改擴建公路中新舊路基拼寬技術分析

鐘榮深

（福建省閩西交通工程有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

隨著城市化進程的推進，許多老舊公路已經無法滿足當前的交通量需求。為了提升道路的實際運輸能力和緩解交通運輸飽和狀況，許多地區開始實施公路改擴建工程。公路改擴建是綜合開發土地資源、道路資源和運輸資源的有效途徑，具有占地面積小、投資少等優勢。然而，在工程實踐中面臨著新舊路基不均勻沉降的問題。為避免造成公路損害，有必要加強對新舊路基拼寬技術的研究應用，以促進公路運輸能力和服務質量的提升。

1 工程現狀

漳華路金峰開發區段改擴建工程線路起點（K0+000）位于聯六線（S219）與漳華路交叉口，路線總體為北南走向，與縣道石天線（X501）、國道縱四線（G355）、建聯十四線（S318）平面交叉，終點（K6+570）與已完成擴建的漳華路順接，線路全長6.57km。該工程項目為雙向六車道，公路設計標準為二級，設計速度為60km/h，主線路基與接線路基分別寬44m、40m。對主線K4+470—K6+570 段進行軟土地基處治，挖除15045.8m3非適用材料、1203.9m3淤泥，換填14005.4m3砂礫與29308.3m3砂性土。整體工程計劃工期為2022 年12 月16 日至2025 年5 月30 日。

2 工程施工中面臨的問題

舊路基經過長時間使用后，經過固結沉降后可以保持相對穩定的狀態，不會發生變形。相比之下，改建后的新路基填土沉降時間較短，當進行新舊路基拼寬時，舊路基會受到新路基偏心荷載的影響，并出現新的不均勻沉降問題[1]。受到附加應力的影響，路基沉降大多呈“W”形，即道路中間沉降較小，路基兩側沉降較大，如圖1 所示。

圖1 路基加寬前后不均勻沉降示意圖

完成路面結構鋪設后，受到不均勻沉降的影響，道路結構會產生附加應力，超過路面材料的抗拉強度，從而導致裂縫等病害出現。如果路面積水滲入，還會進一步影響道路的穩定性，導致公路服務水平下降。路基是路面的基礎，公路運行期間，路面的性能會受到行車荷載的影響，如果在公路改建工程中對路基處理不夠重視，會大大提高公路病害出現的概率，影響公路運輸能力。目前常見的公路改擴建工程病害問題包括拼寬裂縫和新路基失穩。其中，拼寬裂縫是改擴建工程中最常見的病害，主要表現在路面結構層出現裂縫，包括縱向裂縫和橫向裂縫[2]。新路基失穩主要包括拼接位置錯位和拼寬部分整體坍塌。

3 針對路基處理問題的技術應用措施

3.1 軟土地基處治

3.1.1 施工工序

在漳華路金峰開發區段改擴建工程中，對主線K4+470 至K6+570 段進行軟土地基處治，施工工序包括施工準備勘查工作、測量放樣、路基表面清理、開溝引排地下水、軟弱土層處理、盲溝滲溝施工、透水性材料換填、推平碾壓、壓實度檢測以及質量檢驗。

3.1.2 勘察工作

正式進行軟土地基處治之前，施工人員需要先進行勘察工作，在掌握施工現場地質條件、水文條件及舊路基狀況的基礎上進行施工。

一方面，根據現場地質條件、水文條件確定施工方案，若工程所在地雨水充沛，需要在進行基底處理時鋪設一定的透水材料，以起到加強基底的作用[3]。

另一方面，施工人員應對舊路基部分存在的病害進行考察，并制訂有效的預防措施。公路改擴建工程中，舊路基病害規模、種類、成因等均會對新舊路基拼寬技術的應用造成影響，因此在開展施工設計的過程中，應先對舊路基基本情況進行詳細調查，明確病害的成因并采取有力措施，最大程度地降低道路改擴建后出現病害的概率。

3.1.3 測量放樣

在進行軟土地基處治之前，測量人員需要對中樁和邊樁進行測量。測量工作應以設計斷面里程為基準，采用GPS 測量儀器完成，并繪制開挖輪廓線。

3.1.4 開溝引排水

在處理軟弱土層時，需要先對軟土范圍進行開溝攔截，引排地表水并在地表干燥后進行后續施工。開溝時應注意保留一定的縱向坡度，以提升排水的流暢性。如果排水困難，可以采取挖設集水井的方法，并定期進行井內抽水作業，確保提供良好的施工場地。

3.1.5 盲溝滲溝施工

完成軟弱土層的清理工作后，應重新平整和放樣道路基底，確定盲溝和滲溝的位置。在人工開挖時，要確保溝底平滑，并留有一定的縱向坡度，以保證水流暢通。完成挖掘工作后，監理人員需要進行檢查，并進行土工布和波紋管的鋪設工作。

3.1.6 透水性材料換填

換填透水性材料施工是整體軟土地基處治施工中的關鍵環節之一，具體的工序包括：

第一，控制填料松鋪層厚度。為了提升項目的經濟效益，可以遵循就地取材的原則，直接使用現場的砂礫作為透水性材料進行換填施工。同時，根據換填的面積和厚度計算填料的運輸量和卸料間距。

第二，攤鋪平整。將填料運輸到施工場地后，通過機械和人工進行攤鋪工作。通常使用大型推土機進行整體的攤鋪，厚度標準為30cm，個別部位采用人工找平的方法。在道路平整的過程中，如果發現超出粒徑標準的石塊，應及時清除，以保證道路的整體均勻性。

第三，壓實作業。壓實作業采用重型振動式壓路機，按照先兩側再中間的順序進行碾壓。施工人員根據現場情況，先進行兩次靜壓，然后進行振動碾壓。橫向接頭范圍為0.4～0.5m，相鄰段重疊范圍為1～1.5m，盡可能保證碾壓的均勻性。

3.1.7 換填施工工藝

進行換填施工時，按照以下要點展開：

首先，施工人員應對道路進行基底換填，確定好填料運輸路線，并按照先低后高、先兩側后中間的順序完成上料。使用推土機進行大范圍攤平，個別部分可以使用細石塊或石屑進行找平。

其次，如果填料級配不均勻且粒徑較大，施工人員可以配合石渣、石屑等進行空隙填補，重復這一操作直至填滿。

最后，按照先兩側后中間的順序進行道路碾壓，保證壓實線路縱向互相平行，相鄰行間重疊范圍為40～50cm。

3.1.8 換填施工質量標準

1.加強節能減排、安全環保工作，確保油田綠色生產、承擔社會責任。“守法經營、達標排放”是企業必須恪守的信念。一是加強安全環保管理，嚴格執行國家環境保護法律法規，進一步落實環保責任，健全完善環保管理制度，防微杜漸，塑造安全、綠色形象。特別對位于環境敏感地區、重要水體、中心城市附近的勘探作業，在裝置調整、裝置大修改造、開停工、惡性天氣條件時，要時刻警覺，全天候全過程負責，杜絕事故發生。二是提高油田清潔生產水平，加大安全、技術投入，對油氣生產設施進行技術改造、升級換代，加快采油污水減排和污水資源化利用項目建設，加大污水回注回灌力度，逐步實現污染源全部達標排放。

在組織軟土地基換填施工過程中，應確保滿足相應的質量標準要求。主要包括以下幾個方面：

第一，換填地基填筑壓實標準應與土方路基保持一致。

第二，對砂墊層進行施工處理時，應確保其規格和質量符合標準要求。按照施工規范進行灑水和壓實，確保砂墊層寬度大于路基邊腳0.5～1m。

第三，施工人員需要對軟土地基路堤進行沉降觀測和穩定性觀測，并根據觀測結果對路堤填筑進行合理調整。

第四，盲溝、滲溝的設置以及相關材料的使用應確保符合規定。

第五，反濾層填筑應使用滲水性材料。施工人員應按要求對中砂、粗砂、礫石等進行篩選，并完成分層施工。

第六，排水層填筑所使用的材料應具有較大的粒料，以確保排水孔隙度符合要求。

3.2 軟土地基處治施工注意事項

3.2.1 施工控制標準

一方面，施工人員應根據施工觀測結果來控制填筑速率，并結合相關標準進行雙控。其中，路基中心表面沉降速率應控制為10mm/d，坡腳側向位移速率應控制為5mm/d。另一方面，應確定相應的卸載標準，即連續3 個月以上沉降速率在5mm/月以內才可以進行卸載。

此外，進行路基填筑施工期間，對于不同的位置應采取不同的控制措施。通常情況下，如果未超出極限填土高度，不需要對填土速率進行控制[4]。

3.2.2 施工監測設計

在軟土路基填土施工期間，施工人員需要進行表面沉降觀測及水平位移測量，若測量過程中受到構筑物影響，則需要將其納入監測結果。

4 路基拼接設計

4.1 控制公路開裂問題

在公路改擴建工程中，改建后公路的使用性能與使用壽命很大程度上受到路基質量的影響，因此必須采取科學的路基質量控制措施，其中控制和延緩路面開裂是關鍵。在此過程中，施工人員應有效控制新拓寬路基的沉降量與新舊路基之間的沉降差，以此為基礎強化新舊路基銜接，通過提高路基填筑質量來降低病害出現率。公路改擴建項目中常見的新舊路基銜接技術為“削坡+開挖臺階”，并鋪設土工布以防止開裂。

“削坡+開挖臺階”技術的優勢主要體現在以下四個方面：

第一，可以清除邊坡內的表層植被土和壓實度不足的填土，有助于提高路基的穩定性。

第二，可以為加寬部分的軟土地基處理提供便利條件。

第三，可擴大新舊路基之間的接觸面積，同時增強其抗剪能力。

第四，能夠滿足施工期間既有路基的穩定性要求。

4.2 路基拼接開挖施工

公路改擴建工程中常用的開挖方式包括“先削坡再挖臺階”與“直接挖臺階”。其中，前者的優勢在于可以一次性提供較寬的工作面，為施工組織提供便捷條件，同時可以換填壓實度不足的舊土，但會在一定程度上增加工程量；后者則可以利用原有路堤進行施工，有效減少土方工程量，但不便于后續的軟基處理施工，會提高施工組織的復雜程度。

4.3 不同路段的施工處理

填土路段具有密實度較強、抗剪強度較高的特點，有明顯的直立性特征。施工人員落實相應的排水及穩定觀測措施，可保證現場施工安全，確保提供較寬的工作面，為軟土地基處理提供相應的便利條件。

對于填砂路堤，則需要采取合適的邊坡開挖方法以起到防護作用，確保施工過程的安全性與穩定性[5]。在對填砂路堤進行開挖時，大多采用人工手段，并對軟基加固施工采取相應的防護措施。一方面，可以先進行原路堤邊坡填筑再進行軟基處理，最后進行新舊路基拼接施工。另一方面，可先對舊路進行開挖施工，對暴露砂層采取一定的臨時防護措施，隨后進行軟土地基處理，并進行相應的填筑工作。

4.4 確定臺階開挖規格

進行臺階開挖時，根據實際情況設置相應的寬度和高度規格，并加強控制。一方面，應最大限度地增加新舊路基之間的接觸面積，因此需要在控制臺階規格的基礎上增加臺階數量。另一方面，應盡可能為土工布鋪設提供較長的錨固長度。根據當前公路改擴建工程的實踐經驗，臺階高度應不大于80cm，根據邊坡坡度確定臺階寬度在100～200cm 之間。此外，臺階開挖的寬度和高度還會受到材料、壓實度等因素的影響。因此，在確定具體的臺階開挖規格參數后，應根據填土路段與填砂路段的特點對參數值進行靈活調整，以實現更好的施工效果。

5 結語

綜上所述，文章結合實際工程案例，對公路改擴建工程中的新舊路基拼寬技術進行分析，同時根據施工現場的實際情況，對軟土地基處治技術與路基拼寬技術的有機結合進行分析。進行路基拼寬施工時，應根據不同路段的特點采取合適的技術方案，以最大程度地減少新舊路基拼寬出現道路病害的概率，在保證路基拼寬施工質量的前提下保證工期，同時減少成本投入。