的施工技術(shù)，并對(duì)穩(wěn)定性較差的路段進(jìn)行加固處理，保證路基拼接質(zhì)量。設(shè)計(jì)的施工流程如圖2所示。

1.3 關(guān)鍵施工步驟

完成路基拼接施工工藝流程設(shè)計(jì)后，則進(jìn)行各個(gè)工序的施工。

1.3.1 舊路基處理

在進(jìn)行高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工前，需對(duì)舊路基進(jìn)行處理，該處理主要是針對(duì)舊路基的邊溝和邊坡，因舊路基在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，受到自然環(huán)境中的氣候和雨水的侵蝕，可能會(huì)在邊溝和邊坡發(fā)生土質(zhì)松軟等病害[5]，因此，為保證路基的拼接效果，需對(duì)局部進(jìn)行處理，以此提升路基邊坡的土層強(qiáng)度。除此之外，新舊路基在拼接時(shí)，如果舊路基的邊坡坡度不滿足設(shè)計(jì)比例，首先需要對(duì)邊坡進(jìn)行清理。清理完成后，進(jìn)行邊坡作業(yè)，即削減邊坡的部分土壤或巖石，以調(diào)整其坡度，直至滿足設(shè)計(jì)要求。削坡后的邊坡應(yīng)保持穩(wěn)定，并且其坡度應(yīng)設(shè)計(jì)得較為平緩，以確保工程的合理性和安全性。

在進(jìn)行路基填筑時(shí)，需對(duì)填料的合理選擇，在正常情況下，該填料的選擇盡量和舊路基使用的填料一致，并且保證填料的等級(jí)和水穩(wěn)定性[6]。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，老路基開(kāi)挖臺(tái)階時(shí)產(chǎn)生的土方可作為填料，但是需對(duì)其進(jìn)行改良處理。采用該土方作為填料需進(jìn)行填料篩選，保證填料強(qiáng)度。

依據(jù)上述內(nèi)容完成路基填料的篩選后，將選擇的填料攤鋪在指定區(qū)域，攤鋪完成后，需測(cè)量填料中的含水率，測(cè)量結(jié)果和最佳含水量之間的偏差在±2%之間才可進(jìn)入下一個(gè)施工工序。如果含水量超過(guò)該結(jié)果，則將填料進(jìn)行晾干處理，調(diào)整含水量，滿足偏差標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行后續(xù)工序施工。

1.3.2 路基填筑施工以及壓實(shí)處理

確定填筑材料后，則進(jìn)行路基填筑，在填筑過(guò)程中，為降低并控制路基拼接處的沉降程度，在改良后的填料中摻生石灰，摻入劑量約為8%左右；填筑完成后，采用碾壓和沖擊碾壓結(jié)合的處理方式對(duì)新舊路基拼接處進(jìn)行局部夯實(shí)處理，以此保證路基填筑后的連接效果，避免施工后發(fā)生較大沉降[7]。

當(dāng)擴(kuò)建路基施工至路床頂面下20 cm左右時(shí)，進(jìn)行新舊路基結(jié)合處的液壓強(qiáng)夯處理，以此加速路基的固結(jié)程度，抑制施工后的不均勻沉降的產(chǎn)生，夯實(shí)處理示意圖如圖3所示。

1.3.3 新舊路基拼接處的加固處理

夯實(shí)處理完成，為進(jìn)一步保證新舊路基拼接處的施工質(zhì)量，結(jié)合該部分的薄弱特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行加固處理，該工程在進(jìn)行加固處理時(shí)，以提升新舊路基拼接處的承載性以及穩(wěn)定性，保證拼接處的剛度和強(qiáng)度為核心目的，因此采用土木格柵加固技術(shù)完成新舊路基拼接處的加固，加固詳情如下所示：

土木格柵屬于一種特殊的土工合成材料，整體為連貫式平面網(wǎng)絡(luò)，具備較好的抗老化、耐腐蝕、地延伸等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)強(qiáng)度較高，將其用于高速公路改擴(kuò)建工程的路基拼接施工中，能夠分散路基的反射應(yīng)力、降低路基反射裂縫的發(fā)生概率。

采用土木格柵進(jìn)行新舊路基拼接處加固時(shí)，在路床頂面進(jìn)行首層土木格柵的鋪設(shè)，鋪設(shè)間距為0.5 m。為更好實(shí)現(xiàn)拼接處加固，該文通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定土木格柵的鋪設(shè)層數(shù)為4層，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)沉降的最大控制。土木格柵在鋪設(shè)施工中，需保證填筑碾壓后的路基面上不存在堅(jiān)硬凸起部位，必須保證鋪設(shè)面的平整性和光滑性，以此避免土木格柵發(fā)生破損，最大限度保證土木格柵和土層的貼合程度。鋪設(shè)過(guò)程中需保證土木格柵不會(huì)發(fā)生褶皺等情況，并在外緣邊坡設(shè)置超過(guò)1 m以上的間隔距離，避免土木格柵外露。最大限度減少土木格柵的切割次數(shù)，避免浪費(fèi)材料。

土木格柵鋪設(shè)完成后，對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以及檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

依據(jù)表1的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可確定該工程中的土木格柵的鋪設(shè)質(zhì)量較好，滿足相關(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.4 錨固加筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工

完成土木格柵鋪設(shè)加固處理后，能夠有效降低新舊路基拼接處的不均勻沉降，但土木格柵的抗拉性能相對(duì)較弱，因此，該工程為提升其抗拉強(qiáng)度，在土木格柵鋪設(shè)完成后設(shè)置錨固力。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果新舊路基拼接處臺(tái)階開(kāi)挖規(guī)格不滿足格柵錨固長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)，則采用加筋錨固組合的方式進(jìn)一步提升土木格柵的加固效果，最大限度降低拼接處的不均勻沉降，抑制不協(xié)調(diào)變形情況，使路基的穩(wěn)定性更佳。

采用錨固加筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行路基拼接處加固時(shí)，需確定最佳的錨桿拉力值，路基拼接施工中，第層中鋼筋材料向新路基形成的拉力為（kN），鋼筋材料的抗拉力則受到臺(tái)階拉拔力的影響而消失，此時(shí)由錨桿承擔(dān)剩余的鋼筋材料最大拉力值（kN），其計(jì)算公式為：

式中：Pu表示鋼筋材料第i層的抗拉力（kN）。

錨桿發(fā)揮作用力的拉力（kN）計(jì)算公式為：

式中：表示錨桿和水平方向之間的夾角（°）；Sh表示錨桿之間的距離（cm）。

2 結(jié)果分析

對(duì)其路基拼接施工結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，以此分析該施工技術(shù)的應(yīng)用效果。該工程采用沉降作為檢驗(yàn)指標(biāo)，對(duì)路基拼接施工進(jìn)行檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)使用IOYFA-A4F4型號(hào)的全站儀進(jìn)行路基拼接施工后的沉降測(cè)量，該文共計(jì)設(shè)計(jì)30個(gè)測(cè)點(diǎn)，目前，已經(jīng)完成了施工后1 d、5 d、9 d的測(cè)試，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出新舊路基拼接處的沉降值，測(cè)試結(jié)果如表2所示。然而，由于部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)9 d沉降監(jiān)測(cè)值仍未收斂，我們將繼續(xù)增加監(jiān)測(cè)時(shí)間，直至路基沉降表現(xiàn)出明顯的收斂趨勢(shì)或達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

對(duì)表2測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析后得出：通過(guò)該工程的施工技術(shù)進(jìn)行新舊路基拼接施工后，路基的沉降值均在15 mm以內(nèi)，其中最大值為12.5 mm，最小值為3.6 mm，雖然沉降值在9 d內(nèi)均未超過(guò)允許的標(biāo)準(zhǔn)值（lt;15 mm），但鑒于部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降未收斂，我們將繼續(xù)監(jiān)測(cè)，直至沉降穩(wěn)定。預(yù)計(jì)通過(guò)該工程的施工技術(shù)進(jìn)行新舊路基拼接施工后，路基的沉降值將能夠保持在允許范圍內(nèi)，并有效避免路基拼接處發(fā)生不均勻沉降，從而保證路基的穩(wěn)定性。最終評(píng)估將基于完整的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。

3 結(jié)論

高速公路改擴(kuò)建工程在施工時(shí)，其施工難點(diǎn)為拼接區(qū)域的施工質(zhì)量以及不均勻沉降，因此，最大限度降低拼接處的沉降，保證高速公路改擴(kuò)建工程中新舊路基的拼接質(zhì)量，提升路基擴(kuò)建后的整體使用壽命，成為該類改擴(kuò)建工程中的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。該文以實(shí)際工程為例，研究基于高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接施工技術(shù)，結(jié)合工程的改建需求確定路基的拼接施工工藝，進(jìn)而完成路基拼接施工。并且同時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定，該施工技術(shù)滿足高速公路改擴(kuò)建的施工需求，可更好地保證路基拼接處的施工質(zhì)量。

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收稿日期：2024-02-22

作者簡(jiǎn)介：趙自強(qiáng) （1986—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：高速公路項(xiàng)目管理。