高速公路改擴建工程路基拼接方案研究

張 勇，鄭鳳曲，甘 磊，張世平

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北武漢 430000)

目前國內高速公路改擴建項目日趨增加。本文以四車道擴建為八車道為例，探討改擴建工程中路基拼接方案。高速公路改擴建工程中路基拼接方案的研究至關重要，一般施工組織設計中在進行路基施工時，原老路需正常通車，路基拼接方案的選擇，需確保原老路基的安全穩定，需控制新老路基的差異沉降，從而能減小擴建后路面病害、提高擴建后路面的實際使用壽命。

1 填方路基一般路段拼接

填方路基一般路段，即原老路基邊坡采用正常刷坡方式，不設任何支擋方式，如護腳、擋墻等。

圖1 填方路基一般路段拼接方案圖(單位:cm)

為了保證新老路基拼接完成后的整體性和變形協調統一性，減少新老路基差異沉降，根據老路基不同填料性質及穩定狀況，分別擬定以下兩種新老路基拼接方案:

方案一:對于老路基填土壓實度較高，穩定較好的路段，采用清坡30 cm后平行開挖臺階的方式。第一級臺階采用150 cm×100 cm，第一級以上各級臺階采用100 cm×100 cm開挖。見圖1左半幅路基。

方案二:對于老路基填土壓實度較低、邊坡填土松散的填方路段，先清坡30 cm，再按1∶1對老路基開挖邊坡，開挖臺階方式與方案一相同。見圖2右半幅。

2 填方路基擋墻路段拼接

原老路基設置了路堤墻、路肩墻或護腳等，因在擴建工程實施期間須保證通車安全及老路基的穩定性，開挖老路基擋墻必然會對老路基穩定性造成一定影響，存在兩個方案選擇。

1)保留原有擋墻。路基填料均勻性、填土自身變形協調性不易統一，同時填土壓實度、新老路基拼接質量難以控制，如全部采用碎石土填筑，工程造價偏高。

2)挖除老路基擋墻。因老路基擋墻對稱設置，為了保證通車安全，必須進行交通轉換，如此一來，兩側路基拼寬填土不能同步實施，對工期影響較大，另外，即使進行了交通轉換，但開挖老路基擋墻仍有可能造成老路基失穩，影響較大。

圖2 原老路基為矮擋墻路段路基拼接方案圖(單位:cm)

經過綜合分析，結合合寧、廣清高速公路改擴建工程的成功經驗，為了保證新老路基的拼接質量，對于擋墻路段的拼接可采用如下方法:

1)對于開挖擋墻不影響路堤穩定性或影響較小的路段盡量挖除原擋墻后再進行路基拼接，或直接將擋墻埋置路基內，見圖2。

2)對于危擋墻或路肩墻不能挖除的路段，先進行填土，然后鑿除擋墻上部墻身，設置一層土工格室以防新老路基不均勻沉降，保證墻頂填土高度不小于 2.0 m，見圖 3。

圖3 原老路基為路肩墻路段路基拼接方案圖(單位:cm)

3 挖方路段拼接方案

3.1 平行開挖方式擴建

對于原邊坡高度較小、坡頂較緩或成倒坡狀，采取平行開挖的方式。平行開挖時，建議分別在道路的中間帶、硬路肩以及老路基邊坡平臺上設攔石網;確保通車安全和盡量減少落石對老路面破壞。見圖4。

圖4 平行開挖方案圖(單位:cm)

3.2 先支護后垂直開挖方式擴建

對于原老邊坡較高、較陡，按平行開挖將增加1級或多級邊坡，且開挖面過大，施工過程中將危及路基行車安全并導致路面大量損壞，針對此種情況，擬定采用先支護后垂直開挖的方案，邊坡防護可采用抗滑樁或錨索、錨桿先支護上部邊坡，再垂直開挖第一級邊坡。見圖5。

3.3 綜合比較

路塹段一般考慮采取兩側平行開挖的方式進行拓寬，對于原邊坡高度較大的路段，該方案拆除原防護困難、開挖難度大、開挖工程量大，施工存在一定安全隱患，用地增加，生態植被破壞較大，且開挖后的邊坡需重新防護，總體工程費用高。先支護后垂直開挖的方式對原邊坡擾動較小，具有較為明顯的優勢，但垂直開挖的方式對穩定性要求高。

挖方路段的擴建需特別重視施工交通組織及挖方邊坡所在的坡體工程地質情況，一般推薦在全～強風化巖層路段采用平行開挖的方案，并封閉半幅路基，避免邊坡開挖過程中出現掉塊、落石甚至邊坡垮塌造成對行車的影響;推薦在巖層為中～微風化巖層且受征地限制影響路段采用垂直開挖方式，采用垂直開挖方式，一定要注意進行嚴格的穩定性計算，并根據計算結果施工強支護后，再進行開挖邊坡。

4 合成材料的應用

老路擴建成敗的關鍵因素之一就是避免新老路基的不均勻沉降而產生的路基縱向開裂，在新老路基的拼接中運用土工合成材料能有效地增強老路基與拼接路基土體間的聯接性，限制和協調路基土體的變形，均化荷載，提高拼接路基的抗剪強度，增強拼接路基的整體性。

一般路段底部設置1～2層鋼塑格柵，路床設置1～2層鋼塑格柵;原老路基為擋墻段，路基拼接時，在鑿除部分墻身后的頂面處設置一層高強土工格室;高路堤分別在基底、距路基設計標高8 m及路床分別設置1～2層鋼塑格柵;填挖交接處在原路床開挖范圍內路床底面、路床中部各鋪設1層鋼塑格柵。鋼塑格柵材料要求:雙向鋼塑格柵，材料要求經緯向抗拉強度≥80 kN/m，延伸率≤3%，宜采用節點設置鎖扣的格柵，焊點剝離力≥30 N，網眼尺寸不大于12 cm×12 cm，鋪設鋼塑格柵時縱橫向搭接應不小于20 m。

圖5 垂直開挖方案圖(單位:cm)

5 結論或啟發

高速公路改擴建工程路基拼接方案的研究還有待于進一步深入，考慮到每個項目具有不同的特點，在高速公路改擴建設計或施工中，需密切結合項目特點，選擇最優的拼接方案，建議涉及到路基拼接里程較長的項目，可選取1～2 km做試驗路段，做好不同拼接方式的試驗，以便指導全路段的設計和施工。

［1］中交第二公路勘察設計研究院有限公司.廣州(慶豐)至清遠(北江)高速公路改擴建工程第一合同段兩階段初步設計［Z］.2009.

［2］JTG D30-2004，公路路基設計規范［S］.

［3］JTG F10-2006，公路路基施工技術規范［S］.