路基加寬施工技術要點研究

孫文升

（平度市交通運輸局，山東 青島 266700）

在公路施工中，路基施工質量直接決定著公路的整體穩定性和安全性，對路基填筑方法和工藝要求嚴格控制。由于公路交通量的不斷增加，早期建成的公路的通行能力已難以滿足現有要求。因此，有必要拓寬公路，使其整體更寬。拓寬路基時，嚴格控制新老路基接縫處的壓實和沉降變形是很重要的。

1 新老公路之間的沉降差異及控制

新路基在使用過程中會發生沉降，沉降類型可分為三種：地基本身引起的沉降、路基本身荷載引起的沉降和行車荷載引起的下沉。新路基和舊路基的區別在于，它沒有受到長期的車輛荷載，缺乏基礎的統一性，穩定性差，在使用過程中可能會導致路面出現縱向裂縫。盡管人們也采用了換土和排水固結的方法來處理新路基地基的沉降，但由于各種原因，人們仍然認為土工格柵加固技術在公路路基拓寬施工中的應用最能滿足人們的需求。這是因為在公路路基拓寬施工過程中，最常見的縱向裂縫位置是新舊路基結合的部分，而新路基的參數設計本身能夠滿足公路交通使用的需要。正是由于新舊路基不均勻沉降，才容易產生縱向裂縫。土工格柵加固技術的應用可以帶來以下技術優勢：在應用該技術時，需要采用開挖臺階施工，增加新舊路基的接觸面積，從而優化新舊路基的連接；土工格柵鋪設技術的應用可以平衡沉降時對路基的作用力，從而防止裂縫的發生；土工格柵施工本身可以提供良好的錨固空間，可以進一步提高路基的抗剪性能。與其他施工技術的應用相比，采用土工格柵進行施工成本低，施工特異性強，工藝簡單，效果好。

2 工程施工中的常見問題

（1）新老路基沉降不同，在長期自重作用下，舊路基基本完成固結變形。路基新加寬段的土壤壓縮性高，固結時間長。新路基施工完成后，在荷載作用下仍有明顯的固結沉降，可導致新舊路基交界處的不均勻沉降，破壞路面結構。（2）由于地基強度不足，彈性模量相對較低，新老路基的沉降值不斷增加。舊路基在改造前已完成固結沉降，而新路基剛剛發生沉降，沉降值較大。新舊路基的施工條件、填料類型和壓實度對路基的加固效果有很大影響。舊公路投入運營后已完成壓縮變形和沉降，但新公路在項目建成后仍將發生沉降和變形。新路堤的填筑過程往往需要很長時間，在長期荷載作用下，由于不同填料的特性，新路堤和舊路堤的變形可能不一致[1]。（3）路基拓寬通常在地形復雜的地區進行。當局部地基坡度過陡時，需要在陡坡地基上填筑加寬路基。如果原基礎邊緣存在潛在的滑動面，加寬的路基段將沿著該滑動面滑動，使整個區域不穩定。由于雨水的入侵，它還受到水分、干燥和凍融循環的影響，導致地基土的抗剪強度降低。（4）路基排水設施不完善，導致地表水滲入。路基土由于浸泡在水中而變得潮濕和柔軟，導致強度急劇下降。暴雨在山區可能會造成小面積的泥石流，導致排水設施堵塞。排水設施堵塞后，路基上端的雨水會從路面溢出，破壞路面，導致雨水滲入路基，加劇裂縫的擴展，降低路基的強度。

3 工程概況

某公路改擴建工程，擬對既有路基做加寬處理。路基邊坡最大坡高為7m，采用加筋土支護，設鋼塑土工格柵，鋪設寬度7m、豎向間隔為0.4m、反包長度為3m，并用碎石在下剖地面線以上40cm 范圍修筑排水層。土工格柵加筋施工屬于該工程的重難點。

4 土工格柵加筋技術在公路路基加寬中的應用原理

在進行公路路基拓寬施工時，人們有各種施工技術可供選擇，但土工格柵加固技術有其獨特的施工優勢。目前，我國土工格柵材料已實現標準化和批量生產。它們的使用成本不高，重量輕，耐腐蝕性強，不易老化，抗拉強度能滿足公路路基施工的需要。理論上，土工格柵材料可以使用120 年。將土工格柵加固技術應用于路基施工以提高路基彈性模量的機理是，使用該施工技術可以增加土工格柵與土壤之間的摩擦力；使土工格柵與基礎形成一個整體，以增加土地上的荷載；使用土工格柵網格鎖定土壤并約束土壤變形。通過應用該技術，當在新舊路基的接觸點施加壓力時，土工格柵應以幾何形狀約束土壤，以防止側向變形，從而提高土壤的抗彎剛度和抗剪強度。土工格柵本身能夠承受一定的強度荷載，并能夠分擔土壤的水平和垂直作用力；利用土工格柵的結構，使產生的應用均勻分布，同時避免應用集中在路基的某一點，導致路基的某個點施加過大的荷載，從而形成裂縫[2]。

5 路基加寬施工

5.1 施工準備

路基拼寬施工之前，現場人員應對所在區域的地形地勢、氣候條件、土壤、地下水等進行實地勘測，并做好相應的記錄，為后續施工奠定基礎。然后對施工現場進行徹底清理，將表面雜物與垃圾及時移出場區外。另外，正式施工前選定試驗路段，確定路基拼寬施工的各項參數，其中，重點對路基填料的壓實度和填充方式進行嚴格控制，并在適當位置完善排水設施。

5.2 新舊路基銜接處理

施工過程中應開挖臨時排水溝，以利于排水通暢。清理新舊公路交叉處的舊路坎、路肩、護坡、邊溝。為滿足質量要求，應將舊土路肩打開并暴露在陽光下，或與粉煤灰混合處理并重新碾壓。上述步驟是清除舊肩坡上的草、樹根和腐爛的樹葉等碎屑。從硬路肩開挖臺階，解決舊路基邊坡壓實不足的問題，加強新舊路基的連接，減少舊路基連接處的不均勻沉降。為了保證新舊路堤的連接坡度有良好搭接，必須挖掘和清理正常厚度為30cm 以上的臨時土壤，并根據設計條件從舊路堤的底部向上挖掘臺階。兩路基拼接時，在路面結構底部20cm 處鋪設2 層寬度為4m，間距為30cm的三向土工格柵；其下第一級臺階處鋪設2 層寬度為3m，間距為20cm 的土工格柵；最下一級臺階鋪設1 層寬度為2m三向土工格柵。低填淺挖段（H＜100cm）超挖后，在路床范圍內鋪設2 層寬度為4m 的三向土工格柵，分別位于上、下路床底。若舊堤壩的高度低于2m，可以將舊堤壩的斜坡處理后直接填入新堤壩。嚴禁將邊坡清理材料作為新堤的填料。加寬路堤填料選用與老路堤基本相同。擋墻路基回填采用砂礫透水性材料回填。路基其他段落加寬部分若采用非透水性填料時，應在地基表面鋪設砂礫或碎石墊層。

5.3 填筑填料

（1）鋪設土工格柵后，及時填筑填料。填料運至現場后，向指定施工點位卸料，按照從兩邊到中間、對稱的原則進行填筑。若直接向土工格柵卸料，厚度控制在1cm 左右。（2）由于砂礫土受含水量的影響相對較小，僅需控制級配即可取得良好的壓實效果，因此，此次公路路基加寬施工選取砂礫土作為填料，要求填料級配均勻，最大粒徑不大于15cm。（3）運料車將填筑材料運至現場，車輛與加寬路基邊緣的距離需超過1.5m，有序卸料。若土工格柵上未鋪設填料，禁止車輛直接行駛，以免引起土工格柵偏位、受損等問題。卸料后，由機械設備攤鋪，人工精細修整。攤鋪機不可停靠在尚未覆蓋填料的筋帶上，行駛方向垂直于筋帶，保證攤鋪后的橫坡坡度不低于3%。絕大部分攤鋪作業由機械設備完成，但填料攤鋪至與擋土墻相距約1.5m 時，作業方法調整為人工攤鋪[3]。（4）推土機攤鋪填料時，鋪設厚度應至少達到20cm，必須在碾壓加筋體具有穩定性后才允許運輸車輛在其上方行駛。如因特殊施工條件必須讓運輸車輛在碾壓加筋體上臨時行駛，填料厚度應增加至30cm，運輸車輛行駛速度穩定在5km/h 以內，禁止急剎車和長時間停留。根據填料性質、壓實機械設備性能，合理控制各層攤鋪厚度，通常在30cm 以內為宜，盡可能使各層厚度保持均勻，逐層依次攤鋪、碾壓。

5.4 碾壓填料

填充材料填充到位后，應盡快使用振動壓路機進行壓實。操作要點如下：（1）在第一輪碾壓過程中，應嚴格控制壓路機的速度和強度，防止過度碾壓導致鋼筋錯位。第一次軋制后，適度提高軋制速度和壓力，逐層加強軋制。橫向范圍碾壓一次后，檢查填料的壓實度。如果符合標準，則暫停滾動。壓路機按計劃路線平穩行駛，不能急剎車，也不能在尚未壓實的填料上長時間停留。（2）碾壓完畢后，質檢人員會立即檢查壓實度。在800m2范圍內隨機選取三個測試點，分別測量壓實度。如果測量結果超過95%，則表明壓實度符合標準。如果結果小于95%，則將加強壓實，直到重新測試結果符合要求[4]。（3）碾壓以機械為主，人工為輔。首先，使用軋輥進行大面積軋制，以提高軋制效率。然后，采用人工振動壓實法對距離擋土墻1.5m 的區域進行壓實，以提高碾壓的精度水平。（4）軋制操作是分層進行的，每層都按從外到內的順序進行軋制。每層填料壓實后，立即檢測壓實度，分層有序施工。碾壓后，對填料進行標高檢測，然后根據檢測結果與設計標高的差異進行局部找平處理。

5.5 新舊路基結合部位的加固處理

在新舊路基結合的部位是公路加寬施工中的重難點，結合部位施工的質量會直接影響到公路改擴建施工的整體效果，考慮到該部位薄弱的特點，應該結合實際情況采取合適的加固處理技術。如果新舊路基相互分離，路基整體的完整性受到影響，路基的承載能力就會降低，為此，施工單位需要提升新舊路基結合部位的剛度與強度，防止路基連接處出現開裂的現象。針對新舊路基結合部位加固處理，可以采取以下措施。（1）土工加固處理。根據新舊路基結合部位施工的情況合理設置土工格柵，有效提升土體的粘結力。采用土工格柵加固處理以后，路基整體的承載能力得到提高。特別是維持路基的穩定性有重要的作用。（2）補夯措施。必須保證新舊路基的填料的密實狀態，為此，結合部位可以采取補夯措施，盡可能保證路基整體受力的一致性，防止出現不均勻沉降的情況。

5.6 路基排水施工

路基交界處的交通承載力應保持與原始路徑相同。該位置的地表水容易滲透，造成新舊路基交界處的侵蝕和損壞，從而降低交界處的有效性和質量。為了改善這一問題，本項目在路基接縫處安裝了一條深度為20cm 的水平礫石盲溝[5]，將其連接至現有盲溝，以減少積水對路基的侵蝕影響。如有必要，應增加防水層，以提供全面保護。本工程填方段排水方式為集中排水，挖方段排水方式采用分散排水。全線排水系統主要包括截水溝、急流槽、路塹邊坡、邊溝、排水溝、蒸發池、橋涵、天然溝渠等組成部分，以便及時清除邊坡和路面范圍內的積水。主要路線為縱向排水，通過橋梁和涵洞水平排放積水。開挖段排水以暗排為主，根據設計要求在路塹側溝下部設置礫石盲溝，在長路塹及超高段的低側分布深側溝。為保證排水系統的排水效果，在開挖段每隔20m 水平增加一條礫石盲溝，與側溝底部的礫石滲透溝形成完整的排水系統。此外，在路基填挖交界處，還應在水平和垂直方向增設滲水溝。

5.7 沉降檢測

路基頂面的壓實工作應在彎曲和沉降試驗后完成。彎沉輪被用來測試車輛的輪重（或軸重）。規定彎沉余量并進行頻率測試，每條雙車道每隔50m 測量4 個點（左、右點下有2 個后輪間隙）。路基填筑由質控、試驗人員按路基填方標高分層控制壓實度，成型路基按規定取點檢測，報監理工程師現場驗收合格后，方可進行上一層路基填筑。由結合檢測結果可知，新舊路基結合處以及邊緣處隨著時間的推移，沉降逐漸趨于穩定，最后得到有效控制，結合公路路基施工規范以及設計標準，選取適當的新舊路基加寬拼接技術可有效緩解路基整體沉降變形問題，同時可極大地提升公路的通行能力和穩定性。

6 結語

綜上所述，使用路基加寬技術能改善改善提高公路整體結構的穩定性，這有利于工程的順利開展。施工單位需要了解新老路基的差異性以及施工場的實際情況，選擇合適的施工技術，并制定出完善的施工組織計劃，促進公路工程項目的開展。改擴建是當前很多公路工程面臨的問題，以上結合某公路改擴建工程實際情況，對其改擴建過程中的路基加寬方案確定與施工進行了初步分析與總結，提出的路基加寬方案及施工方法和要點，旨在為同類公路改擴建工程的路基加寬施工提供技術參考，保證路基加寬施工質量，達到預期的改擴建目標。