樊家志，匡志光

（廣東華路交通科技有限公司，廣州510420）

1 工程概況

廣東省沈海國(guó)家高速某改擴(kuò)建工程全長(zhǎng)54 016 m，除129座主線橋梁（含互通橋梁）累計(jì)6 810.66 m外，其余均為路基。其中，新舊路基填筑長(zhǎng)度累計(jì)約44 401 m。舊路基為填土路基，上路床壓實(shí)度均≥95%，然而盡管已運(yùn)行多年、經(jīng)歷了車(chē)輛荷載反復(fù)作用，但并沒(méi)有出現(xiàn)大病害，且該路基壓實(shí)度仍基本維持原有設(shè)計(jì)壓實(shí)度，甚至部分路段超過(guò)了原有設(shè)計(jì)壓實(shí)度。為防止應(yīng)力重分布造成應(yīng)力集中而導(dǎo)致拼接裂縫，銜接新舊路基兩部分的路基反應(yīng)模量需相差不大?；诖?，本工程加寬路基采取氣泡混合輕質(zhì)土填筑的處理方案。

2 工程難點(diǎn)

本工程為改擴(kuò)建工程。舊高速公路為雙向4車(chē)道，路基頂寬28 m；新高速公路在加寬舊路后，由雙向4車(chē)道改造成了雙向8車(chē)道，路基頂寬也從28 m增加到了42 m。本工程互通共8座（改擴(kuò)建7座，新建互通1座），改擴(kuò)建服務(wù)區(qū)1處，新建服務(wù)區(qū)1處。在施工過(guò)程中，需在確保雙向4車(chē)道通車(chē)（保4）前提下，遵守“通行第一、施工第二、大局為重”的原則。

2.1 交通組織和施工組織復(fù)雜

本工程作為國(guó)道主干線和經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸動(dòng)脈，影響與制約沿線產(chǎn)業(yè)布局和城鎮(zhèn)規(guī)劃，因此與沿線居民生產(chǎn)生活環(huán)境密切相關(guān)。根據(jù)交通量調(diào)查可知，本工程2015年全線平均交通流量已超過(guò)50 000 pcu/d，個(gè)別路段甚至超過(guò)70 000 pcu/d，因此，交通量已接近或達(dá)到高速公路路段所能承受的最大通行能力，被認(rèn)為是廣東省高速公路有名交通擁堵“黑點(diǎn)”，會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)通行緩慢現(xiàn)象甚至嚴(yán)重堵塞（節(jié)假日尤為突出），服務(wù)水平嚴(yán)重下降。此外，本工程以過(guò)境交通為主，大型車(chē)輛所占比例高。

2.2 改擴(kuò)建存在新舊路基差異沉降問(wèn)題

本工程處于廣東西南部皂幕山～天露山低山丘陵?yáng)|南緣，主要為潭江中游于下游支流沖積的平面、階地、谷地。沿線地表水系發(fā)育，主要分布有水口河、鎮(zhèn)海水、良西河等潭江水系支流，且池塘分布也較廣泛。

沿線路基中軟土分布面積較廣，呈帶狀或點(diǎn)狀分布，主要分布在山間洼地、地勢(shì)低洼、河流階地，顏色多為淺灰、深灰和灰黑，呈軟塑～流塑狀態(tài)，含少量腐殖質(zhì)，具有腐臭味，土質(zhì)不均勻，局部含砂；此外，沿線魚(yú)塘、山塘、沼澤等普遍存在塘底浮泥。

本工程沿線軟土埋深一般小于3 m，厚度較小；但個(gè)別路段埋深達(dá)20.0 m，深度較深，且厚度不均，物理力學(xué)性質(zhì)差。從整體來(lái)看，本工程沿線軟土具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高等特點(diǎn)，對(duì)新舊路基穩(wěn)定性與差異沉降均有影響。由此可看出，處理軟土是本工程開(kāi)擴(kuò)建過(guò)程中的重要控制環(huán)節(jié)[1]。

2.3 拓寬舊路中新舊路基銜接問(wèn)題

對(duì)于改建舊路來(lái)說(shuō)，如何在拓寬后保證新路基質(zhì)量，很大程度上決定著改擴(kuò)建后高速公路的使用壽命。其中，控制與延緩銜接處的路基開(kāi)裂病害，是有效保障新路質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，引發(fā)路基開(kāi)裂主要有2個(gè)原因：

1）拓寬舊路后，新舊路基會(huì)產(chǎn)生差異沉降，這是造成銜接部位產(chǎn)生開(kāi)裂的主要因素。

2）因路基填筑強(qiáng)度不足，所以填筑后新路基頂面當(dāng)量回彈模量會(huì)與舊路基頂面當(dāng)量回彈模量相差較大；這會(huì)在新路路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成應(yīng)力重分布，特別是當(dāng)銜接處產(chǎn)生較大應(yīng)力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生局部應(yīng)力過(guò)于集中的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致路基開(kāi)裂。

針對(duì)此，要采取對(duì)應(yīng)處治措施來(lái)減少拓寬后新路基沉降量，以進(jìn)一步縮小新舊路基的差異：同時(shí)，要加大對(duì)新舊路基銜接問(wèn)題的處理力度，從而更好地保證新路基質(zhì)量與減輕新路基發(fā)生病害的概率。

就本工程而言，可實(shí)施3項(xiàng)措施：（1）適當(dāng)提高拓寬后新路基壓實(shí)度，并在增加造價(jià)不多的前提下，有效提高新路基整體強(qiáng)度，并減少不均勻沉降量；（2）基于現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在選擇路基填料時(shí)根據(jù)實(shí)際情況增加一個(gè)百分點(diǎn)執(zhí)行；（3）新路基壓實(shí)時(shí)按照GB/T 50123—2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。

2.4 改擴(kuò)建方案不可控因素較多

本工程為瀝青路面，整體厚度為75 cm，屬于偏薄。其中，3個(gè)面層總厚度為15 cm，罩面面層厚度為4 cm。由于舊路路面所使用的瀝青混合料為普通石油瀝青，高溫穩(wěn)定性較差、抗疲勞和抗車(chē)轍能力較差，因此造成了部分路段出現(xiàn)整體承載力不足、彎沉值較大等現(xiàn)象，而這也是當(dāng)前本項(xiàng)目形成各種病害的重要成因[2]。

故而，因改擴(kuò)建方案會(huì)直接影響本工程總體路線設(shè)計(jì)、工程量、施工組織設(shè)計(jì)等內(nèi)容，所以應(yīng)充分結(jié)合舊路面施工質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)等情況來(lái)制定。

2.5 高速互通改擴(kuò)建方案復(fù)雜

在高速公路改擴(kuò)建工程中，路線總體方案是“靈魂”所在，而高速互通則是其中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。這是因?yàn)?，總體方案必須考慮地方路線完善、新路網(wǎng)形成，標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范變更，土地供用、工程投資控制、原設(shè)施利用、施工組織實(shí)施、不中斷交通方法等情況，并通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與多層面考慮，來(lái)進(jìn)一步探索改擴(kuò)建工程總體方案的主要特征。

3 路基銜接部位拓寬補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 拓寬新舊路基銜接部位施工技術(shù)要點(diǎn)

鑒于本工程新舊路基較易由于材料特性、結(jié)構(gòu)尺寸等方面不同而出現(xiàn)差異沉降，且舊路已出現(xiàn)了開(kāi)裂病害，因此在對(duì)新舊路基銜接部位進(jìn)行拓寬施工時(shí)，采取了臺(tái)階法開(kāi)挖的銜接方法：待開(kāi)挖臺(tái)階成型后，于該處使用土工合成材料，這一目的是增強(qiáng)新舊路基銜接部位穩(wěn)定性，并減小不均勻沉降量以及側(cè)向位移量，從而使其構(gòu)成完整的路基整體。

3.2 補(bǔ)強(qiáng)新舊路基銜接部位施工技術(shù)要點(diǎn)

本工程局部改擴(kuò)建路段填土高度需達(dá)到2 m以上，針對(duì)此種情況，可采取的措施有2項(xiàng)：

1）先正常碾壓填土路基，再進(jìn)一步利用液壓式壓路機(jī)做補(bǔ)強(qiáng)處理，設(shè)備最大夯擊能為30 kJ/m2，作業(yè)點(diǎn)凈距按0.5 m控制，從兩側(cè)開(kāi)始補(bǔ)強(qiáng)后逐步向中間區(qū)域推進(jìn)[3]。

2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件以及各部分質(zhì)量要求，確定合適的強(qiáng)夯錘夯實(shí)法。除橋臺(tái)后第1排為使用夯擊能10 kJ/m2、12 t強(qiáng)夯錘夯實(shí)外，其他部分均使用夯擊能30 kJ/m2的9 t夯實(shí)錘夯實(shí)。

4 新舊路基銜接部位分段施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 填土高度H≤4 m路段

4.1.1 零填、低填路段的施工步驟

1）基底需清表厚度為0.3 m，主要清理易影響施工質(zhì)量雜物；同時(shí)，處理好填筑前的壓實(shí)處理，以確保施工前實(shí)測(cè)填土壓實(shí)度≥90%。

2）采用換填法施工，材料以砂礫土為宜，原因在于其具有級(jí)配良好、水穩(wěn)定性強(qiáng)的特征；該步驟需確保壓實(shí)度≥96%。

3）對(duì)于局部的基底欠壓實(shí)路段，按照“先清表、后填前碾壓”方法予以處理，并在此基礎(chǔ)上回填碎石，直至與路面齊平；經(jīng)上述方法壓實(shí)后，需減小碎石空隙使碎石更緊密結(jié)合，此時(shí)要求壓實(shí)度≥96%。

4）換填優(yōu)質(zhì)填料至路面后，再進(jìn)一步向該處填筑素土，厚度按0.2 m控制，做橫向補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)處理；此外，該步驟可啟用沖擊式壓路機(jī)，從而保證能夠壓實(shí)至護(hù)坡道的外側(cè)，確保邊坡部分也可具有穩(wěn)定性。

4.1.2 臺(tái)階法施工要點(diǎn)

1）從舊路路基坡腳1～2 m處開(kāi)挖臺(tái)階，寬度、高度分別控制在1～2 m和0.8～1 m，同時(shí)需逐級(jí)有序開(kāi)挖，每完成一級(jí)臺(tái)階后隨即填筑并振動(dòng)壓實(shí)；按上述順序高效施工，到達(dá)路床底面時(shí)，則可通過(guò)該處的路基填高來(lái)進(jìn)行判斷與分析，旨在確定最后一級(jí)臺(tái)階合適高度后，再予以控制。

2）臺(tái)階填筑與壓實(shí)需逐級(jí)完成，必須在確保本層填筑與壓實(shí)的施工質(zhì)量滿(mǎn)足要求后，方可向下一層施工。壓實(shí)采取振動(dòng)壓實(shí)的方法，層土厚度為0.2 m；填筑后，要在路基頂面補(bǔ)充壓實(shí)數(shù)遍（具體遍數(shù)根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況而定），以保證新舊路基可有效銜接為完整整體；此外，新路基填料選擇是較關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)盡可能與舊路基填料保持一致，若因條件限制而無(wú)法使用同類(lèi)材料，則需減小新舊路基使用填料的性能差異。

3）臺(tái)階開(kāi)挖成型后，噴射C20混凝土，土層厚度為5 cm，以起到防護(hù)作用；同時(shí)，在該圖層內(nèi)部設(shè)100 mm×100 mm的φ3.2 mm鍍鋅鐵絲網(wǎng)，并用U形釘固定，從而保證該鍍鋅鐵絲網(wǎng)可保持穩(wěn)定性；若舊路路面以上第2個(gè)臺(tái)階及上下路床底部經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理后無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，則從臺(tái)階內(nèi)角處開(kāi)始鋪設(shè)雙向土工格柵，其縱、橫向抗拉強(qiáng)度至少需達(dá)到80 kN/m。

4.2 填土高度4 m＜H≤8 m路段

該路段主要施工流程與填土高度H≤4 m路段基本一致。需特殊處理以下3項(xiàng)內(nèi)容：（1）保證1∶1.5邊坡坡率部位；（2）護(hù)腳工程所用C20混凝土；（3）在寬度2 m護(hù)坡道上噴播植草，并在坡面做三維網(wǎng)植草處理，以實(shí)現(xiàn)全面防護(hù)。

4.3 填土高度8 m＜H≤12 m路段

該路段主要施工流程與填土高度H≤4 m路段基本一致。需特殊處理的內(nèi)容有以下4項(xiàng)：（1）邊坡坡率控制需分情況考慮，邊坡上部分8.0 m邊坡坡率均需保持為1∶1.5，邊坡下部分則要調(diào)整為1∶1.75；（2）護(hù)腳工程采用C20混凝土；（3）為加強(qiáng)坡面防護(hù)，采用人字形骨架植草方法；（4）通過(guò)噴播植草方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)2 m寬護(hù)坡道的有效防護(hù)，并設(shè)外傾3%橫坡。

填土高度8 m＜H≤12 m路段拓寬剖面見(jiàn)圖1。

圖1 填土高度8 m＜H≤12 m路段拓寬剖面

5 結(jié)語(yǔ)

路基作為高速公路的關(guān)鍵組成部分，在改擴(kuò)建工程施工過(guò)程中需充分考慮到新舊路基銜接的穩(wěn)定性要求，并根據(jù)實(shí)際情況采取針對(duì)性措施，從而使新舊路基可以銜接為完整且穩(wěn)定的整體。本文分析新舊路基銜接時(shí)的重點(diǎn)施工技術(shù)，提出相應(yīng)施工作業(yè)要點(diǎn)，可供類(lèi)似工程參考。