公路改擴建工程路基路面搭接技術

張 艷

（湖南高速華達工程有限公司，湖南 長沙）

引言

我國的公路先后歷經了起步、探索前進、曲折發展、改革創新、快速增長和飛速發展六個階段。雖然建設時間較短，但由于最初設計、資金以及經濟發展等諸多因素的影響，同時加之車輛荷載及車流量的不斷增大，使得大部分地區先前建設的公路已無法滿足現階段交通運輸的需要，在極大程度上制約著我國的經濟發展，所以必須要對其實施改擴建。路基路面加寬為改擴建項目建設過程中極為關鍵的環節，但在實際施工中還存在一些缺陷和不足，所以必須要對其實施特定分析。文章由路基路面加寬技術的選取入手，探究了在路基路面加寬過程中出現的諸多缺陷，并制定出了行之有效的處理措施[1]。

1 路基加寬技術

1.1 路基加寬方式

（1） 我國現階段公路改擴建工程主要有一側加寬與雙側加寬之分，在橫向上可分為直接搭接與分離擴建[2]。

（2） 一側面搭接拓寬：該方法對于原路基進行改造難度較大，另外還需對中央隔離帶進行改造，很難確保新老路基強度一致。

（3） 分離拓寬：該方法新路基建設工程量大，工程全部工程量和用地面積與工程重建幾乎相等。

（4） 雙側搭接拓寬。這種擴建方式雖然工程量較小，但新老路基從設計到施工很多方面都存在著明顯的差異，兩者的結合緊密程度不能得到保障，且結合部位經常存在著很多的質量問題[3]。

（5） 目前國內已建成的改擴建公路工程，多采用雙側搭接拓寬方法，有些路段由于受外界因素限制采用一側搭接或者分離拓寬。新老路基之間如何緊密連接，充分連接為一體就成了工程成功與否的關鍵所在，所以以下針對路基加寬過程中產生的質量缺陷進行全面探索，并且制定有效的應對策略來保證新建路基與原始路基可以緊密結合在一起，從而組成整體共同承擔荷載[4]。

1.2 路基臨時排水

（1） 雨季容易出現短時間強對流天氣狀況，短時間的強降雨容易沖刷路基，影響路基強度，因此，為了保證路基加寬施工質量，在施工過程中必須做好防排水處治，增設必要的排水溝、截流槽、盲溝等排水基礎設施，以及時疏導或阻截降雨積水。

（2） 挖方路堤段采用分層施工技術，以保證拓寬施工質量，施工過程中，應保證中部作業面標高大于兩側，以避免形成積水坑；此外，為了及時疏散既有積水，應布置臨時排水邊溝。臨時排水設施與永久性排水設施應組合使用，且排水設施施工應與主體工程同步開展。

1.3 老路基開挖

（1） 為了提高加寬部分與原路基之間的貼合性，挖方路堤的邊坡應開挖成臺階狀，以增加貼合面積，從而強化新舊路基的整體性能。

（2） 將待拓寬路基邊坡按照1：0.5 的坡率開挖成臺階狀，總開挖深度為800 mm，其中，開挖臺階中心底面至中心位置橫坡坡率為3%，將路基臺階開挖到與原地面相平，具體開挖形式詳見圖1。

圖1 老路基開挖（單位：cm）

（3） 如果沿路基縱向需劃分多個施工標段時，也應開挖成階梯狀，以提高層間的相互作用力；依靠臺階狀路基實現相互搭接壓實，提高新舊路基的相互貼合性，從而加強拓寬后路基的整體性和穩定性。

1.4 路基沉降

（1） 長期服役的公路在車輛荷載的長期、反復作用下，自然沉降及路基土體固結已基本完成，填方路堤與原始填土已結合為完整的剛體結構，如果選用兩側非同步拓寬改造技術，新攤鋪路基自重以偏心荷載的形式作用在原始路基層上，在荷載不均勻作用條件下，將導致路基整體出現非均勻沉陷，沉陷值和偏心荷載作用位置與舊路基的距離有關，且距離與偏心荷載作用呈負相關關系。如果采用兩側同步拓寬改造施工方式，則整體沉陷曲線呈“盆”形分布，沉陷最小位置位于路基整體的中心處。圖2 為新舊路基沉陷示意。

圖2 新老路基沉降分布示意圖

（2） 為了控制路基的非均勻沉陷水平，在新舊路基搭接對應位置的頂面以下的臺階面上增設復合土工格柵網，以提高新舊路基接觸面之間的摩阻力系數，從而控制早期的非均勻沉陷病害，具體施工位置詳見圖3 所示。

圖3 新舊路基結合處鋪土工格柵（單位：cm）

（3） 結合施工技術規范要求，新填筑路基填料應使用砂礫、碎石等作為主料，以保證填料的強度和可靠性；新填筑路基壓實過程中應采用振動壓實，以提高新填筑路基的強度和平整度，實際壓實度指標應略高于規范要求1%～2%。

（4） 路基填料類型直接關系到路基填筑及壓實施工質量；尤其在新舊路基銜接段，應重點處理好路基間的貼合與密實問題，切實控制不均勻沉陷水平和規模。本項目中使用的新舊路基搭接處治方案示意詳見圖4。

圖4 建議新舊路基搭接方案（單位：cm）

2 路面加寬技術要點

（1） 充分利用原路面，新建路面等級不能低于原路面等級，路面質量控制標準選用實測彎沉值，根據彎沉指標制定路面補強處治方案，如果補強后的彎沉指標仍不合格，則應將原路面全部銑刨后，重新攤鋪。

（2） 新鋪裝路面選用瀝青混凝土。

（3） 廣泛推廣使用抗裂新技術，在路面層中增加抗裂性能更高的玻纖層或者土工格柵層，以提高新攤鋪路面的承載強度和抗裂性能。

（4） 最大程度利用原路面，提高工程經濟性，廣泛推廣路面可再生技術。

3 橋梁結構物加寬技術

（1） 橋梁結構加寬技術難度較路基路面加寬技術要求更高，依靠后期搭接建成的公路橋梁結構，應重新評估結構受力特點、基礎沉降、混凝土收縮徐變等內容。

（2） 橋梁主體結構受力分析：通過綜合對比分析，并換算為新荷載標準評估，得到了改造后橋梁結構的承載能力水平，其水平基本滿足承載要求，表明通過搭接改造的方式加寬既有橋梁結構的方案總體可行。通過工程實踐研究發現，經加寬改造后的新橋，搭接位置是整個橋梁受力的薄弱點，為了提高改造后橋梁的承載能力，保證橋梁安全運營，應對新舊結構搭接位置進行單獨計算校核，分析改造后橋梁在搭接位置的荷載橫向分布形式、截面剛度等參數的變化規律。

（3） 基礎非均勻沉陷：新舊結構基礎的非均勻沉陷對結構搭接面的整體性影響顯著，為了降低因基礎不均勻沉陷引起的搭接面內應力超限風險，必須加強現場的基礎沉降觀測水平，嚴控樁基礎底部的沉淀土厚度。搭接段施工完畢后，當二者間的現澆段強度達到設計值后，應再次觀測搭接段的沉降情況，現場觀測現澆段是否有開裂等病害出現。

（4） 混凝土結構收縮徐變：混凝土結構收縮徐變將導致新舊搭接段出現變為差，新搭接段在收縮應力影響下，容易發生彎曲、局部翹曲等變形，導致結構應力多次重分布，一旦局部應力水平超過混凝土抗拉強度限值，將誘發混凝土結構開裂。此外，原始梁板約束了新搭接梁段的自由變形，在現澆段內產生較大的剪切應力，一旦剪切應力超過鋼筋骨架的抗剪強度，將導致現澆段被“剪碎”。故在加快橋梁結構時，應細化對不同澆筑齡期混凝土收縮徐變問題的研究，加強現場施工控制和監測水平，新澆筑段應自由收縮一段時間且自然沉降基本完成后，再澆筑現澆段，從而釋放大部分內應力。

（5） 橋梁梁板用料：當前，橋梁主體結構現澆混凝土用水泥材料通常為普通硅酸鹽水泥，此外，部分大跨徑橋梁結構為了提高混凝土標號，常選用添加混合料的復合硅酸鹽水泥，復合硅酸鹽水泥拌合的混凝土施工和易性良好，強度增長較快，且水化熱值較低，工程性價比較高。但該混凝土的早期強度稍顯不足，抗滲性和耐久性與同類混凝土相比較差。

（6） 橋梁拓寬改造應遵循“最大程度保留原結構，盡可能控制工程量”的基本原則，箱梁橋搭接改造示意詳見圖5。

圖5 建議箱梁搭接示意圖（單位：cm）

4 交通安全保障體系

（1） 目前，大部分公路橋梁改擴建施工采取不封閉交通的形式，由于施工區域和行駛區域存在局部的交叉現象，不僅影響了正常施工進程，還給公路橋梁的正常通行造成較大的影響，埋下了一定的安全隱患；因此，在未來的公路橋梁改擴建施工過程中，施工與通行安全保障成為時下急需解決的工程問題。

（2） 結合改擴建工程項目特點、當地交通形式和交通量特點等因素，針對性制定妥善、可靠的施工與通行安保體系，以切實提高公路改擴建工程項目的總體安全性和可靠性。

5 結論

本文從公路工程改擴建工程項目實踐出發，針對改擴建工程項目特點制定了具體的施工及保障方案，在后續的工程應用中，應強化改擴建公路橋梁搭接部位的設計與施工之間的相互聯系，建立新建與改擴建深度融合的公路工程改擴建方案體系。

通過上述施工技術和施工效果進行了分析和總結，結論如下：

（1） 在新舊路基搭接處，可以進行開挖臺階，然后分層填筑并進行碾壓，這樣可以有效地提高路基搭接處的穩定性，減少搭接處出現裂縫和病害的可能性。

（2） 在路基加固中，一種行之有效的方法是采用土工格柵來鋪設在結合部路床頂面以及強度較低的部位，這樣能夠顯著提高路基的強度，并減少不均勻沉降的發生。

（3） 某公路采用以上技術方案進行改擴建施工，通過對運營以后連續兩年的調查，發現本文采用的擴建路面新舊路面搭接處路面防裂技術取得了很好的效果，證明了這項技術是可行的。為后續其他項目的施工提供參考的能力。