在役公路加寬改造施工技術研究

【摘 要】為了應對在役公路交通流量飽和的問題，對在役公路開展加寬改造成為目前主流的處治方式之一;本文從在役公路加寬改造過程中常見的病害入手，明確了加寬改造后公路病害的誘發機理及病害類型，認為病害主要始于新舊路基的不均勻沉陷，因此，在公路加寬改造施工過程中，應重點做好路基部分的施工處治;最后，重點介紹了“土工格柵+開挖臺階”及泡沫輕質土路基填筑兩種工藝在公路拓寬改造中的應用。

【關鍵詞】在役公路;加寬改造;不均勻沉陷;土工格柵;開挖臺階;泡沫輕質土

引言

部分在役公路車道數量少、路面凈寬小是最突出的問題之一，隨著公路車流量的不斷增長，部分兩車道在役公路已接近飽和狀態，為了從根本上緩解在役公路通行能力不足的問題，對在役公路開展加寬改造無疑成為解決當下公路通行能力問題不足的較佳途徑。從施工技術層面分析，公路加寬改造的關鍵是要解決好后加寬部分與既有部分二者間的協調性，受路基填筑材料特性、路基加寬施工工藝等因素影響，新舊路面在車輛荷載作用下容易出現因變形不協調導致的沉降差，因此，在加寬改造施工過程中，首先應明確加寬改造中常見的病害，針對病害特點及嚴重程度，采取針對性的施工處治措施，以確保加寬改造施工的整體質量滿足設計及規范要求[1]。

1 在役公路加寬改造過程中的常見病害分析

通過調查大量改擴建施工項目發現，公路拓寬改造后的病害主要集中在新舊路基的交界區域，且病害根源來自于路基，路面病害則屬于路基病害的繼發性病害。公路加寬改造后的病害大致可分為以下幾種：

（1）公路加寬改造后的病害集中體現在新舊路基銜接位置，由于后加寬部分的路基填筑材料不同于原路基，且路基壓實度、施工工藝等均存在一定的差異，如果銜接位置處治不當，在后續車輛荷載的長期作用下，新舊路基容易因變形不協調而出現沉降不同步的情況，一旦沉降差異超過一定限度，最終將表現為新舊路基銜接區域的開裂，且裂縫將持續反射至路面;開裂后的新舊路基在荷載作用下，拓寬部分路基將沿著結合面滑動[2]，嚴重情況下還將造成路基邊坡失穩垮塌，誘發嚴重交通事故。

（2）新舊路基銜接區域的路基不均勻沉陷病害，將反射至路面，導致路面的完整性被破壞，以瀝青路面為例，因不均勻沉陷造成的剪切應力會將銜接區域的瀝青混凝土“剪碎”，表現為新舊路基銜接位置的路面瀝青混合料松散;如果路面鋪裝為水泥混凝土，由于水泥混凝土路面的剛度較大，在不均勻沉降造成的應力作用下，將出現水泥混凝土面板的錯臺、斷裂病害。

2 在役公路加寬改造中的路基處治技術

通過上文分析發現，加寬改造后的公路的薄弱區域位于新舊路基的銜接區域，且各種病害均始于新舊路基的不均勻沉陷，因此，在公路加寬改造施工過程中，應重點做好路基部分的施工處治，確保新舊路基銜接區域的強度和剛度滿足承載要求。本文介紹了幾種工程上常見的路基處治技術，具體如下：

2.1 “土工格柵+開挖臺階”處治工藝

為了加強新舊路基銜接位置的連接剛度，同時增加結合面的有效結合面積，“土工格柵+開挖臺階”工藝受到了廣泛應用。土工格柵是公路加寬改造過程中最常用的土工合成材料之一，將土工格柵均勻攤鋪在新填筑的路基土體中，能夠顯著提高路基土體之間的摩阻力水平，進而控制新填筑路基土體的橫向位移，進而提高對新填筑路基土體的約束能力;此外，在敷設土工格柵的基礎上，應將新舊路基的結合面開挖成臺階狀，以增加新舊路基的貼合面積，且臺階結合面上應敷設土工格柵，以增加摩阻力水平。通過“土工格柵+開挖臺階”處治工藝，能夠顯著提高新舊路基在荷載作用下的協同變形能力，同時提升路基整體的承載強度和抗變形剛度，進而大幅度控制路基沉陷。“土工格柵+開挖臺階”處治工藝示意詳見下圖1所示：

2.2 泡沫輕質土路基填筑工藝

泡沫輕質土與傳統的路基填方材料相比，其在容重、質量、施工和易性、耐久性等方面具有更加顯著的優勢，泡沫輕質土依靠發泡劑充分發泡，發泡后的泡沫輕質土內部被致密的泡沫充分填充密實，一方面具備較高的抗拉壓強度，另一方面能夠阻擋游離水，從而使泡沫輕質土始終處于較低容重狀態[3]。泡沫輕質土目前已被廣泛應用在公路拓寬改造項目中，與傳統的新舊路基銜接位置處理工藝一致，泡沫輕質土也采用臺階型銜接方式，由于泡沫輕質土路基填料的穩定性良好，為了節約占地面積，背向原有路基邊坡一側可與地基保持垂直。

標準的泡沫輕質土路基拓寬施工流程主要包括：原路基邊坡臺階開挖、基底處治、泡沫輕質土填筑及加寬路基養護。

（1）原路基邊坡開挖臺階的寬高應一致，為了提高臺階面的摩阻力水平，臺階面應向原路基中心方向傾斜，傾斜率控制在2%-3%之間，為了提高臺階開挖效率，建議以機械開挖為主，同時配合人工整平，臺階面整平后的壓實度應滿足施工要求。

（2）了防止因加寬部分地基平整度不良造成的應力集中問題，在填筑泡沫輕質土前，應提前整平基底，在原有地基的基礎上，額外攤鋪厚度約200mm的級配碎石底基層，并在底基層表明加蓋抗滲土工膜，以阻擋地下水對泡沫輕質土的反滲影響。

（3）開始泡沫輕質土的澆筑和養護作業，由于泡沫輕質土具有良好的施工和易性，故可采用泵送澆筑方式，施工現場根據拓寬施工規模及泵送設備情況合理確定泵送壓力，在大規模澆筑前，應提前浸潤基底，為了防止出現“消泡”問題，泵送管應以較小角度切入澆筑面，接近澆筑尾聲時，現場施工人員使用專業機具做好收面處治;泡沫輕質土養生與普通混凝土養生方式類似，也采用覆膜保濕養生，為了保證養生效果，單層泡沫輕質土的養生周期不能短于3天[3]。

3 結語

本文以在役公路的加寬改造為研究背景，深入闡述了在役公路加寬改造過程中常見病害的誘發機理及病害類型，進一步鎖定了公路加寬改造后的薄弱區域;本著確保新舊路基銜接區域的強度和剛度滿足承載要求這一基本原則，本文重點針對加寬改造路段的路基處治提出了“土工格柵+開挖臺階”及泡沫輕質土路基填筑兩種工藝，希望為在役公路的加寬改造工藝發展和完善提供借鑒。

參考文獻：

[1]張杜鋒.高速公路拓寬施工技術探討[J].西部交通科技，2017（09）：51-53.

[2]管晨程.道路拓寬改造常見問題與對策研究[D].杭州：浙江工業大學，2017.

[3]賈韻潔.泡沫輕質土材料在高等級公路擴建施工中的應用[J].中國公路，2020（15）：112-113

作者簡介：

杜鵬，男，湖北省十堰市房縣，1988年3月10日，漢，大學本科，房縣公路養護中心，申報工程師。

（作者單位：湖北省十堰市房縣公路養護中心）