高速公路互通工程路基拼接施工探究

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摘要：處于目前新建高速公路互通需求，探究了新舊路基工程中的幾種拼接技術(shù)，以永零高速K17＋757永州西樞紐互通與冷東城際快線（冷井公路）工程為例，分析了路基拼接技術(shù)的具體運(yùn)用方式，并介紹施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，主要分析了材料控制、路基拼接工藝、差異沉降控制等方面的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)制定科學(xué)合理的施工技術(shù)與對(duì)工藝技術(shù)的有效運(yùn)用，可以大幅提升高速公路護(hù)筒工程路基拼接質(zhì)量，確保后續(xù)通車的安全性。

關(guān)鍵詞：高速公路；互通工程；新舊路基工程；拼接施工技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)公路事業(yè)進(jìn)步迅速，也帶動(dòng)了高速公路施工規(guī)模的不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，人們的日常交通通行也呈現(xiàn)為強(qiáng)勢(shì)需求態(tài)勢(shì)，在此背景下，開始要求對(duì)線路滿負(fù)荷運(yùn)行的公路予以擴(kuò)建互通。由于新舊路基之中存在相互影響、相互作用，這是在新舊擴(kuò)寬施工中較為常見(jiàn)的問(wèn)題，主要是由于新舊路基的固結(jié)時(shí)間有所不同，從而引起了路基的不均勻沉降，這樣就容易在結(jié)合部位形成縱向裂縫，導(dǎo)致路面整體的穩(wěn)定性變?nèi)?，質(zhì)量性能也因此而變低。所以，為了充分防止縱向裂縫的形成，在進(jìn)行高速公路互通工程施工作業(yè)過(guò)程中，就應(yīng)當(dāng)全方位的深度分析縱向裂縫的形成原因，然后根據(jù)具體情況將新修建的路基處理到位，如此方可有效提高高速公路互通工程的實(shí)際施工質(zhì)量，提升其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供有力幫助。

1高速公路互通工程中路基拼接方式的選擇

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)主要存在下述幾種公路互通路基拼接方法：（1）單側(cè)拼接。此種拼接方法主要是通過(guò)合理調(diào)整現(xiàn)有舊路基橫坡互通排水系統(tǒng)，并在拼接部位路中增加排水裝置。此種方法的施工操作難度不高，而且還要求對(duì)現(xiàn)有路基加以適當(dāng)處理，工作量不多，不過(guò)也存在一定的缺點(diǎn)，即無(wú)法有效保障新舊路基之間強(qiáng)度處于相同水平。（2）單側(cè)平面分離。這一方法的應(yīng)用措施是，先把現(xiàn)有的道路作為半幅路基，經(jīng)過(guò)充分分離或是將中央隔離帶加以隔開的措施在其中某一側(cè)進(jìn)行另外一半路基的施工作業(yè)。根據(jù)施工作業(yè)的具體規(guī)定，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)節(jié)新修建路基的縱面，而且將其種類予以確定，主要可以分成單側(cè)平面分離加寬與單側(cè)、總分離加寬集中。經(jīng)過(guò)單側(cè)分離處理可以起到規(guī)避單側(cè)拼接方式中的各種技術(shù)難題，通常而言，選取單側(cè)分離方式無(wú)需對(duì)互通高速公路的斷面狀態(tài)加以修整［1］。（3）兩側(cè)拼接。根據(jù)施工規(guī)范要求，在進(jìn)行公路擴(kuò)寬施工時(shí)，如果不進(jìn)行調(diào)整那么可采用兩側(cè)拼接加寬的方式，此種方式不僅有諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，所花費(fèi)的成本較低，可以讓各種資源、能源得以大幅節(jié)省，有益于交通組織的順利運(yùn)作。不過(guò)存在施工專業(yè)性要求過(guò)高、凈空較低等缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步加以改進(jìn)。（4）兩側(cè)分離。在實(shí)行兩側(cè)拼接加寬施工時(shí)，公路拼接技術(shù)處理不當(dāng)或是施工作業(yè)交通組織等方面的問(wèn)題時(shí)常會(huì)影響到施工活動(dòng)的順利開展，此外，在施工條件存在一定限制的情況下，就會(huì)導(dǎo)致在特殊路段不能使用兩側(cè)拼接的施工方式。在此情形下，運(yùn)用兩側(cè)分離形式可以實(shí)現(xiàn)有效施工，其主要操作方法是把4個(gè)新車道分別修建在高速公路原本已經(jīng)建成的4個(gè)車道的兩旁，這樣總共有了8個(gè)車道。永零高速公路與冷東城際快線工程路基拼接施工技術(shù)探究，本工程位于永州西互通與冷東城際快線互通，屬于T字路口處于扇形區(qū)，拼接長(zhǎng)度是350米，適用于單側(cè)拼接屬于第一種拼接方式，其中拼接處有四處蓋板通涵1～5×6m、1～4×4m、2×1．5m。在此次工程項(xiàng)目中所使用的為單側(cè)拼接形式。由于單側(cè)加寬的寬度愈大，則新舊路基之間存在的差異沉降值也就愈高，并且會(huì)在新老路堤表部構(gòu)成反坡。單側(cè)擴(kuò)寬可允許的施工差異沉降率大概在3．4％左右，在進(jìn)行單側(cè)加寬施工時(shí)，在底部基層率先達(dá)到了其允許的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)水平時(shí)，就會(huì)形成“down⁃top”傳統(tǒng)式的縱縫，也就是縫隙形成與結(jié)構(gòu)層底側(cè)，朝著向上的方向發(fā)展；而在面層率先達(dá)到其允許的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)水平時(shí)，則會(huì)形成“top⁃down”的新式縱縫，也就是縫隙起始于面層部位，發(fā)展方向?yàn)橄蛳隆Ｔ谶M(jìn)行擴(kuò)寬施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控好新建路堤填料的壓實(shí)程度，并且要設(shè)計(jì)出科學(xué)、完善的施工臨時(shí)排水體系，確保在施工作業(yè)中路堤的綜合穩(wěn)定性。按照路基填入土層的高度以及軟土的厚度等情況，合理選用適宜的填料、路基施工措施，而且要加強(qiáng)對(duì)路基壓實(shí)度水平的控制力度，從而讓高速公路工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量得到充分保障［2］。

2高速公路互通工程中路基拼接施工技術(shù)的應(yīng)用

2．1填方與淺挖路段

（1）在舊路基邊坡填方高度超過(guò)了新建設(shè)路面結(jié)構(gòu)層的厚度的情況下，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行表面清理工作，讓路基填方區(qū)域的路面保持清潔，然后采取臺(tái)階開挖法由上至下的對(duì)其實(shí)行有序拼接和填筑，并且對(duì)于尚且處于開挖階段的填方區(qū)域，應(yīng)當(dāng)根據(jù)路基的具體狀況來(lái)決定臺(tái)階的寬度和高度。在填筑施工期間，施工企業(yè)還應(yīng)當(dāng)在路基的基底層鋪上一層高強(qiáng)土工格柵，而且要在上下路床中間鋪上一層鋼塑格柵，從而起到加強(qiáng)填方區(qū)域密實(shí)性、穩(wěn)定性的作用，讓新老路基更加具有一致性，以免發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題。（2）在淺挖區(qū)域的路基部位，一般采取的施工方式為反開挖一級(jí)臺(tái)階法，從而來(lái)達(dá)成新老路基間的有效連接目的。在此期間，為了減少與控制新老路基的不均勻沉降問(wèn)題，在運(yùn)用此施工方法之后，需要使用重型壓路機(jī)來(lái)對(duì)新路基實(shí)行強(qiáng)振壓實(shí)，然后把礫類土填入路基結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域，在填筑施工作業(yè)時(shí)，上下路床中間也需要鋪上一層鋼塑土工格柵。

2．2路基拼接加寬填料控制

2．2．1輕質(zhì)填料填筑路堤。輕質(zhì)填料包含了粉煤灰、石灰、混合土改良材料等，使用這種材料來(lái)實(shí)行路堤的填筑施工，能夠讓新建設(shè)的路堤自身重量得到一定降低，而且可以發(fā)揮出緩解路堤壓縮變形的效果。在新建路堤強(qiáng)度和剛度同時(shí)獲得提高的基礎(chǔ)上，在受到行車荷載作用力的影響下路基塑性累積變形的問(wèn)題也會(huì)得到顯著降低。由此看來(lái)，運(yùn)用輕質(zhì)填料來(lái)建設(shè)新路堤能夠取得良好的效果，能夠使得新老路基之間的剛度差距和不均勻沉降問(wèn)題有效降低，是一種具有較高使用價(jià)值的路基拼接擴(kuò)寬方式［3］。2．2．2砂礫石填料。砂礫石由于自身可壓縮性非常小，因此選取此種材料來(lái)進(jìn)行路堤的填筑施工，可以發(fā)揮出環(huán)節(jié)路堤壓縮變形與提高其承載能力的效果。在石料數(shù)量不足時(shí)，可使用其他類型的材料替代，例如礦渣等。而且能夠運(yùn)用分層填筑的方法來(lái)開展施工作業(yè)，當(dāng)填筑了四至五層土之后，需要使用碎黏土、灰土作為下層的填筑材料，對(duì)于相同路基需要使用相同類型的填料，不可將不同填料混合使用，而且不論使用的是何種填料，在壓實(shí)之后連續(xù)厚度都不得低于50厘米，路基上側(cè)應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)水穩(wěn)性良好或是凍脹、水敏感性低的材料，如此能夠有效發(fā)揮出補(bǔ)強(qiáng)與提高填筑層總體密實(shí)性的效果。

2．3路基碾壓

在進(jìn)行路基的填筑施工之前，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)按照工程要求來(lái)開展材料的試驗(yàn)檢測(cè)工作，保證材料的松鋪厚度、含水比例等滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有助于選取適宜的壓實(shí)設(shè)備，保證組合方式的最優(yōu)性，合理確定壓實(shí)遍數(shù)與速度等各方面的指標(biāo)參數(shù)，進(jìn)而保障施工作業(yè)的質(zhì)量水平，提升路基的壓實(shí)效果。作業(yè)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)加寬漸變區(qū)域的壓實(shí)寬度實(shí)行嚴(yán)格把控，例如，因?yàn)橛行┮蛩囟沟美下坊呐_(tái)階開挖施工受到了限制，那么便可采取修建護(hù)道的形式來(lái)使得臺(tái)階開挖工作有序進(jìn)行。在實(shí)施碾壓作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)人員必須要采取分層碾壓的方式，這樣才可以有效把控好每一層的壓實(shí)質(zhì)量，讓整體壓實(shí)效果達(dá)到更高的水平。在進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)選取適宜的機(jī)械設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)，大多是選取22t重型壓路機(jī)，碾壓虛方深鋪厚度不可超過(guò)30厘米。而且在此環(huán)節(jié)中，新舊路基的結(jié)合部位屬于重點(diǎn)部位，在結(jié)束壓實(shí)施工之后，應(yīng)當(dāng)確保每層都足夠平整均勻，確保碾壓質(zhì)量能夠滿足工程使用與設(shè)計(jì)要求。在路基填筑環(huán)節(jié)，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)路堤的填筑速度實(shí)行嚴(yán)格把控，比如若是填土速度太快而發(fā)生嚴(yán)重的剪切變形問(wèn)題時(shí)，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整填土速度，以更低的速度來(lái)進(jìn)行填土施工，以此保證填土質(zhì)量［4］。地表沉降率需要嚴(yán)格把控在每晝夜10毫米的標(biāo)準(zhǔn)之下，坡角水平位移速度需調(diào)整在每晝夜5毫米之下。在路基加寬拼接作業(yè)時(shí)，需要把土工格柵鋪設(shè)于新老路基連接的臺(tái)階部位與路基頂部，如此能夠?qū)π吕下坊g的黏結(jié)效果有一定的加強(qiáng)作用，以此來(lái)降低不均勻沉降與側(cè)方位移等問(wèn)題，保證新老路基迅速形成一個(gè)整體。

2．4完善排水系統(tǒng)

當(dāng)對(duì)現(xiàn)有城際快線公路工程實(shí)行加寬擴(kuò)建時(shí)，為了有效緩解雨雪對(duì)公路施工質(zhì)量的干擾，就應(yīng)當(dāng)落實(shí)好路面的排水工作。路面排水系統(tǒng)的優(yōu)化改造能夠大幅度減小路面發(fā)生水害的頻率，修建排水系統(tǒng)的關(guān)鍵要點(diǎn)在于，在新建設(shè)的路基頂層每間隔10至15厘米的距離就設(shè)置一道橫向碎石盲溝，讓其和路基拼接部位的縱向盲溝接通，此種排水方法對(duì)于砼路面的擴(kuò)寬建設(shè)而言特別關(guān)鍵，或是在路基頂部增設(shè)蓋板明溝與盲溝結(jié)合起來(lái)進(jìn)行引排。另外，也可直接修建中央分隔帶，同時(shí)在此之中設(shè)置對(duì)應(yīng)的防水層，從而在路基坡度偏低的位置把水引出。

2．5新舊路基結(jié)合部位處理

路基結(jié)合區(qū)域的拼接施工工作十分重要，不僅是重要的工作中的重點(diǎn)，而且工作難度較高。在對(duì)填方路段實(shí)行清表處理之后，順著路線縱向挖設(shè)寬度高于兩米、高度高于30厘米的臺(tái)階，并且將內(nèi)傾斜范圍控制在2％至4％之間。在填土高度超過(guò)兩米的情況下，應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)土工格柵，通常采取雙向鋼塑型格柵，而且縱向與橫向的極限抗拉強(qiáng)度不得低于每米80kN，縱、橫向的標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度下伸長(zhǎng)率不高于3％，而且其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格依照J(rèn)T／T925．3—2018《公路工程土工合成材料》中的相應(yīng)規(guī)定來(lái)實(shí)施［5］。再將舊地面中的第一層土工格柵鋪建工作結(jié)束之后，需要使用鋼筋或者是鋼釘加以固定，并及時(shí)使用填料予以分層填筑，攤鋪層厚度按照路基試驗(yàn)路段信息來(lái)確定施工方案，壓實(shí)設(shè)備應(yīng)當(dāng)選取自重不超過(guò)20t的振動(dòng)壓路機(jī)，先進(jìn)行靜壓施工，然后再進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)成型，在確定路基的壓實(shí)度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之后，才能夠進(jìn)入下一層的填筑施工中，而且填筑的土層高度每提高兩米，都要使用液壓夯或者是大型壓路機(jī)予以補(bǔ)強(qiáng)處理，而且要依次交替施工，直至填筑到路床。施工期間若是有遇到原路段的急流槽、排水管以及盲溝管等，都要接入拼接路基外部，以免雨水滲入讓路基受到浸泡而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

2．6差異沉降控制

新舊路基拼接結(jié)束后，如果存在不均勻沉降的問(wèn)題，就會(huì)使得互通失敗，容易形成縱向裂縫。為了防止此問(wèn)題的發(fā)生，在路基填筑施工前，應(yīng)當(dāng)先把舊路的路面表土完全清除，再實(shí)行回填碾壓，而且壓實(shí)要采取沖擊碾壓的方式，且碾壓次數(shù)不得低于20次。此外，每間隔50厘米就進(jìn)行一層碎石的填筑，在實(shí)行沖擊碾壓的基礎(chǔ)上，還需要利用羊足碾等工具加以補(bǔ)強(qiáng)。在填筑作業(yè)時(shí)要適量使用土工合成材料，以此提高路基的連接效果，還能夠?qū)β坊练阶冃纹鸬接行У鼐徑庑Ч嵘C合抗剪強(qiáng)度。在進(jìn)行高于路面但比路床厚度更薄的路段填筑以及土方開挖施工時(shí)，在把路床超挖之后，需要在其地層鋪設(shè)土工格柵；對(duì)于非低填區(qū)域，既需要鋪設(shè)土工格柵，還應(yīng)當(dāng)增設(shè)土工格室，而且對(duì)垂直方向的間距應(yīng)當(dāng)按照1．5至2米的標(biāo)準(zhǔn)予以控制；如果原有的路基屬于擋墻段，那么在進(jìn)行路基拼接施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)在移除墻頂?shù)幕A(chǔ)上也要鋪設(shè)土工格室。此外，為了更好地提升拼接區(qū)域的強(qiáng)度，對(duì)于臺(tái)階頂面相連接的區(qū)域應(yīng)當(dāng)在常規(guī)壓實(shí)處理之后實(shí)行一定的夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)處理。

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，在高速公路互通工程中加強(qiáng)對(duì)路基拼接施工技術(shù)的分析運(yùn)用非常關(guān)鍵。根據(jù)實(shí)際施工狀況，選取最佳施工方案與拼接技術(shù)，基于對(duì)拼接技術(shù)的合理使用，能夠?yàn)槭┕べ|(zhì)量的提高奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，切實(shí)解決道路擁擠的問(wèn)題，并更好地保障車輛通行的安全性，為促進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

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作者:袁波 單位:湖南尚上市政建設(shè)開發(fā)有限公司