高速公路改扩建工程路基拼接加宽技术的应用
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【摘要】随着我国交通总量的不断上升，高速公路改扩建问题已经成为我国公路发展的关键性因素。高速公路改扩建工程与新建工程存在极大区别，在施工过程中严重缺乏相关施工规范，基于此，对高速公路改扩建关键技术进行深入分析及研究就显得尤为重要。为此，本文主要对高速公路改扩建拼接方式、技术应用及质量控制进行了分析与探究。
【关键词】高速公路；改扩建工程；拼接技术；方式
一、路基加宽方式的选择
目前我国高速公路改扩建主要3种形式：①采用单侧拼接加宽，调整原有老路基横坡难度较大，原有中央分隔带也需进行处理，工程量较大，新建路基强度很难保证与旧路基土相同；②采用分离加宽，新路基工程量较大，整个工程量和用地数量接近于新建工程，且就路基原有横坡调整难度较大；③采用两侧拼接加宽时，工程量相应较小，但旧路基与新路基的原始条件、形成过程、设计和施工均存在较大差异，很难保证新老路基土之间的紧密结合，使得新旧路基结合处经常发生一系列的病害。
1、施工准备
全面调查研究工作应在高速公路改扩建工程建设设计前进行，并对原有路线沿线的地形、地质、水文、气候等情况进行充分了解并进行相关设计资料的认真收集，同时了解当地路基路面存在的病害问题，如翻浆、坍塌等，并及时选用与之相适应的措施进行处理。在施工前期，还要做好地基勘察工作，特别是软土地基位置，这样可以进行软基分布及土壤厚度的准确确定。在路基拼接加宽方案设计中，必须对地形地貌、新旧路基土质条件及施工材料与车辆荷载等问题进行充分了解与分析，同时验算其稳定性，为路基拼接加宽处理设计方案的确定与完善提供可靠依据。
2、旧边沟、边坡处理及开挖台阶
经雨水长期侵蚀，高速公路旧路两侧边沟与排水沟的下部土质越来越软弱，其中少量土质已经成为腐殖质土，因此必须进行回填施工，遵循1：0.5的比例对原有公路边坡进行削坡施工，进而对原有公路边坡表层杂土进行彻底清除，以此提高边坡土层强度。随后进行台阶开挖施工，确保台阶底部向内进行倾斜，并具备2%到4%之间的坡度。开挖顺序为从下到上，每开挖一个台阶，应及时进行填筑，确保台阶高度在80厘米以下。同时遵循施工相关要求进行路基碾压施工，确保其压实度符合施工规定。台阶开挖深度应与原地面相同，并将土工格栅设置在台阶位置。削坡与开挖台阶可以对新旧路基结合位置的接触面积进行有效加大，并提升了新旧路基结合位置的摩阻力与抗剪能力，在新旧路基结合中，对其整体性与稳定性具有重要作用。
3、路基拼接加宽填料控制
确保路基加宽部分和原有路基成为一个整体结构，是新旧路基沉降差减少及提高路基稳定性的重要保障。为实现这个目标，应选用和原有路基一样的土壤。如土壤使用不一致，应选用较高强度的填料，如碎石土、砂砾土等，应用到新路基填石施工中。室内试验应在填料应用前进行，确保其质量符合施工要求后，才能使用。一般情况下，碎石土、砾石土中应含有30%到50%之间的碎、砾石，其粒径必须控制在0.5到10厘米之间，粒径最大尺寸必须控制在15厘米以下，含水量则控制在10%到15%之间。填筑路堤之前，必须严格遵循《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中的相关要求，进行强度（表1）、密实度、液限与塑限等因素的分析。在路基压缩变形改善中常选用以下2种填料类型：
（1）轻质填料填筑路堤
轻质填料主要包括粉煤灰、石灰等，选用这类材料进行路堤填筑，可以对新路堤自重进行有效降低，并起到路堤压缩变形减少的作用。在新路堤强度及刚度提升的同时，在行车荷载作用下可以对路基塑性累积变形进行有效减小。由此可见，轻质填料路堤可以起到新旧路基刚度差异与不均匀沉降减小的作用，这是原有路基拼接加宽的有效措施。
（2）砂砾石填料
砂砾石具有较小的可压缩性，选用这种填料进行路堤填筑，起到路堤压缩变形减小及承载力提升的作用。当石料较少的情况下，可选用其他材料代替，如砖渣。并且可以通过分层填筑的方式进行施工，填筑4到5层土后，应选用碎砖灰土进行下一层填筑，这样可以起到补强及填料整体性增强的作用。
4、结合部压实度提高
路基压实时，通常选用碾压与冲击碾压的方式。当路基含水量与最佳含水量相近时，碾压施工应从路基外侧逐层想内侧进行施工，碾压过程中，应先选用压路机进行施工，碾压4遍后，再选用冲击碾冲压10遍。并对新旧路基结合部再次进行10遍冲压作业。结合这两种碾压方式，就可以对碾压施工中的薄弱环节进行有效消除，尤其在新旧路基整体性增强及沉降差减少方面具有重要作用。
三、高速公路改扩建工程路基拼接加宽技术的质量控制
伴随高速公路建设规模的不断扩大，应对满负荷运行的路线实行改扩建施工。新旧路基相互作用问题是存在于公路拓宽与拼接中的主要问题，因为新旧路堤结合位置存在一定差异的固结时间，致使路基出现不均匀沉降问题，进而有纵裂缝出现在新旧路基结合位置，导致路堤失稳与滑坡等情况的发生。基于此，为预防与减少拼接裂缝的出现，高速工程改扩建工程施工中必须充分了解新旧路基拼接裂缝产生的机理，结合工程实际施工情况，做好新路基处理工作，只有这样才能有效提升高速工程改扩建工程施工的整体质量，才能实现其经济效益最大化。
1、在高速公路改扩建设计前，应做好全面调查研究，充分收集旧路沿线地形、地质、水文、土壤、气候、地震等设计资料，历年路况资料以及当地路基路面的翻浆、坍塌、水毁、裂缝等病害情况及处治对策；同时还需做好地基勘探工作，尤其是软弱地基的勘探，以便在施工前详细了解软基分布和软土的厚度，制定相应的处治措施以避免施工后路基失稳。
2、在进行路基拼接加宽方案设计时应充分考虑地形地貌、新旧路基的土质条件、地下水、施工材料、车辆荷载等的影响，并进行稳定性验算，以便选择和制定完善的路基拼接加宽处治设计方案。路基拼接加宽处治技术主要包括提高加宽路基的稳定性、减小新旧路基不协调变形、提高路面结构抗变形能力和采取综合处治措施四种，其根本目标是在保证加宽路基的稳定性的前提下，尽量减小新旧路基的不协调变形。
3、排水不足使得路基土饱受雨水浸泡而湿软，强度急剧下降，直接引起路基不协调变形。除做好排水系统的设计外，可在新老路基结合部位置铺设隔水土工布，以防雨水直接渗入到裂缝中，加速路基路面的损坏。此外，还应不断完善道路边沟和排水沟的养护工作。
四、结束语
综上所述，路基拼接加宽主要存在路基损坏、支挡结构损坏和路面损坏三种形式，如何控制和提高高速公路路基加宽的设计和施工质量是目前亟待解决的关键问题。本文对产生上述病害的主要原因和对应的处治技术进行了分析，并提出了设计和施工过程中的控制方法。在高速公路改扩建路基拼接加宽时，对旧路基进行适当处理和选好填料是保证路基稳定的先决条件；对新路基基底特殊处理是解决新旧路基不均匀沉降的关键环节；充分压实特别是新旧路基结合部压实是保证新旧路基整体稳定性和抗变形能力的必要手段。
参考文献：
[1] 钱军，王惠勇，林琳，黄海明，朱晓宁. 高速公路拓宽改造工程路基拼接技术应用综述[J]. 现代交通技术. 2005（06）