高速公路改扩建工程中路基拼接技术的应用

摘要 为确保新旧路基的有效衔接，保证拼接处的耐久性和稳定性，文章以实际高速公路改扩建工程为例，研究路基拼接施工技术。首先，结合改扩建工程路基拼接设计方案和地质情况，设计了路基拼接施工工艺流程。然后，按照施工工艺标准，完成了关键工序的施工。最后，对施工结果进行分析后确定：路基最大沉降值为5.25 mm，满足施工允许标准，可保证路基拼接施工的稳定性。

关键词 高速公路；改扩建工程；路基；拼接施工技术

中图分类号 U416 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）22-0141-03

0 引言

高速交通流量日益增大，原有高速公路的通行能力已难以满足日益增长的交通需求。因此，高速公路改扩建工程成为当前交通建设的重要任务之一。在高速公路改扩建工程中，路基拼接施工技术的应用具有显著的意义[1]。首先，它能够有效提升道路的通行能力和服务水平，满足日益增长的交通需求。其次，通过优化设计和施工工艺，可以显著提高道路的使用寿命和耐久性，降低维护成本[2]。此外，该技术还有助于减少施工对环境的影响，实现绿色、可持续的交通建设。但是，路基拼接施工也面临一定挑战，比如如何确保新旧路基的有效衔接、如何减少拼接处的差异沉降、如何保证拼接处的耐久性和稳定性等问题。通过解决上述问题以提升路基的使用寿命，是高速公路改扩建工程中路基拼接施工的重点研究内容[3]。

该文为研究高速公路改扩建工程中路基拼接施工技术，以实际工程为例展开相关研究，结合工程实际情况确定路基拼接的施工方案，为相关工程实践提供有益的参考和借鉴。

1 路基拼接施工技术

1.1 工程概况

某高速公路改扩建工程总长约50.5 km，原有道路采用高速公路标准建设，双向四车道，设计速度为120 km/h，荷载等级为公路-Ⅰ级，整体式路基宽度为28.0 m，分离式路基宽度为13.75 m，该公路交通流量较大，为其所处地区的重点交通线路，因此时常发生交通拥堵，无法满足当地的交通出行需求。该地相关建设管理部门对其进行改扩建，采用双侧整体式加宽施工，设计双向八车道，该高速公路改扩建工程中路基拼接设计结构如图1所示：

该工程采用台阶式拼接方式实现新旧路基之间的拼接处理，并且拼接面为阶梯式，坡度为3.5°。通过对扩改建施工区域的地质情况进行勘察，并结合原始公路施工时的地质情况资料，确定该区域的土层主要以杂填土、粉质黏土、砂质黏土、淤泥质黏土层为主，地质结构较为复杂，如果施工技术不合理，极易发生不均匀沉降，导致路基拼接处发生裂缝等病害。

1.2 施工工艺流程

该文为保证该工程的路基拼接施工效果，结合工程的设计方案及地质勘察结果，设计了研究工程的路基拼接施工工艺流程，如图2所示：

1.3 关键设计内容

1.3.1 台阶开挖设计

在研究工程的路基拼接设计时，主要采用台阶式开挖方式完成，如果旧路基边坡高于新路基结构的厚度时，先对表面路段进行清理[4]，再进行路基的及时拼接和填筑。填筑时，设计单位应在路基底部加铺格栅，以保证路填方设计段的稳定性和安全性。台阶开挖示意图如图3所示：

台阶开挖方式能够更好地实现新路基和旧路基之间的可靠连接，并且为避免新旧路基发生不均匀沉降，台阶开挖后，使用重型压路设备对拼接处及新填筑路基进行振荡碾压，碾压完成后将砂石填筑在路基结构底层上。

1.3.2 新旧路基土工格栅设计

在路基加宽工程中，为增强路基的稳定性和承载能力，以坡脚为起点，向基床表层方向铺设土工格栅，为保证铺设效果，选择的土木格栅规格为30 mm×40 mm，且抗拉强度需超过30 kN/m。在铺设时，必须确保铺设方向一致，严禁随意调整设计方向、铺设顺序或遗漏铺设。在该过程中，不得将格栅铺设在碎石垫层之间。

以设计路段的路基填高为参考，如果其高度超过4 m，按照上述相同的铺设方向进行作业，格栅之间的间隔为1.2 m。为保证土工格栅设计后的应用性能，以路基宽度为参考，设计土木格栅的铺设宽度，确保铺设的完整性，避免铺设不全的情况[5]。在进行无冲刷坡脚段或开阔平坦段的土工格栅设计时，应先对铺设长度进行清理和修正，保证其平整、干净，在此基础上再施作垫层后，将土工格栅铺设在下承层上。由于该工程新旧路基的土工格栅设计量较大，土木格栅的设计量较多，应严格控制土木格栅的质量，确保土工格栅能够连接成整体，从而充分发挥其加固作用，提高路基的整体稳定性[6]。

在进行底层土工格栅的铺设时，首先对铺设区域进行确定，并对确定区域进行标记；随后，在确定的区域内进行铺设作业。在控制土工格栅的宽度时，应严格依据路基宽度进行，确保土木格栅宽度满足设计区域的需求，以保证铺设的准确性和有效性。

在土木格栅设计后，为保证相邻格栅之间的设计质量，采用接缝法进行处理，以确保连接处的设计效果。当需要进一步增强连接强度时，可利用高强度、交织的聚丙烯带进行加强处理。铺设完成后进行路基填筑，该文选择滚填的方式进行，填筑顺序为先两边、再中间，并使用压路机对填筑后的区域进行碾压处理，以增强土工格栅的稳定性[7]，确保其能够充分发挥加固路基的作用。新旧路基土木格栅设计结果如图4所示：

1.3.3 路基压实设计

路基压实设计是路基拼接设计中的重要步骤，由于拼接处涉及新旧路基的结合，材料性质和结构可能存在差异，通过压实设计可以使新旧路基材料紧密结合，形成一个整体，从而提高拼接处的承载能力和稳定性，确保公路在车辆荷载作用下能够保持稳定。同时，还能提高路基拼接处的平整度，确保公路的行车舒适性和安全性。除此之外，压实设计还能在一定程度上改善路基拼接处的排水性能。通过压实，可以减少拼接处的孔隙率，降低水分渗透的可能性，从而防止水分在拼接处积聚，减少因水分侵蚀导致的路基损害。基于此，该文为保证研究工程路基拼接处的设计质量，采用碾压技术进行新旧路基结合位置的压实处理。

该文选择两种方式相结合的碾压方式，分别为碾压和冲击碾压，两种方式的选择是依据路基中的含水量确定，如果路基中的含水量升高，超过工程标准，先通过36 t的压路机进行碾压，以加快路基固结，在该过程中，为确保足够的压实能力，总压力不可少于75 t，以保证压实效果的均匀性和深度。此外，振频应控制在20～30 Hz之间，振幅则在1～1.8 mm的范围内，这种参数设置有助于实现高效且均匀地压实。当路基中含水量满足施工标准后，再使用TZ25t型压路机完成冲击碾压；直到填筑深度达到路床顶面下的150 cm时，换成25 KJ的冲击压路机进行冲压，次数为10次。通过上述几种碾压方式的结合，能够更好地实现压实效果，提升路基拼接位置薄弱点的加固效果。

为了确保新旧路基的紧密衔接，提高路基的整体强度，在处理旧路基边坡衔接区域时，开挖多层台阶是一种较为合适的方法。通过开挖多层台阶，可以有效增加新旧路基的接触面积，提高结合区域的稳定性。同时，加强对结合区域的碾压作业也至关重要，这有助于进一步确保新旧路基的紧密结合。同时，为确保边角区域的压实效果，使用小型碾压设备以确保压实效果的全面性和均匀性，形成完整的路基边坡。

在压实中，为保证压实效果，对压实效果进行计算，以判断压实结果是否满足设计标准，该文选择压实度作为压实施工质量的判断标准，则用压实度ξc表示的计算公式如下：

ξc= " ρd " " "ρd max×100% （1）

ρd= " " "ρ " " " " " " "1+0.1ω （2）

式中：ρd——路基压实后的干密度（g/cm3）；ρd max——路基压实后的标准最大干密度（g/cm3）；ω——压实后路基土的含水量（%）；ρ——土的天然密度（g/cm3）。

依据上述公式对设计过程中路基的压实度进行计算，并将计算结果和相关工程标准进行对比，判断其是否达到96%以上。如果路基压实度结果低于96%，则应及时采取方式进行处理，确保路基的压实度在96%以上，方可完成路基压实设计。

2 施工结果分析

依据上述小结完成高速公路改扩建工程中路基拼接施工后，为验证该文的施工技术是否满足施工质量标准，能否保证路基拼接施工后的稳定性，该文采用路基沉降作为评价指标，分析该技术施工后的路基是否存在不均匀沉降。

若路基发生的总沉降量用S表示，则其计算公式如下：

S=s1+s2+s3 （3）

式中：s1——初始沉降（mm）；s2——固结沉降（mm）；s36——蠕变沉降（mm）。

依据式（3）计算研究工程使用该文施工技术进行路基拼接施工后，随机10个位置在不同时间下的沉降情况，其测试结果如表1所示：

对表1测试结果进行分析后得出，通过该文研究的路基拼接施工技术完成施工后，在不同时间下，路基上的不同位置发生了不同程度的沉降变化。同一个测点，在施工后时间不断增加的情况下，其沉降结果也逐渐增加，最大沉降值为5.25 mm，为第5个测点在施工后72 h下的测试结果。将该测试结果与改扩建工程相关施工沉降允许标准进行对比，实际沉降结果远小于允许的沉降值，因此该文研究的施工技术具备较好的施工效果，能够确保路基拼接施工后的稳定性。

3 结论

路基拼接施工质量对高速公路改扩建工程的影响较大，其直接决定改扩建后公路的整体使用寿命。为保证路基拼接施工效果，该文结合实际工程开展相关研究，确定了施工工艺，并对施工后路基的稳定性进行了分析，确定该施工技术能够满足该类工程的施工需求和标准，为相关工程提供可靠依据。

参考文献

[1]史程远.高速公路扩建工程新旧路面拼接施工技术控制研究——以沈阳至海口国家高速公路改扩建项目为例[J].广东建材，2024（3）：106-109.

[2]甘佩灵.基于新老路基路面拼接的高速公路改扩建施工技术分析[J].西部交通科技，2024（1）：34-36.

[3]王新越.高速公路改扩建工程路基路面拼接施工技术[J].石材，2024（1）：92-94.

[4]任佳.高速公路改扩建工程路基路面拼接施工技术研究[J].工程建设与设计，2023（24）：193-195.

[5]姜彪.路基路面拼接施工技术在公路改扩建工程中的应用[J].工程技术研究，2023（18）：99-101.

[6]李兰平.高速公路改扩建工程路基拼接施工技术的应用[J].工程建设与设计，2021（8）：140-142.

[7]吴卓恒.公路工程路基路面压实施工技术的实际应用价值研究[J].黑龙江交通科技，2020（3）：211-212.