公路改扩建新旧路基路面拼接方案探讨

夏毓翔，周艳芝

(1.陕西省宝鸡公路管理局;2.大连天工设计有限公司宝鸡分公司)

1 引言

310国道五丈塬至磻溪镇段二级公路改建工程起于岐山县五丈塬镇西侧(G310 K1284+100)，向西基本沿旧路加宽改建，止于虢镇桥南平交口(G310 K1305+500)，路线长21.425 km;原旧路为三级公路，路面结构型式为18 cm厚水稳砂砾底基层+18 cm厚水稳碎石基层+4 cm厚AC-16沥青混凝土面层+3 cm厚AC-13沥青混凝土面层，路面宽度9 m，因近几年交通量急剧增长，交通阻塞时有发生，为改善干线公路通行能力，陕西省公路管理局决定于2009年对该段道路进行改建，为了使有限资金发挥最大的效能，改建方案主要以加宽改建为主，在旧路上进行了单侧或双侧加宽升等至12 m路基，旧路的利用率达到96.43%。在利用旧路基过程中，面临新旧路基不均匀沉降及新旧路面结构层拼接的问题。本文就本工程新旧路基路面拼接方案及土工格栅、路基基底强夯工艺在工程中的应用进行了介绍，以供各位同行探讨。

2 新旧路基结合控制关键

新旧路基路面结合处治的根本目的是在控制加宽路基的不均匀沉降，因此，加宽部分路基不均匀沉降是处治技术的核心。新旧路基路面结合处的处治应当从地基、路基、路面、排水、支挡等多方面进行综合考虑。由于新旧路基路面结合部的结合强度受到拓宽路基基底稳定性影响，加宽路基基底稳定性满足要求是所有的拓宽工程都必须满足的先决条件。对于地基地质条件良好的路堤拓宽，在新填路基荷载作用下的地基固结变形很小，新路基产生的自身沉降变形影响最大的是拓宽路基的自身压缩变形，这就涉及到路基填料的选取和填筑过程的压实度控制。对于地基地质条件不良的一般路堤拓宽，特别是湿陷性地区，不均匀沉降变形主要是由于拓宽路基附加荷载作用下的地基固结变形所引起的，这就涉及到地基的处理和路基填料的选用。

3 新旧路基拼接实施方案

由于加宽部分紧靠旧路边缘，当地村民长年过水浇地，积水、渗水现象较为严重，导致此部分土质含水量较大，大部分路段的含水量在20% ～30%，且边坡又多为生活垃圾和腐殖土，根据地面线复测结果，约有60%路段的加宽部分路基填筑高度小于0.8 m，即清表后即达到路床顶面标高。本工程距渭河较近，天然砂砾较为丰富，路基填料全部采用天然砂砾。

3.1 路堑段及路堤填筑高度≤60 cm段

(1)清表后对于路床顶面以下60 cm深度范围内原状土平均含水量≤15%的段落：当路基填筑高度小于60 cm时，应开挖至路床顶面以下60 cm处，基底整平压实后分层(每层压实厚度20 cm)填筑60 cm厚砂砾至路床顶面;当路基填土高度大于60 cm时，对基底整平压实后即可进行路基填筑。

(2)清表后对于路床顶面以下60 cm深度范围内原状土平均含水量为15% ～25%的段落：当路基填筑高度小于60 cm时，应开挖至路床顶面以下60 cm处，基底挖松晾晒整平压实后分层(每层压实厚度20 cm)填筑60 cm厚砂砾至路床顶面。

(3)清表后对于路床顶面以下60 cm深度范围内原状土平均含水量大于25%或局部含水量大于25%的部位，保证路床顶面以下60 cm深度范围砂砾填筑，路床顶面以下60～100 cm深度范围内可采用掺石灰或水泥处理40 cm(每层20 cm，石灰剂量5%，分层压实)，或换填40～60 cm厚大粒径卵石。具体方案根据现场实际情况选择。

3.2 路堤填筑高度＞60 cm段

(1)清表后原状土平均含水量≤25%的段落：对基底挖松晾晒整平压实后即可进行路基填筑。

(2)清表后原状土平均含水量＞25%的段落：对基底挖松采用大粒径卵石抛石压实处理40 cm后即可进行路基填筑。

3.3 局部特殊点

对于蓄水池、化粪池、墓穴等特殊点，应挖除后用砂砾进行回填。

4 中修、大修路段新旧路面结构层拼接方案及土工格栅、路基强夯的应用

(1)路面结构层的拼接在施工过程中存在以下问题：旧路底基层与基层材质分别为水稳砂砾和水稳碎石，均为半刚性材料且已粘结为整体无明显分界面，在风镐或机械挖除旧路基层时会直接对底基层造成扰动破坏，无法在旧路底基层与基层之间错台开挖台阶进行拼接。

(2)根据工程实际确定实施方案为：旧路中修罩面段加宽一侧砂砾垫层与路基同宽，底基层与基层同宽并同向旧路延伸40 cm，在基层顶面新旧路接缝处纵向铺设2 m宽抗拉强度为120 kN的土工格栅，再进行沥青面层满铺，延缓了反射裂缝的产生。

(3)路基基底强夯减少地基工后沉降

强夯施工参数的确定依据是工程场地的地质条件(即路段的土质情况和具体工程要求)以确定主要参数：单点夯击能、夯击次数、夯击遍数、夯击间隔时间、夯点布置及夯距。

①单点夯击能：夯锤一般采用重10 t，落距15 m，底面直径2.5 m的圆形铸铁锤，并设通气孔，有效加固深度部不小于5 m，单点夯能1 500 kN·m。

②夯击次数：夯点的夯击次数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系确定，以最后两击的夯沉量不大于5 cm作为止夯条件。

③夯击遍数：根据设计图纸采用主夯、副夯、全副满夯的次序进行，最后达到锤印彼此搭接。

6 结束语

按照上述方案，路基工程于2011年4月份完成，交工验收为合格，路基顶面设计弯沉代表值为261.9(0.01 mm)，实测路基弯沉代表值为172～213(0.01 mm)，合格率100%。路面工程于2011年10月份完成，交工验收为合格，路面顶设计弯沉代表值为24.6(0.01 mm)，实测路面顶面完成代表值为12～20(0.01 mm)，合格率100%。通车试运营半年来，经过冬季雨雪及春融，目前路基整体稳定，新旧路拼接处未发生不均匀沉降造成的纵向裂缝，达到了预期效果。

目前，解决干线公路加宽改建引起的不均匀沉降问题由于加宽改建项目的不断增加而变得越来越迫切，无论从理论上还是实践上都有待进一步研究，尤其是在理论分析、以及开发新的预防措施上，还有很多研究难点，我们要通过创新理论和工程实践，提高干线公路修筑技术，减少由公路加宽新旧路拼接引起问题。

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［1］中华人民共和国行业标准.公路路基施工技术规范(JTGF10-2006)［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］中华人民共和国行业标准.公路土工合成材料应用技术规范(JTJ/T019-98)［S］.北京：人民交通出版社，1998.

［3］陕西中达公路技术服务有限公司.310国道五丈原至磻溪镇段二级公路改建工程施工图设计，2009.