舊路加寬路段路基施工技術研究

（上海千年城市規劃工程設計股份有限公司河南分公司，河南 鄭州 450000）

1 工程概況

某公路工程是我國公路網的骨架部分，占據著極為重要的交通運輸地位。隨著重型車比例的快速增長，路面損壞程度日益嚴重，導致道路服務水平、通行水平明顯下降。為了提高道路通行能力，滿足經濟發展的需求，亟待進行舊路加寬改造施工。該路段全線地形簡單，地勢較為平坦，大多數路段海拔高度在20 m 以下，呈西高東低之勢。全年氣溫在10 ℃～15 ℃，屬于典型的大陸性氣候，四季分明，雨熱同季。原路面為雙向4 車道，現決定采用兩側拼寬的方式改為雙向8 車道，42 m 為整體式路基寬度。

2 舊路路基加寬方案

該工程原為雙向4 車道，中央設分隔帶，全線原路基寬26 m?，F改為雙向8 車道，采用整體式標準路基寬度42 m，具體加寬方案見表1。

表1 路基加寬方案

3 舊路加寬路段路基施工關鍵技術要點

3.1 路基壓實度標準

對于新舊路基結合部位穩定性而言，壓實度影響較大，為了降低新舊路基差異沉降，維護路基穩定，必須確定路基壓實度，保證在滿足規范要求的同時，進一步提高拼接部位路基壓實度，應保證路基壓實度≥97%[1]。

3.2 新舊路基拼接方式

擴建工程施工中延緩結合部開裂是質量控制的關鍵，根據要求，該工程路基加寬采用削坡、挖臺階的方式進行拼接處理。

縱橫向錯臺要求在填筑路基前先對原路基邊坡進行削坡處理（30 cm 厚），隨后進行臺階開挖施工。按照要求，盡可能確保臺階位置和加寬路基的壓實度相同，在充分利用原路堤的前提下，按照由下到上的順序進行臺階開挖，內傾角為4%。應開挖一層，夯實一層，在夯實之后，及時檢測各層厚度、壓實度等參數的指標[2]。

粉質黏土、砂土為該工程舊路路基主要填料類型，此類填料具有極差的黏聚力。因此，開挖臺階的尺寸不能太大，根據實際情況，可按照100 cm 寬、66.7 cm 高為臺階開挖尺寸。完成開挖施工后，即可進行拼接填筑，同樣要開挖一層、填筑一層，做到隨挖隨填。針對路床部位，可單獨作為一個臺階開挖、回填，其他則為整體開挖。根據路基填土高度，該工程路基拼接施工可分為3 種不同的形式，具體見表2。

表2 路基拼寬形式

3.3 土工合成材料技術要求

根據施工具體情況，采用雙向HDPE 土工格柵鋪設于拼接路基路床處，同時將一層土工格室鋪設于路基基底。為防止壓實×過程中格柵移動，須通過Φ10 鋼筋固定，100 cm為間距。

以塑料焊接微樁結構為土工格室節點，微樁橫截面尺寸需控制在12mm×12mm 以上，其高度則在90 mm 左右，誤差不得大于2 mm[3]。

3.4 沖擊碾壓

為了保證新舊路基的穩定性，避免產生路基不均勻沉降，在沖擊碾壓路基基底時，必須做控制好碾壓速度，一般可控制在10 km/h～15 km/h，根據施工設計要求，該路段必須碾壓18～20 遍，如果施工段周圍存在構建物、管道等，必須采取必要的保護措施。按照現行規范壓實度（96%），驗收時需提高1%，即≥97%。針對填土高度在4 m 以下的一般路段，僅做基底沖擊碾壓施工即可。如果填土高度在4 m 以上，就需要采用重型沖擊式壓路機先進行20 遍補壓，待填筑到下路床底標高位置時，則再次進行20 遍碾壓。要求在碾壓施工后，總體沉降量在3 cm 以下。

4 土工合成材料在舊路加寬路段的應用效果

隨著舊路改擴建工程數量的不斷增多，在公路工程施工中土工合成材料應用得越來越多，在舊路加寬過程中，土工合成材料的主要作用有2 點。1）可以增強路基土強度，提高路基穩定性。2）可以增強新舊路基結構之間的聯結性，提升路基的整體性，從而減小差異沉降[4]。根據工程實際情況，該工程采用土工格柵、土工格室2 種土工合成材料進行沉降控制，具體使用原理及應用效果如下。

4.1 土工格柵對沉降控制研究

土工格柵是由高分子聚合物，例如聚丙烯、聚氯乙烯等通過熱塑、膜壓等方式形成，其特點為抗拉強度、彈性模量較高。在公路路堤施工中，土工格柵主要起到加筋作用，通過鋪設土工格柵，可進一步增強地基強度，提高路基穩定性，從而合理地控制路基不均勻沉降。

以該工程為例，對4 種不同類型的路基頂面沉降情況進行有限元計算分析。假設土體屬于理想彈塑性體，并且按線彈性體進行土工格柵處理，可按表3 確定具體參數。

表3 計算參數

4.1.1 單層土工格柵鋪設

根據要求，僅將一層土工格柵鋪設新舊路基結合部，可在上路床地面、第2 層臺階底、第3 層臺階底或路基底部分別鋪設，由此可取得上述各部位路基頂面最大差異沉降，分別如下：上路床底差異沉降為6.73 cm、第2 層為6.73 cm、第3 層為6.63 cm、基底為6.52 cm、無土工格柵為6.75 cm。由此可知，相比無土工格柵鋪設，鋪設土工格柵差異沉降較小，且鋪設于基底部位，差異沉降下降幅度最大，隨著鋪設位置不斷向上，則降低差異沉降的效果越不明顯。

4.1.2 多層土工格柵鋪設

根據要求，按照從低到高的順序，依次在基底、第2個臺階處、第3 個臺階處及上路床底分別鋪設1 層、2 層、3 層、4 層土工格柵，由此可得各個部位路基頂面最大差的異沉降結果，設置1 層土工格柵時差異沉降為6.52 cm、2層時差異沉降為6.48 cm、3 層時差異沉降為6.47 cm、4 層時差異沉降為6.46 cm。

通過對比單層與多層土工格柵鋪設結果，當不斷地增加土工格柵設置層數時，差異沉降也隨之下降，其中鋪設2層時，相比鋪設1 層差異沉降下降得較為明顯，但是鋪設3層的差異沉降6.47 cm，基本和鋪設2 層的差異沉降6.48 cm基本相同，差異沉降下降效果不顯著，基于此，鋪設2 層土工格柵效果更佳。

4.2 土工格室對沉降控制研究

土工格室是將高密度聚乙烯材料在強力焊接作用下而形成的一種三維網狀格室結構。利用公路施工中土工格室的三維立體限制作用，在荷載作用于土工格室時，可對結構內填料的側向位移起到限制作用，從而增加路基填料的黏結性，最終達到有效控制路基不均勻沉降的目的。

4.2.1 單層土工格室鋪設

按照土工格柵鋪設情況在相同位置鋪設土工格室，所得結果如下：上路床底的差異沉降為6.74 cm、第2 層差異沉降為6.70 cm、第3 層差異沉降為6.51 cm、基底差異沉降為6.31 cm、無土工格柵差異沉降為6.75 cm。相比土工格柵鋪設結果基本相同，相比無土工格室鋪設，土工格室鋪設降低差異沉降效果明顯，在基底處鋪設土工格室，降低差異沉降效果最為明顯。隨著鋪設位置不斷向上，則差異沉降降低效果越不顯著。

4.2.2 多層土工格室鋪設

同樣按照土工格柵鋪設情況，在相同位置鋪設土工格室。所得結果如下：鋪設1 層土工格室的差異沉降為6.31 cm、鋪設2 層差異沉降為6.22 cm、鋪設3 層差異沉降為6.19 cm、鋪設2 層差異沉降為6.17 cm。由此可見，設置2 層土工格室最為合適。

通過上述數據分析，在差異沉降控制方面，土工格室降低差異沉降的效果更為明顯。因此，在該工程路堤高度4 m 以下時，采用的鋪設方案為底部1 層土工格室+上路床底部1 層土工格柵；路堤高度4 m 以上，需要加鋪1 層土工格柵置于下路床底面。

5 結語

綜上所述，隨著社會經濟的迅速發展，大量早期修建的公路工程逐步進入養護維修期，為全面提升道路通行能力，必須重視舊路加寬改擴建施工，提高施工技術水平，規范施工工藝，以此有效推進公路建設事業可持續發展。