高速公路改扩建工程路基路面拼接施工技术研究

摘要 文章以福建某高速公路扩建工程为例，根据高速公路现场环境因素、项目建设特点，结合该工程改扩建工程路基路面拼接的设计原则和施工技术要求，对比多种路基路面拼接技术施工方案，选择合理有效的路基路面拼接施工技术。针对该项目进行了调查分析，提出了详细有效的施工技术方案，可为高速公路改扩建工程的建设提供借鉴。

关键词 高速公路改扩建；路基路面拼接；施工技术

中图分类号 U418.8 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）16-0025-03

0 引言

国家正处于高速发展时期，高速公路也成为经济发展重要战略组成部分。目前，原有的部分高速路段已不能满足部分区域经济发展的通行量要求，长期高负荷运行的高速公路，对行车安全造成一定的安全隐患，因此，高速公路扩改建已成为高速公路建设发展的重要手段之一[1]。以往高速公路的建设标准与如今的规范并不一致，造成新旧道路材料、路基路面的施工工艺等均存在差异，易造成路面变形、不均匀沉降、扩建结合面开裂等问题[2]，因此，高速公路扩改建工程不仅是重点项目也是难点项目。

1 高速公路工程概况、施工方案

1.1 工程概况

福建某高速公路路段扩建项目全长125.98 km，原车道为双向四车道，已不满足日常通车要求，且节假日堵塞严重。针对这一情况，当地公路局对这一路段进行扩改建，包括该路段的路基、路面的扩建，扩建采用“两侧加框为主，单侧局部加宽”的施工方案，由原来的双向四车道扩建为双向八车道，路基宽度由原24 m增至42 m。通过前期对该路段勘察发现，原高速路段采用填土方式进行路基建设，存在软弱较差的软弱土质，易出现沉降等问题。原路段是采用堆载预压施工技术，为提升该路段的稳定性，该高速公路扩改建采用同样的方式对路基进行处理。

1.2 路基扩建施工方案

目前高速公路改扩建有多种拼接施工技术，根据工程项目的区域环境和地质特征，扩改建的用途和现状，对比不同的扩改建施工方案，以降低路基路面沉降变形的影响，提升接口的稳定性，保证扩改建项目整体质量。我国常用的四种扩改建公路施工技术有：单侧拼接、单侧平面分离、双侧拼接、双侧平面分离[3]。通过前期的现场勘察，核对路基与扩建路基的相对位置，该扩建项目由于地势原因，公路较为复杂，受到沿线山地以及周边结构和环境的影响，综合研究后该项目特点拟选择单侧平面分离拼接技术。一般情况下，我国的高速公路扩改建基本采用“两侧拼接，局部分离，少数分线”的施工原则，可以增加高速公路的协调性，节约狭窄的道路空间，便于施工技术人员进行现场组织施工。四种常用扩改建拼接技术详细特性如表1所示。

根据高速公路以往扩改建拼接建设经验，在结合口处易发生断裂、沉降、新路滑移等问题，结合处断裂易造成公路内部渗水、冻胀等破坏。此次根据以往施工经验，将对新旧扩建结合处采取合理的有效措施，以提升公路整体刚度和强度，提高公路排水及防渗功能，降低扩改建拼接部位发生水损坏的风险隐患。

2 拼接部位CBR控制

2.1 填充料控制

高速公路拼接材料尽可能选取与原路基相近的材料进行填充，以保证整个路段的稳定性和刚性。为了提升该扩建段的渗透性，应选择较好的砂石材料，若不满足条件，可选择细粒土作为填充料。填充前，应做好最小承载比、回弹模量等试验测试，确保满足填充土指标要求，且需要做好排渗内沟，保证能够排除路基内部水流。在路堤及原地基承载力需求较低的路段，可选择粉煤灰、泡沫轻质土等材料作为填充料，以降低拼接路段路基的承载力。

2.2 CBR控制

为了提升该项目扩改建拼接部位的强度和刚度，降低拼接面发生不均匀沉降概率，采用冲击压实机械和振动压实的方式进行施工，以加强新旧路基的衔接。为减小拼宽路基在施工后的沉降及新旧路基间不均匀沉降，可采用振动压实、冲击压实机械进行碾压，适当提高碾压次数、降低土体孔隙[4]。需特别注意边角处，大型机械无法碾压到位，可改为小型高效振压机械进行强夯、碾压。详细核对扩改建拼接的设计细则，对原路基中心附加沉降、路基路拱横坡增大值、路基沉降等压实指标都要满足细则要求，该项目根据实况将上、下路堤压实度适当提升1%～2%。

3 高速公路扩改建项目拼接施工技术要点

3.1 新旧路基结合结构处理

针对该工程项目，通过前期勘察分析，为防止后续扩建完成后在使用时出现较大沉降等问题，采用较大功率的压实机械，对路基与路面进行压实处理，提升整体的密实度。通过试验以及设计分析，该项目采用LTD740型压路机，自重36 t以上，振动频率为20～30 Hz，整体压实密度达到75 t以上，满足施工设计要求。在新旧扩建结合处，应保证新旧路面的一致性，尽可能选取材料相近的填充料，且强度能够满足要求，拼接施工方案如图1所示。

根据项目前期检测和勘察，此高速公路改扩建路段的硬路肩部位路床压实度不满足要求，强度无法达到标准，采用将原路床超挖、路肩路面铣刨后重新填筑，提升路床拼接处的整体强度。该次扩改建主要采用“放坡+台阶”的衔接方式，进行新旧路基处理，主要注意点如下：

清理地基表面：清除边坡厚度至30～50 cm，保证边坡及地基表面杂物、污泥、腐殖土等清除干净，并拆除边坡防护、路缘石等影响施工的旧结构。

放坡式施工：完成清表工序后，进行放坡开挖，保证第一级台阶宽度gt;1.5 m，其余台阶宽度gt;1 m。台阶采用逐级自上而下的开挖形式，每个台阶设置2%～4%向内倾斜的反向横坡，填筑采用逐级自下而上形式填至路床底面。根据此次项目的路床厚度，采用高0.4 m、宽1 m的台阶。

增强台阶强度：针对该项目采用高速液压方式增强台阶压实度，压实产生的沉降差取10 cm左右，使其与拼接路基达到相同的压实度。当路堤坡度较高时，应加设土工格栅铺设在路堤中部，以增加整体刚性和连接性，有效降低坡度较高台阶产生的不均匀沉降和侧向位移。

3.2 新旧路基拼接部位布设分隔带

众所周知，新老路基拼接部位由于呈现集中应力的情况，易出现沉降、错缝等问题，引起地表水渗入造成破坏。根据这种问题，一般采用铺设分隔带方式，减小错缝带来的影响，可允许轻微错缝以及开裂等现象。在高速公路新老路基拼接部位会出现集中应力，较易出现纵向错台、开裂现象，进而造成地表水渗入路基中。为做好分隔带施工工作，应选择合适的分隔带材料，常用的有橡胶分隔带、沥青分隔带等，根据此次项目实际情况选择沥青分隔带材料。根据设计要求选择合理的宽度和厚度，使用标线或引线确定分隔带的位置。采用焊接、固定夹等方式，确保分隔带牢固稳定。并在分隔带两侧进行材料填充，以保证分隔带周围的路基连接紧密。对于柔性分隔带，可以进行表面处理，如涂刷防护层，增加分隔带的使用寿命和抗氧化能力。完成施工后，对分隔带的安装情况进行检查和验收，确保施工质量符合要求。分隔带不但可以起到新旧路基拼接分隔作用，还可以防止材料相互渗透和混合，保证路基的稳定性和均匀性，并能够缓解因应力集中而引起的路基破裂和沉陷，保证道路的平稳和安全性。

3.3 软土地基处理

对于高速公路扩改建项目，施工单位常用换填置换法、预压排水固结法、路基表层加固法、置换加强与复合地基法等对软土地基进行处理。根据此次项目情况，由于该扩改建地段软土地基含量小，考虑经济效益和施工成本采用换填置换法、分层回填碾压的施工技术进行处理软土地基。其主要步骤包括：

（1）清除原有地表上的杂物和不良土层，挖掘一定深度的软土，并将挖掘的土方储存或运输至其他地方。

（2）土方与改良材料混合：将需要加固的软土与改良材料（如砂、碎石等）按一定比例进行混合拌和，形成改良土，其强度高、水稳性和透水性好，能够及时排除地表水。

（3）将改良土填充到已挖掘的土坑中，分层逐步压实，填充完一层后，可采用隔层压实的方式，使用振动压实设备（如振动碾压机、振动拍打机等）对填充土进行振动和压实，以提高土体的密实度和稳定性。

（4）填充完成后，对填充土进行表面整平，确保地表平整稳定，并进行必要的排水设施设置，以防止地下水渗入影响工程稳定性。需要注意的是，在换填置换法施工中，应根据实际情况进行施工监测和质量控制，及时调整施工方案，确保改良效果和工程质量。此外，施工中应遵循环境保护和安全生产要求，做好施工现场的环境保护和安全防护工作。

4 高速公路新老路基拼接部位施工质量检测

4.1 沉降量检测

根据高速公路相关施工规范，应在扩改建完成后进行施工质量检测，主要针对扩改建部位的沉降量和回弹模量进行检测。路基沉降量检测结果如图2所示。对该项目扩改建拼接部位设置5个检测点，分别在第120 d、第210 d、第300 d、第390 d、第570 d进行沉降量检测。检测结果显示，施工完成后，高速公路扩改建部位从120 d开始出现明显沉降，平均沉降量为3 mm左右，第120 d的平均沉降量为5 mm左右，此阶段由于水分析出等因素造成沉降变化微量。在第300 d时，平均沉降量为80 mm，出现较大幅度的沉降，在第390 d以后开始逐渐趋于稳定，沉降量保持在121 mm左右，并且新老路基拼接部位并未发现开裂或不均匀沉降等问题，表明此次的道路扩改建施工技术符合技术标准。

4.2 回弹模量检测

回弹模量检测可以作为高速公路工程质量验收的依据之一，回弹模量检测可以评估路面材料的质量和路面结构的性能，帮助确定施工工艺是否符合规范要求，以及材料选择和施工方法是否合理。合格的回弹模量值表明路面材料质量良好，施工工艺符合标准要求，有利于工程验收和交付使用。

由表2可得，设置未加筋检测点，简洁明了地看出新老路基回弹模量的变化，加筋的路基回弹模量无论是在沉降前还是在沉降后，均明显大于未加筋的回弹模量。加筋对回弹模量大小有着显著影响，一般来说，加筋可以提高路面的刚度和承载能力，从而使回弹模量变大。加筋可有效改善路面的强度和稳定性，减少变形和破坏，使路面能够更好地承受车辆荷载和环境荷载的作用，增强路面材料的抗拉强度和抗裂能力，减少裂缝的生成和扩展，从而提高路面的整体刚度和稳定性。当路面加筋后，路面材料在受荷时应力的分布会更加均匀，减少荷载的集中程度，这使得路面的变形更加均匀，减少动荷载对路面的影响，从而提高路面的回弹模量值。

5 结语

该文根据福建某高速公路扩改建项目，总结分析了扩改建拼接部位的设计要求和原则，对于施工质量的要求进行严格控制，在扩改建前对项目应进行仔细勘察推敲，从而选择合理、科学的扩改建施工方式，并针对该项目提出了合理的路堤、路基、路床拼接部位的特殊处理方式，对于项目中的软土地基提出了针对性的施工方案，完成施工后利用检测数据对此次项目施工质量进行合理评估，可为我国类似高速公路改扩建工程提供参考。

参考文献

[1]王耀龙.高速公路改扩建工程路基加宽施工特点及技术分析[J].建筑结构，2023（15）：165.

[2]张含飞，宁潇，王菲，等.绿色公路设计在高速公路改扩建工程中的应用分析[J].居业，2023（5）：82-84.

[3]朱建国.高速公路改扩建工程路基稳定性及控制技术研究[J].四川建材，2023（4）：151-153.

[4]李润山.高速公路改扩建工程道路交通安全管理策略[J].西部交通科技，2023（2）：197-199.