改扩建公路中新旧路基拼宽技术分析

钟荣深

（福建省闽西交通工程有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

随着城市化进程的推进，许多老旧公路已经无法满足当前的交通量需求。为了提升道路的实际运输能力和缓解交通运输饱和状况，许多地区开始实施公路改扩建工程。公路改扩建是综合开发土地资源、道路资源和运输资源的有效途径，具有占地面积小、投资少等优势。然而，在工程实践中面临着新旧路基不均匀沉降的问题。为避免造成公路损害，有必要加强对新旧路基拼宽技术的研究应用，以促进公路运输能力和服务质量的提升。

1 工程现状

漳华路金峰开发区段改扩建工程线路起点（K0+000）位于联六线（S219）与漳华路交叉口，路线总体为北南走向，与县道石天线（X501）、国道纵四线（G355）、建联十四线（S318）平面交叉，终点（K6+570）与已完成扩建的漳华路顺接，线路全长6.57km。该工程项目为双向六车道，公路设计标准为二级，设计速度为60km/h，主线路基与接线路基分别宽44m、40m。对主线K4+470—K6+570 段进行软土地基处治，挖除15045.8m3非适用材料、1203.9m3淤泥，换填14005.4m3砂砾与29308.3m3砂性土。整体工程计划工期为2022 年12 月16 日至2025 年5 月30 日。

2 工程施工中面临的问题

旧路基经过长时间使用后，经过固结沉降后可以保持相对稳定的状态，不会发生变形。相比之下，改建后的新路基填土沉降时间较短，当进行新旧路基拼宽时，旧路基会受到新路基偏心荷载的影响，并出现新的不均匀沉降问题[1]。受到附加应力的影响，路基沉降大多呈“W”形，即道路中间沉降较小，路基两侧沉降较大，如图1 所示。

图1 路基加宽前后不均匀沉降示意图

完成路面结构铺设后，受到不均匀沉降的影响，道路结构会产生附加应力，超过路面材料的抗拉强度，从而导致裂缝等病害出现。如果路面积水渗入，还会进一步影响道路的稳定性，导致公路服务水平下降。路基是路面的基础，公路运行期间，路面的性能会受到行车荷载的影响，如果在公路改建工程中对路基处理不够重视，会大大提高公路病害出现的概率，影响公路运输能力。目前常见的公路改扩建工程病害问题包括拼宽裂缝和新路基失稳。其中，拼宽裂缝是改扩建工程中最常见的病害，主要表现在路面结构层出现裂缝，包括纵向裂缝和横向裂缝[2]。新路基失稳主要包括拼接位置错位和拼宽部分整体坍塌。

3 针对路基处理问题的技术应用措施

3.1 软土地基处治

3.1.1 施工工序

在漳华路金峰开发区段改扩建工程中，对主线K4+470 至K6+570 段进行软土地基处治，施工工序包括施工准备勘查工作、测量放样、路基表面清理、开沟引排地下水、软弱土层处理、盲沟渗沟施工、透水性材料换填、推平碾压、压实度检测以及质量检验。

3.1.2 勘察工作

正式进行软土地基处治之前，施工人员需要先进行勘察工作，在掌握施工现场地质条件、水文条件及旧路基状况的基础上进行施工。

一方面，根据现场地质条件、水文条件确定施工方案，若工程所在地雨水充沛，需要在进行基底处理时铺设一定的透水材料，以起到加强基底的作用[3]。

另一方面，施工人员应对旧路基部分存在的病害进行考察，并制订有效的预防措施。公路改扩建工程中，旧路基病害规模、种类、成因等均会对新旧路基拼宽技术的应用造成影响，因此在开展施工设计的过程中，应先对旧路基基本情况进行详细调查，明确病害的成因并采取有力措施，最大程度地降低道路改扩建后出现病害的概率。

3.1.3 测量放样

在进行软土地基处治之前，测量人员需要对中桩和边桩进行测量。测量工作应以设计断面里程为基准，采用GPS 测量仪器完成，并绘制开挖轮廓线。

3.1.4 开沟引排水

在处理软弱土层时，需要先对软土范围进行开沟拦截，引排地表水并在地表干燥后进行后续施工。开沟时应注意保留一定的纵向坡度，以提升排水的流畅性。如果排水困难，可以采取挖设集水井的方法，并定期进行井内抽水作业，确保提供良好的施工场地。

3.1.5 盲沟渗沟施工

完成软弱土层的清理工作后，应重新平整和放样道路基底，确定盲沟和渗沟的位置。在人工开挖时，要确保沟底平滑，并留有一定的纵向坡度，以保证水流畅通。完成挖掘工作后，监理人员需要进行检查，并进行土工布和波纹管的铺设工作。

3.1.6 透水性材料换填

换填透水性材料施工是整体软土地基处治施工中的关键环节之一，具体的工序包括：

第一，控制填料松铺层厚度。为了提升项目的经济效益，可以遵循就地取材的原则，直接使用现场的砂砾作为透水性材料进行换填施工。同时，根据换填的面积和厚度计算填料的运输量和卸料间距。

第二，摊铺平整。将填料运输到施工场地后，通过机械和人工进行摊铺工作。通常使用大型推土机进行整体的摊铺，厚度标准为30cm，个别部位采用人工找平的方法。在道路平整的过程中，如果发现超出粒径标准的石块，应及时清除，以保证道路的整体均匀性。

第三，压实作业。压实作业采用重型振动式压路机，按照先两侧再中间的顺序进行碾压。施工人员根据现场情况，先进行两次静压，然后进行振动碾压。横向接头范围为0.4～0.5m，相邻段重叠范围为1～1.5m，尽可能保证碾压的均匀性。

3.1.7 换填施工工艺

进行换填施工时，按照以下要点展开：

首先，施工人员应对道路进行基底换填，确定好填料运输路线，并按照先低后高、先两侧后中间的顺序完成上料。使用推土机进行大范围摊平，个别部分可以使用细石块或石屑进行找平。

其次，如果填料级配不均匀且粒径较大，施工人员可以配合石渣、石屑等进行空隙填补，重复这一操作直至填满。

最后，按照先两侧后中间的顺序进行道路碾压，保证压实线路纵向互相平行，相邻行间重叠范围为40～50cm。

3.1.8 换填施工质量标准

1.加强节能减排、安全环保工作，确保油田绿色生产、承担社会责任。“守法经营、达标排放”是企业必须恪守的信念。一是加强安全环保管理，严格执行国家环境保护法律法规，进一步落实环保责任，健全完善环保管理制度，防微杜渐，塑造安全、绿色形象。特别对位于环境敏感地区、重要水体、中心城市附近的勘探作业，在装置调整、装置大修改造、开停工、恶性天气条件时，要时刻警觉，全天候全过程负责，杜绝事故发生。二是提高油田清洁生产水平，加大安全、技术投入，对油气生产设施进行技术改造、升级换代，加快采油污水减排和污水资源化利用项目建设，加大污水回注回灌力度，逐步实现污染源全部达标排放。

在组织软土地基换填施工过程中，应确保满足相应的质量标准要求。主要包括以下几个方面：

第一，换填地基填筑压实标准应与土方路基保持一致。

第二，对砂垫层进行施工处理时，应确保其规格和质量符合标准要求。按照施工规范进行洒水和压实，确保砂垫层宽度大于路基边脚0.5～1m。

第三，施工人员需要对软土地基路堤进行沉降观测和稳定性观测，并根据观测结果对路堤填筑进行合理调整。

第四，盲沟、渗沟的设置以及相关材料的使用应确保符合规定。

第五，反滤层填筑应使用渗水性材料。施工人员应按要求对中砂、粗砂、砾石等进行筛选，并完成分层施工。

第六，排水层填筑所使用的材料应具有较大的粒料，以确保排水孔隙度符合要求。

3.2 软土地基处治施工注意事项

3.2.1 施工控制标准

一方面，施工人员应根据施工观测结果来控制填筑速率，并结合相关标准进行双控。其中，路基中心表面沉降速率应控制为10mm/d，坡脚侧向位移速率应控制为5mm/d。另一方面，应确定相应的卸载标准，即连续3 个月以上沉降速率在5mm/月以内才可以进行卸载。

此外，进行路基填筑施工期间，对于不同的位置应采取不同的控制措施。通常情况下，如果未超出极限填土高度，不需要对填土速率进行控制[4]。

3.2.2 施工监测设计

在软土路基填土施工期间，施工人员需要进行表面沉降观测及水平位移测量，若测量过程中受到构筑物影响，则需要将其纳入监测结果。

4 路基拼接设计

4.1 控制公路开裂问题

在公路改扩建工程中，改建后公路的使用性能与使用寿命很大程度上受到路基质量的影响，因此必须采取科学的路基质量控制措施，其中控制和延缓路面开裂是关键。在此过程中，施工人员应有效控制新拓宽路基的沉降量与新旧路基之间的沉降差，以此为基础强化新旧路基衔接，通过提高路基填筑质量来降低病害出现率。公路改扩建项目中常见的新旧路基衔接技术为“削坡+开挖台阶”，并铺设土工布以防止开裂。

“削坡+开挖台阶”技术的优势主要体现在以下四个方面：

第一，可以清除边坡内的表层植被土和压实度不足的填土，有助于提高路基的稳定性。

第二，可以为加宽部分的软土地基处理提供便利条件。

第三，可扩大新旧路基之间的接触面积，同时增强其抗剪能力。

第四，能够满足施工期间既有路基的稳定性要求。

4.2 路基拼接开挖施工

公路改扩建工程中常用的开挖方式包括“先削坡再挖台阶”与“直接挖台阶”。其中，前者的优势在于可以一次性提供较宽的工作面，为施工组织提供便捷条件，同时可以换填压实度不足的旧土，但会在一定程度上增加工程量；后者则可以利用原有路堤进行施工，有效减少土方工程量，但不便于后续的软基处理施工，会提高施工组织的复杂程度。

4.3 不同路段的施工处理

填土路段具有密实度较强、抗剪强度较高的特点，有明显的直立性特征。施工人员落实相应的排水及稳定观测措施，可保证现场施工安全，确保提供较宽的工作面，为软土地基处理提供相应的便利条件。

对于填砂路堤，则需要采取合适的边坡开挖方法以起到防护作用，确保施工过程的安全性与稳定性[5]。在对填砂路堤进行开挖时，大多采用人工手段，并对软基加固施工采取相应的防护措施。一方面，可以先进行原路堤边坡填筑再进行软基处理，最后进行新旧路基拼接施工。另一方面，可先对旧路进行开挖施工，对暴露砂层采取一定的临时防护措施，随后进行软土地基处理，并进行相应的填筑工作。

4.4 确定台阶开挖规格

进行台阶开挖时，根据实际情况设置相应的宽度和高度规格，并加强控制。一方面，应最大限度地增加新旧路基之间的接触面积，因此需要在控制台阶规格的基础上增加台阶数量。另一方面，应尽可能为土工布铺设提供较长的锚固长度。根据当前公路改扩建工程的实践经验，台阶高度应不大于80cm，根据边坡坡度确定台阶宽度在100～200cm 之间。此外，台阶开挖的宽度和高度还会受到材料、压实度等因素的影响。因此，在确定具体的台阶开挖规格参数后，应根据填土路段与填砂路段的特点对参数值进行灵活调整，以实现更好的施工效果。

5 结语

综上所述，文章结合实际工程案例，对公路改扩建工程中的新旧路基拼宽技术进行分析，同时根据施工现场的实际情况，对软土地基处治技术与路基拼宽技术的有机结合进行分析。进行路基拼宽施工时，应根据不同路段的特点采取合适的技术方案，以最大程度地减少新旧路基拼宽出现道路病害的概率，在保证路基拼宽施工质量的前提下保证工期，同时减少成本投入。