高速公路改擴建工程路基路面拼接施工技術研究

摘要 文章以福建某高速公路擴建工程為例，根據高速公路現場環境因素、項目建設特點，結合該工程改擴建工程路基路面拼接的設計原則和施工技術要求，對比多種路基路面拼接技術施工方案，選擇合理有效的路基路面拼接施工技術。針對該項目進行了調查分析，提出了詳細有效的施工技術方案，可為高速公路改擴建工程的建設提供借鑒。

關鍵詞 高速公路改擴建；路基路面拼接；施工技術

中圖分類號 U418.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0025-03

0 引言

國家正處于高速發展時期，高速公路也成為經濟發展重要戰略組成部分。目前，原有的部分高速路段已不能滿足部分區域經濟發展的通行量要求，長期高負荷運行的高速公路，對行車安全造成一定的安全隱患，因此，高速公路擴改建已成為高速公路建設發展的重要手段之一[1]。以往高速公路的建設標準與如今的規范并不一致，造成新舊道路材料、路基路面的施工工藝等均存在差異，易造成路面變形、不均勻沉降、擴建結合面開裂等問題[2]，因此，高速公路擴改建工程不僅是重點項目也是難點項目。

1 高速公路工程概況、施工方案

1.1 工程概況

福建某高速公路路段擴建項目全長125.98 km，原車道為雙向四車道，已不滿足日常通車要求，且節假日堵塞嚴重。針對這一情況，當地公路局對這一路段進行擴改建，包括該路段的路基、路面的擴建，擴建采用“兩側加框為主，單側局部加寬”的施工方案，由原來的雙向四車道擴建為雙向八車道，路基寬度由原24 m增至42 m。通過前期對該路段勘察發現，原高速路段采用填土方式進行路基建設，存在軟弱較差的軟弱土質，易出現沉降等問題。原路段是采用堆載預壓施工技術，為提升該路段的穩定性，該高速公路擴改建采用同樣的方式對路基進行處理。

1.2 路基擴建施工方案

目前高速公路改擴建有多種拼接施工技術，根據工程項目的區域環境和地質特征，擴改建的用途和現狀，對比不同的擴改建施工方案，以降低路基路面沉降變形的影響，提升接口的穩定性，保證擴改建項目整體質量。我國常用的四種擴改建公路施工技術有：單側拼接、單側平面分離、雙側拼接、雙側平面分離[3]。通過前期的現場勘察，核對路基與擴建路基的相對位置，該擴建項目由于地勢原因，公路較為復雜，受到沿線山地以及周邊結構和環境的影響，綜合研究后該項目特點擬選擇單側平面分離拼接技術。一般情況下，我國的高速公路擴改建基本采用“兩側拼接，局部分離，少數分線”的施工原則，可以增加高速公路的協調性，節約狹窄的道路空間，便于施工技術人員進行現場組織施工。四種常用擴改建拼接技術詳細特性如表1所示。

根據高速公路以往擴改建拼接建設經驗，在結合口處易發生斷裂、沉降、新路滑移等問題，結合處斷裂易造成公路內部滲水、凍脹等破壞。此次根據以往施工經驗，將對新舊擴建結合處采取合理的有效措施，以提升公路整體剛度和強度，提高公路排水及防滲功能，降低擴改建拼接部位發生水損壞的風險隱患。

2 拼接部位CBR控制

2.1 填充料控制

高速公路拼接材料盡可能選取與原路基相近的材料進行填充，以保證整個路段的穩定性和剛性。為了提升該擴建段的滲透性，應選擇較好的砂石材料，若不滿足條件，可選擇細粒土作為填充料。填充前，應做好最小承載比、回彈模量等試驗測試，確保滿足填充土指標要求，且需要做好排滲內溝，保證能夠排除路基內部水流。在路堤及原地基承載力需求較低的路段，可選擇粉煤灰、泡沫輕質土等材料作為填充料，以降低拼接路段路基的承載力。

2.2 CBR控制

為了提升該項目擴改建拼接部位的強度和剛度，降低拼接面發生不均勻沉降概率，采用沖擊壓實機械和振動壓實的方式進行施工，以加強新舊路基的銜接。為減小拼寬路基在施工后的沉降及新舊路基間不均勻沉降，可采用振動壓實、沖擊壓實機械進行碾壓，適當提高碾壓次數、降低土體孔隙[4]。需特別注意邊角處，大型機械無法碾壓到位，可改為小型高效振壓機械進行強夯、碾壓。詳細核對擴改建拼接的設計細則，對原路基中心附加沉降、路基路拱橫坡增大值、路基沉降等壓實指標都要滿足細則要求，該項目根據實況將上、下路堤壓實度適當提升1%～2%。

3 高速公路擴改建項目拼接施工技術要點

3.1 新舊路基結合結構處理

針對該工程項目，通過前期勘察分析，為防止后續擴建完成后在使用時出現較大沉降等問題，采用較大功率的壓實機械，對路基與路面進行壓實處理，提升整體的密實度。通過試驗以及設計分析，該項目采用LTD740型壓路機，自重36 t以上，振動頻率為20～30 Hz，整體壓實密度達到75 t以上，滿足施工設計要求。在新舊擴建結合處，應保證新舊路面的一致性，盡可能選取材料相近的填充料，且強度能夠滿足要求，拼接施工方案如圖1所示。

根據項目前期檢測和勘察，此高速公路改擴建路段的硬路肩部位路床壓實度不滿足要求，強度無法達到標準，采用將原路床超挖、路肩路面銑刨后重新填筑，提升路床拼接處的整體強度。該次擴改建主要采用“放坡+臺階”的銜接方式，進行新舊路基處理，主要注意點如下：

清理地基表面：清除邊坡厚度至30～50 cm，保證邊坡及地基表面雜物、污泥、腐殖土等清除干凈，并拆除邊坡防護、路緣石等影響施工的舊結構。

放坡式施工：完成清表工序后，進行放坡開挖，保證第一級臺階寬度gt;1.5 m，其余臺階寬度gt;1 m。臺階采用逐級自上而下的開挖形式，每個臺階設置2%～4%向內傾斜的反向橫坡，填筑采用逐級自下而上形式填至路床底面。根據此次項目的路床厚度，采用高0.4 m、寬1 m的臺階。

增強臺階強度：針對該項目采用高速液壓方式增強臺階壓實度，壓實產生的沉降差取10 cm左右，使其與拼接路基達到相同的壓實度。當路堤坡度較高時，應加設土工格柵鋪設在路堤中部，以增加整體剛性和連接性，有效降低坡度較高臺階產生的不均勻沉降和側向位移。

3.2 新舊路基拼接部位布設分隔帶

眾所周知，新老路基拼接部位由于呈現集中應力的情況，易出現沉降、錯縫等問題，引起地表水滲入造成破壞。根據這種問題，一般采用鋪設分隔帶方式，減小錯縫帶來的影響，可允許輕微錯縫以及開裂等現象。在高速公路新老路基拼接部位會出現集中應力，較易出現縱向錯臺、開裂現象，進而造成地表水滲入路基中。為做好分隔帶施工工作，應選擇合適的分隔帶材料，常用的有橡膠分隔帶、瀝青分隔帶等，根據此次項目實際情況選擇瀝青分隔帶材料。根據設計要求選擇合理的寬度和厚度，使用標線或引線確定分隔帶的位置。采用焊接、固定夾等方式，確保分隔帶牢固穩定。并在分隔帶兩側進行材料填充，以保證分隔帶周圍的路基連接緊密。對于柔性分隔帶，可以進行表面處理，如涂刷防護層，增加分隔帶的使用壽命和抗氧化能力。完成施工后，對分隔帶的安裝情況進行檢查和驗收，確保施工質量符合要求。分隔帶不但可以起到新舊路基拼接分隔作用，還可以防止材料相互滲透和混合，保證路基的穩定性和均勻性，并能夠緩解因應力集中而引起的路基破裂和沉陷，保證道路的平穩和安全性。

3.3 軟土地基處理

對于高速公路擴改建項目，施工單位常用換填置換法、預壓排水固結法、路基表層加固法、置換加強與復合地基法等對軟土地基進行處理。根據此次項目情況，由于該擴改建地段軟土地基含量小，考慮經濟效益和施工成本采用換填置換法、分層回填碾壓的施工技術進行處理軟土地基。其主要步驟包括：

（1）清除原有地表上的雜物和不良土層，挖掘一定深度的軟土，并將挖掘的土方儲存或運輸至其他地方。

（2）土方與改良材料混合：將需要加固的軟土與改良材料（如砂、碎石等）按一定比例進行混合拌和，形成改良土，其強度高、水穩性和透水性好，能夠及時排除地表水。

（3）將改良土填充到已挖掘的土坑中，分層逐步壓實，填充完一層后，可采用隔層壓實的方式，使用振動壓實設備（如振動碾壓機、振動拍打機等）對填充土進行振動和壓實，以提高土體的密實度和穩定性。

（4）填充完成后，對填充土進行表面整平，確保地表平整穩定，并進行必要的排水設施設置，以防止地下水滲入影響工程穩定性。需要注意的是，在換填置換法施工中，應根據實際情況進行施工監測和質量控制，及時調整施工方案，確保改良效果和工程質量。此外，施工中應遵循環境保護和安全生產要求，做好施工現場的環境保護和安全防護工作。

4 高速公路新老路基拼接部位施工質量檢測

4.1 沉降量檢測

根據高速公路相關施工規范，應在擴改建完成后進行施工質量檢測，主要針對擴改建部位的沉降量和回彈模量進行檢測。路基沉降量檢測結果如圖2所示。對該項目擴改建拼接部位設置5個檢測點，分別在第120 d、第210 d、第300 d、第390 d、第570 d進行沉降量檢測。檢測結果顯示，施工完成后，高速公路擴改建部位從120 d開始出現明顯沉降，平均沉降量為3 mm左右，第120 d的平均沉降量為5 mm左右，此階段由于水分析出等因素造成沉降變化微量。在第300 d時，平均沉降量為80 mm，出現較大幅度的沉降，在第390 d以后開始逐漸趨于穩定，沉降量保持在121 mm左右，并且新老路基拼接部位并未發現開裂或不均勻沉降等問題，表明此次的道路擴改建施工技術符合技術標準。

4.2 回彈模量檢測

回彈模量檢測可以作為高速公路工程質量驗收的依據之一，回彈模量檢測可以評估路面材料的質量和路面結構的性能，幫助確定施工工藝是否符合規范要求，以及材料選擇和施工方法是否合理。合格的回彈模量值表明路面材料質量良好，施工工藝符合標準要求，有利于工程驗收和交付使用。

由表2可得，設置未加筋檢測點，簡潔明了地看出新老路基回彈模量的變化，加筋的路基回彈模量無論是在沉降前還是在沉降后，均明顯大于未加筋的回彈模量。加筋對回彈模量大小有著顯著影響，一般來說，加筋可以提高路面的剛度和承載能力，從而使回彈模量變大。加筋可有效改善路面的強度和穩定性，減少變形和破壞，使路面能夠更好地承受車輛荷載和環境荷載的作用，增強路面材料的抗拉強度和抗裂能力，減少裂縫的生成和擴展，從而提高路面的整體剛度和穩定性。當路面加筋后，路面材料在受荷時應力的分布會更加均勻，減少荷載的集中程度，這使得路面的變形更加均勻，減少動荷載對路面的影響，從而提高路面的回彈模量值。

5 結語

該文根據福建某高速公路擴改建項目，總結分析了擴改建拼接部位的設計要求和原則，對于施工質量的要求進行嚴格控制，在擴改建前對項目應進行仔細勘察推敲，從而選擇合理、科學的擴改建施工方式，并針對該項目提出了合理的路堤、路基、路床拼接部位的特殊處理方式，對于項目中的軟土地基提出了針對性的施工方案，完成施工后利用檢測數據對此次項目施工質量進行合理評估，可為我國類似高速公路改擴建工程提供參考。

參考文獻

[1]王耀龍.高速公路改擴建工程路基加寬施工特點及技術分析[J].建筑結構，2023（15）：165.

[2]張含飛，寧瀟，王菲，等.綠色公路設計在高速公路改擴建工程中的應用分析[J].居業，2023（5）：82-84.

[3]朱建國.高速公路改擴建工程路基穩定性及控制技術研究[J].四川建材，2023（4）：151-153.

[4]李潤山.高速公路改擴建工程道路交通安全管理策略[J].西部交通科技，2023（2）：197-199.