高速公路擴建新老路基搭接施工技術研究

１．施工準備及填料的選用

1.1土質路基

1.1.1最穩定的填料:最穩定的填料主要有石質土和工業礦渣兩大類，前者常用的有漂石土、卵石土、礫石土、中砂和粗砂等，后者常用的有鋼渣、建筑廢料等。這兩類材料摩擦系數大，不易壓縮，透水性好，其強度受水的影響很小，是填筑路堤的最佳材料。

1.1.2密實后可以穩定的填料：填土施工要在最佳含水量狀態下進行：必須按一定厚度鋪設，分層壓實；砂的粘性小，易松散，有條件的應適當摻雜一些粘性大的土，或將路堤表面予以加固，以提高路基的穩定性；用粉煤灰填筑路堤應符合有關規定要求，其他工業廢渣在使用前應進行有害物質的含量試驗，避免有害物質超標，污染環境。

1.1.3穩定性差的填料：穩定性差的填料土有高液限黏土、粉質土等。高液限黏土的粘性高，塑性指數大，透水性極差，干燥時很堅硬，但浸濕后強度急劇下降，不易干燥；干濕循環的脹縮所引起的體積變化很大；過干時成塊狀，不易打碎和壓實，過濕時又易壓成彈簧土，屬不理想的填料。粉質土有較多的粉土粒，雖有一定的粘性和塑性，但不易穩定，水浸后易呈流體狀（泥漿），干旱時則塵土飛揚，毛細水上升高度很大（可達80-150cm），在季節性冰凍地帶會造成很大水分累積，導致嚴重的凍脹和翻漿，屬最差的路堤填土，黃土類、黑土（肥粘土）多屬于這類土。

1.2填石路堤

用于填石路堤的石料在粒徑上也有要求。一般情況下，最大粒徑不宜超過厚的2／3。在高速公路及一級公路填石路堤床頂以下50cm范圍內，填料最大粒徑不得大于10cm，其它等級公路填石路堤，路床頂面以下30cm范圍內，填料最大粒徑不應大于15cm。

1.3土石混填路基

一般情況下，石塊強度 大于20Mpa時，就不易被壓路機壓碎，所以，當土石混合料中石料強度大于20Mpa時，其粒徑不得超過壓實層厚度的2／3，這有利于壓實均勻，并保證在填筑時，不致使上下層石塊重疊，避免碾壓時不穩定。當土石混合料中所含石塊為軟質巖或極軟巖（強度小于15Mpa）時，易為壓路機壓碎，不存在強度較大石塊產生的問題，故其粒徑可與壓實層厚度相同，但不宜超過層厚，超過的應打碎。

2.地基處理要求

2.1一般土質地基問題

老路加寬部位，應遵守下列規定：

2.1.1所用填土宜與老路相同或選用透水性較好的土。

2.1.2清除老路路基邊坡、邊溝以及新路地基上的雜草，并沿老路邊坡挖成向內傾斜的臺階，臺階寬度應不小于1m；若遇到不良地基(膨脹土、鹽漬土、黃土等)時，應視具體工程條件采取清淤、排水固結、拋石、換填或復合地基等技術措施進行加固處理。

2.2軟土地基處理

軟土地基處治方法可按滑動破壞（按穩定性）處治與按沉降計算處治（按沉陷）來區分。穩定性處治的有效方法大致有墊層處理法（表層排水，砂墊層，土工聚合物、加固土）、開挖置換法、反壓護道發、慢速加載法（控制路堤填筑速度）等。沉降處治的有效方法有加載預壓法（等載或超載）和排水固結法（沙井、袋裝沙井、塑料排水板）等。

2.3地基范圍內的排水處理

由于路基填筑體的滲透性，地面徑流水滲入路基內部，使土體軟化，同時，若地基范圍內存在地下水，這都會影響拓寬路基的整體穩定。因此，當路堤基底范圍內由于地面水或地下水影響路基穩定時，應采取必要的引排、攔截等措施，或在路堤底部填筑水穩性優良、不易分化的砂、砂礫、碎石等材料或采用無機結合料（石灰、水泥等固化材料）進行加固處理，使基底形成水穩性好、厚約30cm的穩定層，或設置隔離層。以防止水對地基的不良影響。

3.壓實的意義及影響因素

影響路基壓實效果的因素是多方面的，有內因也有外因，但與施工作業有關的主要因素有以下幾方面。

3.1土的含水量

在一定功能的壓實作用下，含水量的變化會導致土的干密度隨之變化，在某一含水量（最佳含水量）下，干密度達到最大值（最大干密度）。各種土的最佳含水量大小不同，一般土的天然狀態下的含水量值很接近于最佳含水量，因此，在施工作業中，新卸填土應當立即推平壓實。

3.2土的性質

不同土質的壓實性能差別較大。一般來說非粘性土的壓實效果較好，而且最佳含水量較小，最大干密度較大，在靜力作用下，壓塑性較小，在動力作用下，特別是在振動作用下很容易被壓實。粘質土、粉質土等分散性土的壓實效果較差，主要是由于這些細分散性土顆粒的表面大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大，最佳含水量偏高，而最大干密度反而偏小。

4.碾壓機具的合理選擇

不同的壓實機具，對不同土質的壓實效果不同，如對砂性土，以振動式機械效果最好，夯擊式次之，碾壓式較差；對粘性土，則以碾壓式和夯擊式較好，而振動式較差甚至無效。而且，壓實機械的單位壓力不應超過土的強度極限，否則會立即引起土基破壞。選擇機械時，還應考慮土的狀態及對壓實度的要求，一般地，土的含水量小、壓實度較高，應選擇重型機械，反之選輕型機械。

5.碾壓方法控制

5.1分層填筑

一方面要把握每層填土厚度的大小，填土層厚度過大，其深處不能獲得要求的壓實度；填土層厚度過小，會影響工作效率和經濟效益；一般認為，對于細粒土，用12～15t光輪壓路機時，壓實厚度不得超過25cm，用22～25t振動壓路機時（包括液壓振動），壓實厚度不超過60cm；另一方面，每層填土平整，且自中線向兩邊設置2%～4%的橫向坡度，并及時碾壓成型。

5.2分層碾壓

碾壓前應對填土層的松鋪厚度、平整度和含水量進行檢查，符合要求后方可進行碾壓。分層碾壓的關鍵是控制碾壓遍數，有條件的情況下，可通過試驗段來確定達到設計密實度所需的碾壓遍數，對低粘質土壓實所需的碾壓遍數平均為4～6遍，對粘質土壓實所需的碾壓遍數平均為10～12遍。經壓實度檢驗合格后方可轉入下道工序，不合格處進行補壓后再檢驗，一直達到合格為止。

6.壓實標準

土的最大干密度是土壓實是主要指標，與路基的強度和穩定性有密切的關系，一般作為壓實質量評價的依據。在路基壓實實施工中，由于受各種因素的影響和限制（氣候、土的天然含水量等），所施工的路基實際干密度不能達到室內重型擊實試驗求得的最大干密度。但是為了保證壓實質量，必須滿足規定壓實度范圍。

7.路基搭接施工技術

國內部分高速公路擴建工程分別對新老路結合帶采用沖積強壓及強夯的方法。搭接的寬度要根據采取的工藝決定，人工進行作業由于人工開挖對老基路的擾動較小，一般為15cm一步，而現在基本都使用機械作業，搭接寬度要和機械的特點相適應，高度一般要在50cm左右，寬度視坡度而定，一般選擇30～100cm一步。

8.結語

對于不同質地路基，可以選用填料也有所差異，但選用時盡量選用強度大，內摩擦角大，粘聚力強，透水性大的材料。如果由于工程作業現場條件限制，需要對材料質地差的填料，通過含水量的調節的手段以達到壓實要求或摻外加劑改良達到填土要求。對于不良地基，選用合適的地基處理方法進行地基加固。由于地基模量的差值，直接影響到路基整體穩定性，關系到改擴建成敗的關鍵。因此，要對新老路基結合部、新建路基部分的地基進行相應的處理，而且還要對老路基下地基進行評價。 [科]