公路改擴建新舊路基路面拼接方案探討

夏毓翔，周艷芝

(1.陜西省寶雞公路管理局;2.大連天工設計有限公司寶雞分公司)

1 引言

310國道五丈塬至磻溪鎮段二級公路改建工程起于岐山縣五丈塬鎮西側(G310 K1284+100)，向西基本沿舊路加寬改建，止于虢鎮橋南平交口(G310 K1305+500)，路線長21.425 km;原舊路為三級公路，路面結構型式為18 cm厚水穩砂礫底基層+18 cm厚水穩碎石基層+4 cm厚AC-16瀝青混凝土面層+3 cm厚AC-13瀝青混凝土面層，路面寬度9 m，因近幾年交通量急劇增長，交通阻塞時有發生，為改善干線公路通行能力，陜西省公路管理局決定于2009年對該段道路進行改建，為了使有限資金發揮最大的效能，改建方案主要以加寬改建為主，在舊路上進行了單側或雙側加寬升等至12 m路基，舊路的利用率達到96.43%。在利用舊路基過程中，面臨新舊路基不均勻沉降及新舊路面結構層拼接的問題。本文就本工程新舊路基路面拼接方案及土工格柵、路基基底強夯工藝在工程中的應用進行了介紹，以供各位同行探討。

2 新舊路基結合控制關鍵

新舊路基路面結合處治的根本目的是在控制加寬路基的不均勻沉降，因此，加寬部分路基不均勻沉降是處治技術的核心。新舊路基路面結合處的處治應當從地基、路基、路面、排水、支擋等多方面進行綜合考慮。由于新舊路基路面結合部的結合強度受到拓寬路基基底穩定性影響，加寬路基基底穩定性滿足要求是所有的拓寬工程都必須滿足的先決條件。對于地基地質條件良好的路堤拓寬，在新填路基荷載作用下的地基固結變形很小，新路基產生的自身沉降變形影響最大的是拓寬路基的自身壓縮變形，這就涉及到路基填料的選取和填筑過程的壓實度控制。對于地基地質條件不良的一般路堤拓寬，特別是濕陷性地區，不均勻沉降變形主要是由于拓寬路基附加荷載作用下的地基固結變形所引起的，這就涉及到地基的處理和路基填料的選用。

3 新舊路基拼接實施方案

由于加寬部分緊靠舊路邊緣，當地村民長年過水澆地，積水、滲水現象較為嚴重，導致此部分土質含水量較大，大部分路段的含水量在20% ～30%，且邊坡又多為生活垃圾和腐殖土，根據地面線復測結果，約有60%路段的加寬部分路基填筑高度小于0.8 m，即清表后即達到路床頂面標高。本工程距渭河較近，天然砂礫較為豐富，路基填料全部采用天然砂礫。

3.1 路塹段及路堤填筑高度≤60 cm段

(1)清表后對于路床頂面以下60 cm深度范圍內原狀土平均含水量≤15%的段落：當路基填筑高度小于60 cm時，應開挖至路床頂面以下60 cm處，基底整平壓實后分層(每層壓實厚度20 cm)填筑60 cm厚砂礫至路床頂面;當路基填土高度大于60 cm時，對基底整平壓實后即可進行路基填筑。

(2)清表后對于路床頂面以下60 cm深度范圍內原狀土平均含水量為15% ～25%的段落：當路基填筑高度小于60 cm時，應開挖至路床頂面以下60 cm處，基底挖松晾曬整平壓實后分層(每層壓實厚度20 cm)填筑60 cm厚砂礫至路床頂面。

(3)清表后對于路床頂面以下60 cm深度范圍內原狀土平均含水量大于25%或局部含水量大于25%的部位，保證路床頂面以下60 cm深度范圍砂礫填筑，路床頂面以下60～100 cm深度范圍內可采用摻石灰或水泥處理40 cm(每層20 cm，石灰劑量5%，分層壓實)，或換填40～60 cm厚大粒徑卵石。具體方案根據現場實際情況選擇。

3.2 路堤填筑高度＞60 cm段

(1)清表后原狀土平均含水量≤25%的段落：對基底挖松晾曬整平壓實后即可進行路基填筑。

(2)清表后原狀土平均含水量＞25%的段落：對基底挖松采用大粒徑卵石拋石壓實處理40 cm后即可進行路基填筑。

3.3 局部特殊點

對于蓄水池、化糞池、墓穴等特殊點，應挖除后用砂礫進行回填。

4 中修、大修路段新舊路面結構層拼接方案及土工格柵、路基強夯的應用

(1)路面結構層的拼接在施工過程中存在以下問題：舊路底基層與基層材質分別為水穩砂礫和水穩碎石，均為半剛性材料且已粘結為整體無明顯分界面，在風鎬或機械挖除舊路基層時會直接對底基層造成擾動破壞，無法在舊路底基層與基層之間錯臺開挖臺階進行拼接。

(2)根據工程實際確定實施方案為：舊路中修罩面段加寬一側砂礫墊層與路基同寬，底基層與基層同寬并同向舊路延伸40 cm，在基層頂面新舊路接縫處縱向鋪設2 m寬抗拉強度為120 kN的土工格柵，再進行瀝青面層滿鋪，延緩了反射裂縫的產生。

(3)路基基底強夯減少地基工后沉降

強夯施工參數的確定依據是工程場地的地質條件(即路段的土質情況和具體工程要求)以確定主要參數：單點夯擊能、夯擊次數、夯擊遍數、夯擊間隔時間、夯點布置及夯距。

①單點夯擊能：夯錘一般采用重10 t，落距15 m，底面直徑2.5 m的圓形鑄鐵錘，并設通氣孔，有效加固深度部不小于5 m，單點夯能1 500 kN·m。

②夯擊次數：夯點的夯擊次數應按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系確定，以最后兩擊的夯沉量不大于5 cm作為止夯條件。

③夯擊遍數：根據設計圖紙采用主夯、副夯、全副滿夯的次序進行，最后達到錘印彼此搭接。

6 結束語

按照上述方案，路基工程于2011年4月份完成，交工驗收為合格，路基頂面設計彎沉代表值為261.9(0.01 mm)，實測路基彎沉代表值為172～213(0.01 mm)，合格率100%。路面工程于2011年10月份完成，交工驗收為合格，路面頂設計彎沉代表值為24.6(0.01 mm)，實測路面頂面完成代表值為12～20(0.01 mm)，合格率100%。通車試運營半年來，經過冬季雨雪及春融，目前路基整體穩定，新舊路拼接處未發生不均勻沉降造成的縱向裂縫，達到了預期效果。

目前，解決干線公路加寬改建引起的不均勻沉降問題由于加寬改建項目的不斷增加而變得越來越迫切，無論從理論上還是實踐上都有待進一步研究，尤其是在理論分析、以及開發新的預防措施上，還有很多研究難點，我們要通過創新理論和工程實踐，提高干線公路修筑技術，減少由公路加寬新舊路拼接引起問題。

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［1］中華人民共和國行業標準.公路路基施工技術規范(JTGF10-2006)［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］中華人民共和國行業標準.公路土工合成材料應用技術規范(JTJ/T019-98)［S］.北京：人民交通出版社，1998.

［3］陜西中達公路技術服務有限公司.310國道五丈原至磻溪鎮段二級公路改建工程施工圖設計，2009.