摘要：文章以來(lái)賓—合山段改擴(kuò)建工程為例，考慮施工要求和現(xiàn)場(chǎng)情況確定適合的拼接技術(shù)，在此基礎(chǔ)上全面探討臺(tái)階挖掘處理、填料的選用、新路基填筑及壓實(shí)度控制、混合料的攤鋪、接縫處的灌漿及碾壓等關(guān)鍵施工技術(shù)，為改善高速公路通車能力、降低行車風(fēng)險(xiǎn)以及減少道路養(yǎng)護(hù)成本提供參考。

關(guān)鍵詞：路基路面；拼接處理；施工技術(shù)；沉降檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U412.36+6A110343

0 引言

隨著交通運(yùn)輸量的不斷擴(kuò)大，許多高速公路長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)載的狀態(tài)，加之老舊公路經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，大都存在磨損、裂縫、塌陷等質(zhì)量問(wèn)題，很難保證行車的安全穩(wěn)定性［1］。當(dāng)車流量較多時(shí)，高速公路部分狹窄路段易出現(xiàn)擁擠問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，若完全拆除并重建原有高速公路，需要投入大量資金。為降低工程成本，改擴(kuò)建逐漸成為改善現(xiàn)有高速公路缺陷的重要處理方式，改擴(kuò)建技術(shù)既可以充分利用原有路基，還能夠大大提升公路通行能力，減少土地占用面積、縮短建設(shè)工期以及降低資源耗費(fèi)，具有顯著環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益［2］。其中，新老路基的拼接處理是高速公路改擴(kuò)建施工極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。這是因?yàn)槁坊唇犹幍牟牧瞎探Y(jié)時(shí)間存在一定差異，難以保證路基填筑后的沉降均勻，從而導(dǎo)致拼接處出現(xiàn)路堤失穩(wěn)、縱裂縫和滑坡等病害［3-4］。良好的拼接處理可以減少因路基不均勻沉降產(chǎn)生的邊坡滑塌、縱向開(kāi)裂等問(wèn)題，切實(shí)保證路基的整體性。本文以來(lái)賓—合山段改擴(kuò)建工程為依托，考慮施工要求和現(xiàn)場(chǎng)情況確定適合的拼接技術(shù)，并進(jìn)一步探討新老路基拼接的關(guān)鍵技術(shù)，以期為公路工程改擴(kuò)建路基拼接提供技術(shù)支持與參考。

1 工程概況

在來(lái)賓—合山段高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，路線起止樁號(hào)為K86+00～K100+320，主線全長(zhǎng)14.49 km，屬雙線四車道。隨著行車數(shù)量和交通運(yùn)輸量的不斷增加，該路段易出現(xiàn)擁堵問(wèn)題，尤其是假期前后更加突出。為解決這一問(wèn)題，當(dāng)?shù)馗咚俟饭芾砭珠_(kāi)始進(jìn)行改擴(kuò)建，主要包括路面與路基拓寬、周邊綠化工程以及交通安全設(shè)施的布置等，將原有寬26 m的路基改建成寬42 m的路基。

2 新老路基路面拼接技術(shù)

2.1 常見(jiàn)的拼接技術(shù)

現(xiàn)代工程領(lǐng)域存在多種路基拼接技術(shù)，每種技術(shù)都各具特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)所。為了確保整個(gè)公路改擴(kuò)建工程的順利進(jìn)行，應(yīng)考慮具體情況選擇最佳的拼接技術(shù)。通過(guò)整理分析相關(guān)資料，總結(jié)出4種常見(jiàn)的路基拼接技術(shù)及其適用范圍，如表1所示。

通過(guò)綜合對(duì)比4種拼接技術(shù)，發(fā)現(xiàn)雙側(cè)拼接技術(shù)更適合本工程實(shí)際情況，采用雙側(cè)拼寬的方式可以不考慮原有幾何線形的變化，大大降低了施工成本和難度。因此，考慮本工程特點(diǎn)和施工要求，最終選擇兩側(cè)對(duì)稱拼接的方式，單側(cè)拼寬8 m，路基改擴(kuò)建后的寬度為42 m，路基坡率為1∶1.5，填筑高度為8 m，按雙向八車道、時(shí)速120 km/h的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2.2 關(guān)鍵施工技術(shù)

2.2.1 臺(tái)階挖掘處理

由于本工程邊坡長(zhǎng)期受雨水沖刷和侵蝕影響，邊坡表土穩(wěn)定性不斷下降，并且內(nèi)部殘留的有機(jī)物增加了填土空隙，所以，在新路基填筑前需要削坡處理原始邊坡。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，控制削坡厚度≥30 cm，自上而下由舊路基坡腳處進(jìn)行開(kāi)挖。除第一級(jí)臺(tái)階高度為1.36 m、寬度為2.0 m外，其他臺(tái)階高度均為0.9 m，寬度均為1.2 m。臺(tái)階高度＞0.9 m，即對(duì)坡度較大路段進(jìn)行二階開(kāi)挖，且第一次坡度稍大于第二次，將路床單獨(dú)作為一級(jí)臺(tái)階；在臺(tái)階高度＜0.9 m時(shí)進(jìn)行一階開(kāi)挖，并控制所有臺(tái)階表面內(nèi)傾角≤（3±1）%。

對(duì)坡度較大的路段進(jìn)行二次開(kāi)挖，且第一次坡度要稍大于第二次，從坡腳開(kāi)挖第一級(jí)臺(tái)階高度。考慮到施工期正值雨季，為降低雨水對(duì)邊坡的沖刷破壞，還需要采取適當(dāng)?shù)恼趽醮胧?/p>

為增強(qiáng)結(jié)合土層的抗剪強(qiáng)度、摩阻力以及新老路基的接觸面，削坡完成后還要進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖。臺(tái)階的高度為80 cm、寬度為120 cm，臺(tái)階挖掘流程如圖1所示。通過(guò)這種處理方式可以提供更多的接觸面，進(jìn)一步加強(qiáng)新老路基的結(jié)合效果，確保整個(gè)工程的安全穩(wěn)固性。

2.2.2 填料的選擇

實(shí)際工程中填料的合理選擇，對(duì)于新老路基的有效結(jié)合及其差異性沉降控制非常重要，一般遵循以下原則：

（1）在填筑新路基時(shí)，使用與老路基性質(zhì)相同的填料可以保證路基的整體一致性，但由于新老路基施工機(jī)械與方法變化較大，相差較久，一般很難控制。

（2）對(duì)于滿足要求的填料，可以選用石灰、水泥等材料改善其性質(zhì)；該方法的應(yīng)用較廣，若對(duì)施工過(guò)程中產(chǎn)生的邊坡挖方土棄之不用會(huì)破壞環(huán)境，且會(huì)增大處理成本，若直接填筑則不符合力學(xué)性質(zhì)要求，對(duì)此可以摻入適量的水泥、石灰等材料。

（3）對(duì)于需要增強(qiáng)承載力的地段，選擇優(yōu)質(zhì)的透水性材料可以提高路基強(qiáng)度，并且能夠?qū)B入路基的水迅速的排出，有效避免因不均勻沉降引發(fā)的問(wèn)題。

（4）使用輕質(zhì)填料，如輕量混合土、EPS（發(fā)泡聚苯乙烯）塊體和粉煤灰可以明顯減小沉降，并降低路基自身的壓縮變形，提高路基的剛度和強(qiáng)度。其中，EPS塊體因具有抗老化、耐水、耐壓和質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠明顯降低不均勻沉降，但因成本較高，一般用于橋頭跳車和臺(tái)背回填處理部位。

由于本工程跨越范圍較廣，不同路段的土質(zhì)存在一定差異，需要考慮具體情況選擇適用的填料。對(duì)本工程邊坡挖方形成的大量弱膨脹土選用第2種方式，經(jīng)過(guò)石灰改良后可以用于路基填筑，經(jīng)濟(jì)性顯著；對(duì)本工程邊坡挖方形成的碎石選用第3種方式，通過(guò)合理填筑形成排水條件良好的路基。

2.2.3 新路基填筑及壓實(shí)度控制

在新老路基拼接過(guò)程中常用的土工材料包括土工格室、土工格柵以及土工布等，這些材料具有路面防裂、防水以及路基加筋等作用。為充分發(fā)揮材料的性能，并考慮經(jīng)濟(jì)性要求，本次選用土工格柵進(jìn)行路基加筋處理。若填筑高度≤8 m，將土工格柵分別鋪設(shè)于路床頂部120 cm和30 cm處；若填筑高度＞8 m，需在邊坡點(diǎn)8 m處增鋪一層土工格柵，并且要求土工格柵的搭接寬度＞1.0 m，采用10 mm鋼筋按間距≤10 m進(jìn)行固定。實(shí)踐表明，土工格柵加筋效果的增幅隨鋪設(shè)層數(shù)的增加而減?。?］。因此，為保證新路基加筋質(zhì)量，在本工程填筑高度范圍內(nèi)鋪設(shè)的土工格柵≥3層。

有學(xué)者研究了高填路基沉降受壓實(shí)度的影響，通過(guò)分析不同土樣在分級(jí)荷載作用和不同密實(shí)度下的沉降變形特性發(fā)現(xiàn)，高填方沉降過(guò)大是導(dǎo)致壓實(shí)度不足的關(guān)鍵，受非固結(jié)沉降的影響較?。?］。壓實(shí)良好的路基能夠降低不均勻沉降，提升新舊路基之間的穩(wěn)固性，對(duì)于控制路面開(kāi)裂起著重要作用。因此，為降低新老路基之間的差異沉降及提高新路基的壓實(shí)度，保證路基整體拼接質(zhì)量，本次采取常用于軟土地基處理的強(qiáng)夯與沖擊壓實(shí)法，通過(guò)開(kāi)挖一次就填筑一次的方式嚴(yán)格控制填筑質(zhì)量。根據(jù)路基層位合理調(diào)整填筑層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，每壓實(shí)一層應(yīng)實(shí)時(shí)抽檢一次含水率和壓實(shí)度，抽檢合格后才能對(duì)下一層進(jìn)行填筑。

2.2.4 混合料的攤鋪

混合料由攤鋪機(jī)的螺旋布料器推向兩端，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)料倉(cāng)兩端寬度約有50 cm，沒(méi)有安裝鋼擋板，若安裝鋼擋板會(huì)與臺(tái)階發(fā)生沖突，并且會(huì)導(dǎo)致料倉(cāng)內(nèi)堆積過(guò)多的混合料，影響正常傳感布料。為解決這個(gè)問(wèn)題，研究提出增設(shè)橡膠擋板措施：由于橡膠擋板具有易還原和易變形的特點(diǎn)，避免了與臺(tái)階之間的沖突，還能保護(hù)擋板不受損害，并且能夠阻擋混合料從出料口自由下落，從而導(dǎo)致離析的現(xiàn)象發(fā)生。

保持?jǐn)備仚C(jī)的鋼擋板與橡膠擋板高度一致，地面與底部的間距≤5 cm，確保安裝穩(wěn)固。將加固裝置安放于橫向腰部，確保出料口處的混合料是被動(dòng)下料，以防其自由下落產(chǎn)生離析。

此外，在攤鋪機(jī)向前推移過(guò)程中，采用人工撒布細(xì)料的方式對(duì)新老路基拼接臺(tái)階三角帶處進(jìn)行處理，且細(xì)料撒布長(zhǎng)度處于攤鋪機(jī)前15 m范圍內(nèi)，以防攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)遺漏離析的情況。

2.2.5 接縫處的灌漿及碾壓

（1）虛鋪厚度的控制。虛鋪厚度相較于正常厚度要大0.5～1.0 cm，以確保新鋪結(jié)構(gòu)壓實(shí)后比舊路略高2～5 mm。若攤鋪高度一樣或偏低，則會(huì)導(dǎo)致接縫處碾壓不密實(shí)，并且碾壓過(guò)程中很容易對(duì)舊路結(jié)構(gòu)造成破壞。

（2）第一遍水泥漿灌縫處理。在攤鋪后、初壓前，采用水與水泥比例為1∶1.5的水泥漿進(jìn)行第一遍灌縫處理。在整個(gè)攤鋪結(jié)構(gòu)層上均勻地灑透水泥漿，使用扁嘴壺進(jìn)行噴灑。噴灑時(shí)要慢速移動(dòng)，且接縫與噴嘴平行，對(duì)于局部不到位的區(qū)域要補(bǔ)灑。

（3）人工拌和接縫處的混合料。第一遍灌縫完成后，立即采用平板鐵鍬進(jìn)行混合料的拌和搗插，使其充分拌和直至呈現(xiàn)出粘稠物狀，并對(duì)接縫處的粗骨料進(jìn)行人工篩撿，確保接縫處的混合料平整。

（4）碾壓施工。施工時(shí)選用雙鋼輪壓路機(jī)（13 t）進(jìn)行初壓，靜壓1遍后再振壓2遍；然后選用單鋼輪壓路機(jī)（26 t）復(fù)壓，碾壓過(guò)程中接縫位置距離鋼輪≥5 cm，對(duì)其碾壓遍數(shù)應(yīng)大于等于行車道；隨后貼近接縫處使用三鋼輪壓路機(jī)碾壓。碾壓時(shí)，要避免三鋼輪和單鋼輪壓路機(jī)的鋼輪落在舊路上行走，以防對(duì)舊路結(jié)構(gòu)層造成損害。

（5）第二遍灌縫處理。碾壓完成后，采用水與水泥比例為1∶1的水泥漿進(jìn)行第二遍灌縫。灌縫完工后，通過(guò)人工清理接縫處的余料和石子，然后使用膠輪壓路機(jī)（30 t）按少于行車道1～2遍的碾壓遍數(shù)進(jìn)行騎縫碾壓。

（6）終壓。為了保證平整度以及消除輪跡，本次工程選用雙鋼輪壓路機(jī)（13 t）進(jìn)行靜壓。

2.3 沉降檢測(cè)

高速公路改擴(kuò)建工程的作業(yè)面相比于新建工程較為狹窄，施工時(shí)通常要維持交通的不中斷，且工藝流程較為復(fù)雜。另外，由于地基土的固結(jié)程度存在較大差異，對(duì)新舊路基完工后的沉降差異控制要求更高，所以沉降檢測(cè)就顯得非常重要。傳統(tǒng)的測(cè)量方法很難適用于新舊路基的沉降檢測(cè)，故本工程對(duì)基底沉降使用預(yù)埋U型管法進(jìn)行檢測(cè)。在加鋪填土及碎石墊層壓實(shí)后反挖溝槽，在溝槽中放入預(yù)穿好鋼絲測(cè)線的U型剖面管，并將剖面管用接頭連接，用螺絲固定，剖面管埋設(shè)時(shí)要使其導(dǎo)槽沿豎直或水平向穿出。在該工程完工24個(gè)月內(nèi)，檢測(cè)分析某試驗(yàn)段地基沉降量，一般要求24個(gè)月內(nèi)的沉降量≤50 mm，路堤橫斷面地基基本穩(wěn)定。檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，各測(cè)點(diǎn)沉降量均隨著時(shí)間的推移趨于收斂。按照時(shí)間前后對(duì)比各測(cè)點(diǎn)縱向沉降量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)路基沉降量均表現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢(shì)。項(xiàng)目建成投入運(yùn)行6～18個(gè)月時(shí)，各測(cè)點(diǎn)沉降量在車輛荷載作用下均明顯提高，路基能夠維持穩(wěn)定；投入運(yùn)行18～20個(gè)月時(shí)，各測(cè)點(diǎn)沉降量在車輛荷載作用下開(kāi)始減少，這表明沉降速度變慢并趨于穩(wěn)定。此外，隨著距離舊路基中心線的增加地基沉降量均表現(xiàn)出先上升后下降的變化特征，在運(yùn)營(yíng)24個(gè)月內(nèi)各測(cè)點(diǎn)沉降量最高達(dá)到33.2 mm，均符合≤50 mm的施工要求。在距離舊路基中心線16 m處沉降量出現(xiàn)最大值，這是新路行車道和新老路基拼接處，該處車輛荷載較高引起的沉降也較大，但仍符合要求。因此，沉降檢測(cè)表明新老路基拼接施工質(zhì)量良好，土工格柵與原有路基搭接可以有效降低拼接處差異沉降。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）本文以實(shí)際工程為依托，全面分析了公路工程新老路基拼接施工技術(shù)，為有效控制新老路基拼接處的差異沉降提出土工格柵搭接原有地基的處理方法。經(jīng)沉降檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，各測(cè)點(diǎn)沉降量均隨著時(shí)間的推移趨于收斂，在建成運(yùn)營(yíng)24個(gè)月內(nèi)各測(cè)點(diǎn)沉降量最高只有33.2 mm，均符合＜50 mm的施工要求，具有良好的實(shí)用效果。

（2）改擴(kuò)建工程能夠降低新建高速工程成本投入，更好地滿足了現(xiàn)階經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)要求。其中，新老路基拼接技術(shù)的規(guī)范化施工與合理選擇是決定工程質(zhì)量的重要影響因素，也是公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中建設(shè)單位要準(zhǔn)確把握新老路基拼接技術(shù)要點(diǎn)，通過(guò)加強(qiáng)質(zhì)量控制切實(shí)提升拼接處理效果，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)體系中高速公路的功能作用。

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收稿日期：2023-10-18

作者簡(jiǎn)介：甘佩靈（1986—），工程師，主要從事公路工程施工管理工作。