基于實例分析的高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術

摘要 為保證高速公路改擴建工程中路基拼接的施工質量，提升擴建公路的使用壽命，以某高速公路為例，研究高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術的應用情況。結合工程的改擴建施工設計方案以及地質勘察結果，確定路基拼接施工工藝流程，并完成關鍵施工步驟的施工。對施工結果進行分析后得出結論：該施工技術具備良好的施工效果，可有效降低新舊路基拼接處的不均勻沉降，路基的沉降值均在15 mm以內。

關鍵詞 高速公路；改擴建工程；路基拼接；施工技術

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0176-03

0 引言

高速公路改擴建是交通量快速增加后，保證公路滿足交通服務需求的重要方式，高速公路的改擴建工程成為保障交通順暢和經(jīng)濟發(fā)展的重要手段[1]。路基拼接是一種在高速公路改擴建工程中使用的技術手段，主要涉及將兩個或多個路段的路基連接在一起，形成一個連續(xù)的整體[2]。該技術能夠有效完成改擴建工程中既有路段與新建路段之間的連接，以及兩個新建路段的連接。通過路基拼接，可以保持路基的整體性，保證新舊路基的變形一致，降低不均勻沉降和裂縫等問題出現(xiàn)的可能性。常見的路基拼接技術包括填方路基接合、挖方路基接合和深度加固等方法。在高速公路改擴建工程中，路基拼接技術的應用可以有效提高道路的使用性能和安全性，降低工程成本和節(jié)約資源，為交通的順暢運行提供保障[3]。

為研究路基拼接施工技術的應用效果，該文以實際工程為例，研究高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術，并分析該技術在改擴建工程中的應用效果。

1 高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術

1.1 工程概況

該文以某高速公路為例展開高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術應用的相關研究，該高速公路全長約25 km，原有公路為雙向四車道，路基寬度為25.5 m，現(xiàn)需在原有路基寬度下，對兩側進行加寬處理，加寬寬度為7 m，新舊路基以開挖臺階的方式進行拼接，路基邊坡比為1：1.5，路段填高為2～6 m之間。對加工路基沿線的地質情況進行勘查后，確定該沿線施工區(qū)域的地質情況較為復雜，整體分為4個層，最上層為雜填土，其主要以廢舊建筑石料為主；粉質黏土，該土層的厚度在8.2～11.5 m之間，土層的孔隙率為3.65%，含水量較大；該土層下為砂質黏土，該土層硬度以及韌性均較低；最下層為黃色砂質黏土，厚度為10 m左右，其性能和上層土質較為接近。

該工程在進行路基加寬拼接設計時，新舊路路基拼接單側結構示意圖如圖1所示。

1.2 路基拼接施工工藝流程

確定高速公路改擴建工程中路基拼接方案后，須確定路基拼接施工工藝流程，該施工流程在確定時應充分考慮路基排水設施的布設，保證路基的排水能力[4]。同時依據(jù)地質勘測結果以及施工環(huán)境情況，針對特殊路段的地基采取針對性的施工技術，并對穩(wěn)定性較差的路段進行加固處理，保證路基拼接質量。設計的施工流程如圖2所示。

1.3 關鍵施工步驟

完成路基拼接施工工藝流程設計后，則進行各個工序的施工。

1.3.1 舊路基處理

在進行高速公路改擴建工程中路基拼接施工前，需對舊路基進行處理，該處理主要是針對舊路基的邊溝和邊坡，因舊路基在長時間的使用過程中，受到自然環(huán)境中的氣候和雨水的侵蝕，可能會在邊溝和邊坡發(fā)生土質松軟等病害[5]，因此，為保證路基的拼接效果，需對局部進行處理，以此提升路基邊坡的土層強度。除此之外，新舊路基在拼接時，如果舊路基的邊坡坡度不滿足設計比例，首先需要對邊坡進行清理。清理完成后，進行邊坡作業(yè)，即削減邊坡的部分土壤或巖石，以調整其坡度，直至滿足設計要求。削坡后的邊坡應保持穩(wěn)定，并且其坡度應設計得較為平緩，以確保工程的合理性和安全性。

在進行路基填筑時，需對填料的合理選擇，在正常情況下，該填料的選擇盡量和舊路基使用的填料一致，并且保證填料的等級和水穩(wěn)定性[6]。在實際應用過程中，為實現(xiàn)資源的最大化利用，老路基開挖臺階時產(chǎn)生的土方可作為填料，但是需對其進行改良處理。采用該土方作為填料需進行填料篩選，保證填料強度。

依據(jù)上述內容完成路基填料的篩選后，將選擇的填料攤鋪在指定區(qū)域，攤鋪完成后，需測量填料中的含水率，測量結果和最佳含水量之間的偏差在±2%之間才可進入下一個施工工序。如果含水量超過該結果，則將填料進行晾干處理，調整含水量，滿足偏差標準后，進行后續(xù)工序施工。

1.3.2 路基填筑施工以及壓實處理

確定填筑材料后，則進行路基填筑，在填筑過程中，為降低并控制路基拼接處的沉降程度，在改良后的填料中摻生石灰，摻入劑量約為8%左右；填筑完成后，采用碾壓和沖擊碾壓結合的處理方式對新舊路基拼接處進行局部夯實處理，以此保證路基填筑后的連接效果，避免施工后發(fā)生較大沉降[7]。

當擴建路基施工至路床頂面下20 cm左右時，進行新舊路基結合處的液壓強夯處理，以此加速路基的固結程度，抑制施工后的不均勻沉降的產(chǎn)生，夯實處理示意圖如圖3所示。

1.3.3 新舊路基拼接處的加固處理

夯實處理完成，為進一步保證新舊路基拼接處的施工質量，結合該部分的薄弱特點，對其進行加固處理，該工程在進行加固處理時，以提升新舊路基拼接處的承載性以及穩(wěn)定性，保證拼接處的剛度和強度為核心目的，因此采用土木格柵加固技術完成新舊路基拼接處的加固，加固詳情如下所示：

土木格柵屬于一種特殊的土工合成材料，整體為連貫式平面網(wǎng)絡，具備較好的抗老化、耐腐蝕、地延伸等優(yōu)勢，同時強度較高，將其用于高速公路改擴建工程的路基拼接施工中，能夠分散路基的反射應力、降低路基反射裂縫的發(fā)生概率。

采用土木格柵進行新舊路基拼接處加固時，在路床頂面進行首層土木格柵的鋪設，鋪設間距為0.5 m。為更好實現(xiàn)拼接處加固，該文通過試驗數(shù)據(jù)，確定土木格柵的鋪設層數(shù)為4層，此時可實現(xiàn)沉降的最大控制。土木格柵在鋪設施工中，需保證填筑碾壓后的路基面上不存在堅硬凸起部位，必須保證鋪設面的平整性和光滑性，以此避免土木格柵發(fā)生破損，最大限度保證土木格柵和土層的貼合程度。鋪設過程中需保證土木格柵不會發(fā)生褶皺等情況，并在外緣邊坡設置超過1 m以上的間隔距離，避免土木格柵外露。最大限度減少土木格柵的切割次數(shù)，避免浪費材料。

土木格柵鋪設完成后，對其施工質量進行檢驗，檢驗標準以及檢驗結果如表1所示。

依據(jù)表1的檢驗標準可確定該工程中的土木格柵的鋪設質量較好，滿足相關質量檢驗標準。

1.3.4 錨固加筋結構設計和施工

完成土木格柵鋪設加固處理后，能夠有效降低新舊路基拼接處的不均勻沉降，但土木格柵的抗拉性能相對較弱，因此，該工程為提升其抗拉強度，在土木格柵鋪設完成后設置錨固力。

在實際應用過程中，如果新舊路基拼接處臺階開挖規(guī)格不滿足格柵錨固長度的標準，則采用加筋錨固組合的方式進一步提升土木格柵的加固效果，最大限度降低拼接處的不均勻沉降，抑制不協(xié)調變形情況，使路基的穩(wěn)定性更佳。

采用錨固加筋結構進行路基拼接處加固時，需確定最佳的錨桿拉力值，路基拼接施工中，第層中鋼筋材料向新路基形成的拉力為（kN），鋼筋材料的抗拉力則受到臺階拉拔力的影響而消失，此時由錨桿承擔剩余的鋼筋材料最大拉力值（kN），其計算公式為：

式中：Pu表示鋼筋材料第i層的抗拉力（kN）。

錨桿發(fā)揮作用力的拉力（kN）計算公式為：

式中：表示錨桿和水平方向之間的夾角（°）；Sh表示錨桿之間的距離（cm）。

2 結果分析

對其路基拼接施工結果進行檢驗，以此分析該施工技術的應用效果。該工程采用沉降作為檢驗指標，對路基拼接施工進行檢驗。該檢驗使用IOYFA-A4F4型號的全站儀進行路基拼接施工后的沉降測量，該文共計設計30個測點，目前，已經(jīng)完成了施工后1 d、5 d、9 d的測試，并依據(jù)測量結果計算出新舊路基拼接處的沉降值，測試結果如表2所示。然而，由于部分監(jiān)測點9 d沉降監(jiān)測值仍未收斂，我們將繼續(xù)增加監(jiān)測時間，直至路基沉降表現(xiàn)出明顯的收斂趨勢或達到穩(wěn)定狀態(tài)。

對表2測試結果進行分析后得出：通過該工程的施工技術進行新舊路基拼接施工后，路基的沉降值均在15 mm以內，其中最大值為12.5 mm，最小值為3.6 mm，雖然沉降值在9 d內均未超過允許的標準值（lt;15 mm），但鑒于部分監(jiān)測點沉降未收斂，我們將繼續(xù)監(jiān)測，直至沉降穩(wěn)定。預計通過該工程的施工技術進行新舊路基拼接施工后，路基的沉降值將能夠保持在允許范圍內，并有效避免路基拼接處發(fā)生不均勻沉降，從而保證路基的穩(wěn)定性。最終評估將基于完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結果。

3 結論

高速公路改擴建工程在施工時，其施工難點為拼接區(qū)域的施工質量以及不均勻沉降，因此，最大限度降低拼接處的沉降，保證高速公路改擴建工程中新舊路基的拼接質量，提升路基擴建后的整體使用壽命，成為該類改擴建工程中的重點關注內容。該文以實際工程為例，研究基于高速公路改擴建工程中路基拼接施工技術，結合工程的改建需求確定路基的拼接施工工藝，進而完成路基拼接施工。并且同時監(jiān)測結果確定，該施工技術滿足高速公路改擴建的施工需求，可更好地保證路基拼接處的施工質量。

參考文獻

[1]任佳.高速公路改擴建工程路基路面拼接施工技術研究[J].工程建設與設計，2023（24）：193-195.

[2]柴月新.高速公路改擴建工程新舊路基加寬拼接施工技術探究[J].中國公路，2023（23）：101-103.

[3]靳博元.高速公路改擴建路基加寬施工技術[J].自動化應用，2023（12）：155-157.

[4]解建東.高速公路改擴建路基路面拼寬施工技術[J].科學技術創(chuàng)新，2023（7）：139-142.

[5]劉俊.高速公路改擴建項目新舊瀝青路面拼接施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2023（16）：163-165.

[6]馬超晨.改擴建高速公路路基拼接施工技術[J].工程機械與維修，2023（1）：190-192.

[7]李丁豪，丁兆文，陳東芝，等.高速公路改擴建路基拼接施工技術分析研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2022（10）：29-31.

收稿日期：2024-02-22

作者簡介：趙自強 （1986—），男，本科，高級工程師，研究方向：高速公路項目管理。