试论高速公路路基加宽施工

【关键词】路基；加宽施工；跨年度施工

　　0.引言

　　我国2000年以前建成的高速公路大多是双向四车道，在经过多年的通车运营后，高速公路已不能满足社会日渐增长的交通流量的需要。京沈高速、沪宁、沪杭、京港澳河南段建设之初都是双向四车道，现都已改扩建为双向八车道。京港澳河北段即将由“四改八”。为此，必须加强高速公路路基加宽时设计优化及施工质量，使沉降量减为最少，以保证高速公路改建通车后的质量。

　　1.前期准备

　　对旧路路基加宽，首先要对旧路的路况进行分析，并对原路基的病害进行处理。 原有旧路基沉降基本完成，路基加宽段由于新旧路基的不均匀沉降，必然产生以纵向裂缝为代表的裂缝，从而对高速公路产生破坏。通过原因分析，需要对产生原因进行调查。内容包括：旧路路基的填筑材料结构、使用年限、损坏情况等，分析病害的种类、规模、状态、原因等，并将在施工前或施工期间，对路基不同类型的病害要进行彻底地处理。其次，路基施工前应对路基填料经行抽样，完成击实试验和土的液塑限试验。通过击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度，为路基施工检测压实度提供参照依据；通过液塑限试验取得路基填料的塑性指数，以确定该土样能否用于路基施工。

　　2.底基层处理

　　旧路两侧一般为排水边沟和碎落台，边沟经长期的雨水侵蚀，其下部已基本变得相当软弱；平台由于绿化其底部实际也为腐质土。对于上述情况地基必须作彻底清除，对于地下水丰富区域，须铺设透水性材料。必要时，可将边沟两侧各一米范围内的高含水量基土置换掉。就京港澳河北段而言，由于地处北方，且常年气候冬季干燥，夏季少雨。可对边沟基土先进行含水量目测，如可以直接使用，则可以分层回填压实即可；反之，可进行置换处理。基底压实度一般比规范要求高出1~2%；减少地基沉降，选用聚苯乙烯泡沫塑料，填筑路基，不但可以降低地基沉降，还能节省材料。施工时必须严格按设计要求进行，特别注意回填土的含水量、分层厚度和保证压实遍数。确保基底承载力，减少新老路基剪切变形。

　　3.路基的加宽

　　这是施工的关键环节，重要性在于：路基加宽最终要使新旧路基形成为一个整体，消除新旧路基衔接区的强度不均、承载力不同的缺陷。因此，采用路基台阶接茬形式，可以有效传递承载力，衔接牢固紧密。

　　3.1台阶

　　原路基边坡坡率一般为1:1.5，须将原边坡挖成台阶，台阶能使新旧路基有效得以交错结合，是衔接的重要组成部分，施工时必须引起足够的重视。台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要，以便有利于机械施工，一般不少于2m，如受环境限制可适当放窄，但宽度不得小于1m，并做成2%～4%的内倾斜坡。由于原路基边坡部分填土由于原来施工的忽视、现施工的挠动及其他原因，填土压实度实际上一般都未达到设计要求。需要按照设计要求，增加碾压遍数，以期达到设计要求。

　　3.2填筑材料

　　填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用，老路基已经基本被压实，而新路基的填料虽经严格压实，仍存在后期变形。为此，填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料，相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上，尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑，并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。

　　3.3路基碾压

　　路基填筑前，须根据规范要求做好试验段，必须严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等，使各项指标达到最优状态，保证压实度达到设计要求。路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时，地基强度来不及增长，易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制，控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm，坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。

　　4.补强措施及其他

　　4.1铺设土工积物

　　土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低，不易变形等特点，其全面与土体接，大大增加了与土体的摩擦，有力约束土体的侧向位移，土工格栅网格与粗颗粒填料结合，其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设，可以增加新旧路基的结合，增大结合部抗剪能力，防止新路基的沉降对老路基的破坏，从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。

　　土工格栅设置可根据路填土高度进行设置，当路基填筑小于1.5m时，可在底部进行设置3层；填土高度在1.5m~8m（10m）时，在路基底部和顶部各设置3层；填土高度大于8m（10m）时，在路基底部和顶部各设置3层，中部平台设置3层，其中底部铺设在基底平整碾压后铺设1层，每2层填土铺设1层，上部铺设位置为上路床顶部和底部、下路床底部各1层。土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行，但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm￠12钢筋进行锚固，并进行注浆，钢筋穿越新旧路基土层，对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅，但其伸长率应小于4%抗拉强度应大于60kN/m，锚固间距及搭接宽度与普通施工同。

　　4.2冲击夯实

　　路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系，进行充分冲击压实，使其紧密结合，形成一个整体，使路基本体和地基的沉降都达到最小，以减小路基的沉降，减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此，可选择冲击碾压夯实的方法，对路基进行补强。对新旧路基结合处的冲击碾压范围应该是，以结合线为界，向旧路基方向为一米；向新路基方向为全路基宽度。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度，使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体，增加其极限抗，使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小；冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。

　　路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%以上的压实度，根据在沈大高速公路的施工经验，使用冲击夯实可使压使度达到98%。目前在我省高速公路施工中使用较多，施工技术较为成熟的冲击式压路机在作业时，牵引机带动压实机压实轮滚动，压实轮为三角椭圆型。压实轮轮廓非圆曲线对地表施以冲击—碾压—揉压—冲击的综合作用，使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。

　　在施工前选择有代表性的路段进行试验，对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走篇数等进行统计对比。以往经验为：采用25t对深度为1.0m（4层）填方段路基冲碾补压，5~7遍是合适的，补压效果也是明显的；通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工，使路基压实度得到提高，加速路基沉降，最大限度地缩短了路基自然沉降的时间，有效地减少了路基的沉降变形，对新老路基的结合起到了良好的作用。

　　通过以上手段，可以最大限度地避免新旧路基结合处的沉降变形，为面层施工提供合格的路基基层。进而为防止由路基向面层反射的裂纹，起到抑制和预防的作用；为通车后路基的稳定性提供可靠保障。