白合提爾·艾熱提

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行二處，新疆　烏魯木齊　830046)

公路改擴(kuò)建道路的路基加寬施工技術(shù)

白合提爾·艾熱提

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行二處，新疆烏魯木齊830046)

關(guān)鍵詞：公路工程；改擴(kuò)建；路基加寬；技術(shù)措施；施工方法

0引言

隨著我國(guó)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸迅猛發(fā)展，道路交通流量急劇增長(zhǎng)，早期建設(shè)的高速公路已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在的交通運(yùn)輸需求，因而很多公路面臨改建和擴(kuò)建的需求，例如沈大高速、杭甬高速、滬寧高速、廣佛高速等。為了保障交通運(yùn)輸?shù)耐ㄐ行枨?，在原有道路路基上進(jìn)行加寬擴(kuò)建成為相對(duì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)手段[1，2]。

路基加寬是道路改擴(kuò)建的關(guān)鍵工序，其施工技術(shù)直接決定了道路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和長(zhǎng)期使用性能。路基加寬具有不同的型式，但總體而言保證新老路基連接順暢、減少不均勻沉降并使之結(jié)合緊密，是確保擴(kuò)建道路運(yùn)營(yíng)性能的基礎(chǔ)。本文首先根據(jù)改擴(kuò)建道路的路基加寬基本型式，分析每種型式的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)與建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題，認(rèn)為路基拼接是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方法，但需解決新舊路基不均勻沉降問(wèn)題；再通過(guò)分析不均勻沉降的形成機(jī)理，總結(jié)出路基加寬的施工建造方法和施工保障技術(shù)，以確保路基加寬的建造性能，保障新老道路的長(zhǎng)期使用性能。

1道路加寬型式及特點(diǎn)

根據(jù)新建道路與原有道路的連接關(guān)系，道路加寬可以分為單側(cè)分離加寬、雙側(cè)分離加寬、單側(cè)拼接加寬和雙側(cè)拼接加寬四種型式(如圖1所示)，各種型式的基本特點(diǎn)和比較如下：

(a)單側(cè)分離加寬

(b)雙側(cè)分離加寬

(c)單側(cè)拼接加寬

(d)雙側(cè)拼接加寬

1.1單側(cè)分離加寬

單側(cè)分離加寬是在已有的道路結(jié)構(gòu)上，增加一幅完全分離的或以分離帶型式形成的新建道路，新老道路路基沒(méi)有搭接，如圖1(a)所示。單側(cè)分離的優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)原有道路進(jìn)行干擾，不存在新老路基連接的問(wèn)題。單側(cè)分離需要較大的橫向空間，不適用于用地緊張的道路，同時(shí)單向分離造成道路分離，需要對(duì)新建道路的橫斷面型式和預(yù)期運(yùn)載的交通流量進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)，單側(cè)分離的加寬方式將形成非標(biāo)準(zhǔn)斷面，這對(duì)交通組織具有較大挑戰(zhàn)。

1.2雙側(cè)分離加寬

雙側(cè)分離加寬主要針對(duì)原有道路寬度有限制的特殊情形，碰到道路結(jié)構(gòu)遇到橋梁路段時(shí)，例如跨線橋梁，為了避免對(duì)橋梁的改建，可以在原有道路結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行分離加寬，如圖1(b)所示。由于雙側(cè)分離加寬所形成的工程量很大，一般情況下不采用。雙側(cè)分離加寬所帶來(lái)的問(wèn)題是施工量大、不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)交通的運(yùn)行效率差，交通組織和管理困難。

1.3單側(cè)拼接加寬

單側(cè)拼接加寬是以原有道路為基礎(chǔ)，新建道路和原有道路各作為半幅使用，且新建道路的路基以舊路基為基礎(chǔ)進(jìn)行施工，如圖1(c)所示。單側(cè)拼接存在新老路基的連接問(wèn)題，且需要將原有道路的橫坡與新建道路進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，適用于單向橫坡的原有道路。對(duì)于雙向橫坡的調(diào)整，有可能增加道路中心的設(shè)計(jì)高程引發(fā)凈空不足的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)需要特別考慮。單側(cè)拼接方法的突出優(yōu)點(diǎn)是道路的集散性能好，交通管理集中。

1.4雙側(cè)拼接加寬

雙側(cè)拼接加寬是在原有道路的兩側(cè)分別利用原有路基，增加部分車道寬度進(jìn)行建設(shè)，同樣存在新老路基的連接問(wèn)題，如圖1(d)所示。雙側(cè)拼接拓寬將重載交通引入到新建路段，對(duì)于道路的長(zhǎng)期使用性能具有較好的影響，同時(shí)雙側(cè)加寬的方法對(duì)于車道的劃分和交通規(guī)劃也是較佳的，特別適于雙向坡度的高速公路，不需要對(duì)原有道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

上述不同路基加寬型式的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)比較情況見(jiàn)表1，由表1可以看出，在大部分情況下，采用單側(cè)拼接加寬和雙側(cè)拼接加寬是較經(jīng)濟(jì)的方法。

表1　不同路基加寬型式的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)比較表

2道路拼接加寬的不均勻沉降機(jī)理

路基拼接加寬是較為經(jīng)濟(jì)的道路加寬方式，路基拼接相對(duì)于其他的加寬技術(shù)，除了新建路基的整體失穩(wěn)、沉降過(guò)大等問(wèn)題，最為突出的是新老路基的不均勻沉降問(wèn)題。例如哈大高速公路在1997年改擴(kuò)建后，于1998年春季運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)了大量的路面損壞，病害類型最多的是縱橫向、斜向和塊狀的裂縫，主要在新老道路連接處；南京寧漂公路、寧鎮(zhèn)高速和浦珠公路等擴(kuò)寬建造完成后，相繼在老道路與新道路連接處出現(xiàn)較多裂縫。這些病害是多因素引起的結(jié)果，但其中新老路基的不均勻沉降被普遍認(rèn)為是關(guān)鍵因素[3，4]。

路基的沉降涉及到施工方法、填土類型、地基土特性等參數(shù)，是很復(fù)雜的問(wèn)題。由于土體的典型不均勻和非均質(zhì)特性，較難準(zhǔn)確估算其沉降量。根據(jù)新老路基連接的不均勻沉降來(lái)源，無(wú)論采用哪種施工方法或者材料類型，均不能消除不均勻沉降的影響，只能通過(guò)各種措施將這種影響控制在較小范圍。

3路基拼接加寬施工技術(shù)

解決道路拼接加寬的不均勻沉降問(wèn)題，一方面需要將新舊道路的不均勻沉降控制在最小范圍，另一方面采用相關(guān)工程措施，保障不均勻沉降不對(duì)路面結(jié)構(gòu)形成很大應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。削坡方式、臺(tái)階開(kāi)挖寬度、路基填料類型、路基土參數(shù)和地下水系等是影響新老路基不均勻沉降的主要因素，而這些也是確定拼接路基施工技術(shù)和方法的關(guān)鍵，因而對(duì)于路基的拼接施工，應(yīng)從以下關(guān)鍵技術(shù)層次進(jìn)行關(guān)注，以確保新舊路基的不均勻沉降影響控制在可接受范圍。

3.1路基基礎(chǔ)的整治

路基基礎(chǔ)是影響新建路基沉降的基礎(chǔ)因素，軟土性質(zhì)的地基土，其固結(jié)沉降時(shí)間很短，采用填土壓實(shí)的方法也無(wú)法加速軟土的固結(jié)沉降，對(duì)于問(wèn)題突出的軟土基礎(chǔ)，需要采用墊層方法或者灌注樁加固等方法，將軟土基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，同時(shí)在進(jìn)行上層路基施工前，采用預(yù)壓堆載的方法加速填土路基的固結(jié)，以減弱軟土路基緩慢、長(zhǎng)期的沉降效應(yīng)。

3.2進(jìn)行適宜的臺(tái)階開(kāi)挖

新建路基與舊路基的連接需要采用臺(tái)階的方式，保障上部填土荷載均勻地施加在原有路基上，盡可能保持新老路基的共同變形。在進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖前，需要將舊路基的表層浮土、灌木和雜草等清除干凈，防止這些物質(zhì)腐爛在土層中增加沉降。臺(tái)階的寬度應(yīng)該盡可能大，而臺(tái)階的坡度也需要適度緩，保證新建路基的荷載平均分配，一般而言臺(tái)階高度控制在80 cm以內(nèi)，坡度在正常路基邊坡范圍內(nèi)。

3.3選擇適宜的加寬填料

加寬填料是新建路基沉降的直接因素，使用高強(qiáng)度輕質(zhì)量的填料能保證路基的變形在壓實(shí)過(guò)程中基本發(fā)生，減少后期的長(zhǎng)期沉降變形。廣泛采用的高強(qiáng)輕質(zhì)調(diào)料包含碎石土、山皮土和砂礫土等，這些填料的可壓實(shí)密度很大，填料強(qiáng)度很高，可以抵抗不均勻沉降的荷載傳遞。對(duì)于路堤高和路基承載力低的路段，亦可采用輕質(zhì)路基填料減輕自重作用。

3.4進(jìn)行路基的土工加固施工

新老路基的不均勻沉降可以通過(guò)轉(zhuǎn)移的方法進(jìn)行削弱，采用土工格柵加固新建路基可以將不均勻沉降的效應(yīng)轉(zhuǎn)移到土工格柵上，土工格柵抗拉強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率低而不易變形，土工格柵與土體的接觸增加了土的摩擦特性，約束了土體的側(cè)向位移而提高土體承載力和穩(wěn)定性，這種承載性能的提高降低了不均勻沉降引起的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

3.5強(qiáng)化新老路基結(jié)合部的施工

路基拼接最為薄弱部位是新老路基結(jié)合部，其處于新老路基連接處，面臨剛度和強(qiáng)度的突變問(wèn)題，加強(qiáng)該處的承載性能能夠降低最薄弱處的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，從而延長(zhǎng)其他區(qū)域的開(kāi)裂問(wèn)題。強(qiáng)化加固方法如采用土工格柵等加強(qiáng)結(jié)合部土體的粘結(jié)效應(yīng)以提高其承載力，或采用強(qiáng)夯進(jìn)行補(bǔ)夯處理，強(qiáng)夯將結(jié)合部形成一個(gè)整體，不均勻沉降在該處直接傳遞給舊路基，并在較大范圍內(nèi)傳遞。

4結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了道路改擴(kuò)建下路基加寬的4種基本型式，分析比較了四種方式的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為單側(cè)或雙側(cè)的拼接加寬方法因施工臨時(shí)工程少且占地少、不拓寬路基的排水和防護(hù)等設(shè)施可利用、拓寬的平縱線型與舊路一致、道路通行效率高等優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)建造相對(duì)經(jīng)濟(jì)、但需解決新舊路基不均勻沉降難題。提出了拼接加寬的施工保障技術(shù)，一方面將新舊道路的不均勻沉降控制在最小范圍，另一方面保障不均勻沉降不對(duì)路面結(jié)構(gòu)形成很大應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。

參考文獻(xiàn)

[1]游燕燕，陳君朝.高速公路路基加寬拼接及施工控制技術(shù)[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2010(12)：12.

[2]梁勇旗.高速公路加寬對(duì)路基變形影響研究[J].公路，2013(9)：8.

[3]傅珍.高速公路拓寬工程路基差異沉降及控制技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2007.

[4]孫四平，張艷.舊路加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)考慮[J].華東公路，2002(5)：7-10.

摘要：文章介紹了道路加寬的四種基本型式，對(duì)連接和不連接的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，并提出了多種路基加寬施工技術(shù)和方法，以解決新舊路基的不均勻沉降問(wèn)題和保障新老道路的長(zhǎng)期使用性能。

Roadbed Widening Construction Technology of Highway Expansion and Reconstruction

Bratyr Egeti

(Project Execution II Division of Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830046)

Abstract：This article introduced four basic types of road widening，compared and analyzed the features，advantages and disadvantages of connections and non-connection，and proposed various road-bed widening construction technologies and methods，in order to address the uneven settlement prob-lem of new and old roadbed and guarantee the long-term use performance of old and new road.

Keywords：Highway engineering；Expansion and reconstruction；Roadbed widening；Technical measures；Construction method

作者簡(jiǎn)介

中圖分類號(hào)：U418.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2016.04.010

文章編號(hào)：1673-4874(2016)04-0033-03

收稿日期：2016-04-01

白合提爾·艾熱提(1986—)，工程師，研究方向：公路建設(shè)管理。