高速公路拼接路基施工技术论文

0引言

随着社会经济的发展，我国道路交通需求日益增长，对现有高速公路路网系统进行改扩建已成为提高高速公路运营能力的必然选择。在改扩建过程中，路基拼接施工是必经流程。由于新旧路基地基条件、填料、压实度存在差异，以及采用传统工法施工，施工质量达不到设计要求，旧路边坡未处理完整，使得新旧路基结合部位强度不足，最终导致拼接路段大都存在不均匀沉降的问题。如果处理不好，会直接影响施工质量，甚至可能拖延施工进度。本文将结合我国南方某城市的公路拼接工程，具体分析拼接路基沉降成因，并提出一套合理的匝道路基拼接方案，通过工后沉降观测对拼接路段沉降情况实施测控，严防拼接段沉降超标。

1工程概况

我国南方某城市工程，为两条高速公路间的拼接工程，根据施工需求，需要在该路段E、H、C、I四条匝道同高速公路交接位置进行拼接路基处理。经过对施工路段土质情况进行分析，可以得到该路段可能存在一定的沉降情况。

2沉降成因分析

对于道路施工中沉降情况来说，其在路面荷载的作用下，使土颗粒体积变小、有效应力增大后因为土体压缩而使地基出现沉降的情况，而在本高速公路施工中，路基可能出现沉降的原因则主要具有以下两个部分：①道路地基在车辆荷载以及路基作用下出现固结沉陷现象，随着荷载的增大，沉降情况也会随之增加，对于这种固结情况来说，其往往需要很长的一段时间产生变形，同时，由于地基自身情况存在一定的差异，就使其最终的固结时间也会具有一定的不同。②路基沉降也可能由于路堤自身压缩情况所造成的。由于结合部匝道宽度并非固定，而是一个逐渐变化的过程，如果匝道端部施工作业面相对较小，就会使工程机械作用得不到有效的发挥，进而使土体的密实度不能够对施工设计要求进行良好的满足，并因此使工程在施工完毕之后在荷载的作用下使路堤出现二次变形情况。

3拼接路基方案

为了控制拼接路段工后沉降超标，在对本工程新、旧交接位置地质情况以及工后沉降进行充分了解、分析之后，决定对本工程的四个匝道以下述方式进行拼接处理，具体处理方案如表1所示。

4拼接段处理方案

4.1开挖台阶处理

在该项施工环节中，首先需要将旧路路基挖掘成台阶形状，之后再在这个基础上开展新路路堤的填筑工作。具体台阶开挖示意图如图1所示。①对于路堤的地面清理工作来说，根据现场实际将厚度定为20cm，并对其做好掺灰以及翻松后进行压实。一般来说，在具体施工时将压实度控制在93%以上即可满足要求，之后再使用6%石灰土进行回填工作，并在压实度96%以上再进行一次压实工作。②旧路边坡挖掘方面，需要先将其挖成台阶状，并在挖掘的过程中对台阶宽度做好控制。一般来说，需要将宽度控制在1m以上，并在台阶内部做成3%倾斜坡度。③在对台阶进行挖掘工作的同时，也需要做好相关的防护工作。在开始处理之后，就需要在其上方铺设一层防水土工膜，以此在避免雨水对道路边坡直接冲刷的同时保证路基也能够具有良好的稳定性。④在台阶挖掘的过程中，需要保证其下方3个台阶在宽度方面能够满足施工要求。在实际处理过程中，当旧路边坡挖掘到硬路肩外侧时则可以停止挖掘工作。⑤在台阶竖向位置上，都需要将其设置有一定的坡度，一般来说，坡度设置为1:0.5即可满足要求，为后续填土压实施工带来便利性。⑥在开展填土工作时，应当以分层填筑的方式进行，并做好对于填筑压实度的控制。通常情况下，位于0cm至80cm处的路床填土应将压实度控制在96%以上，位于80cm至150cm处的上路堤填土应将压实度控制在94%以上，而下路堤处的填土应将压实度控制在93%以上。

4.2粉煤灰路基

当旧路路基台阶挖掘工作完成之后，则可以对新路路堤进行施工。在本工程中，所选择的填筑材料为粉煤灰，并在其中掺杂少量石灰，具体施工方式如图2所示。①对于粉煤灰来说，其具有的容重量较小，通过粉煤灰的应用对路堤进行填筑，能够有效降低路堤对于地基所具有的荷载，且能够在降低地基沉降情况的同时降低新建路堤对于旧路路堤所造成的附加压力。②通过粉煤灰的方式对路基进行填筑，能够在形成自身情况的同时较好地避免路堤出现沉降现象。同时，由于粉煤灰具有一定的振动易密性，这就使其在具体施工中具有着更为便利的特征，对于压路机难以正常作业的匝道端来说，则具有着较好的优点。而在靠近匝道端部死角位置，则可以通过1.5kW平板振动器的应用进行振压，以此获得更好的密实度。③在使用粉煤灰进行填筑时，应当保证能够同土质护坡工作同时进行，并保证护坡摊铺宽度能够保证在削坡后的净宽满足设计要求。在路堤基部土质护坡位置，也应当做好排水盲沟的设置，对于该盲沟来说，其所具有的水平间距为15m，垂直间距1.5m，总体呈梅花形交叉布置。在对该盲沟进行建设时，需要通过适当措施的应用避免盲沟出现堵塞的情况，如采用无纺土工织物作滤层或采用排水管作为横向排水通道。④当将粉煤灰摊铺完毕之后，则需要做好压实工作，保证压实工作的及时性，即当天摊铺、当天碾压，以此避免由于水分蒸发而对最终压实效果产生影响。而在碾压的过程中，也需要保证粉煤灰能够一直处于最佳的含水量范围。⑤在施工过程中，首先将原地面清表20cm，并翻松、掺灰、压实，压实度要求93%，然后用6%石灰土回填，压实度要求达到93%，路堤底部填筑40cm的6%石灰土，压实度要求94%，然后开始填筑粉煤灰（掺少量石灰）。二灰混合料顶部设置40cm的石灰土封顶层，压实度要求达到96%。⑥如果遇到阴雨天气施工，则需要做好路堤台阶位置的防水工作，避免因为雨水因素对上层铺筑工作产生影响。而对于较为湿软的局部地段，则需要做好挖换以及翻晒处理。在经过一定检验之后，对于满足要求的粉煤灰压实层来说，如果因为实际情况不能够对上层粉煤灰进行铺筑，则需要禁止车辆行驶，并向其适量洒水湿润，避免表层出现干燥、松散的情况。

4.3台阶与土工格栅处理

当老路路基挖掘成台阶形状之后，在新建路堤台阶底部则可以对土工格栅进行埋设。通过填土同土工格栅之间所具有的磨擦作用，则能够在对新、旧路堤横向连接情况进行积极改善的同时避免不均匀沉降情况的出现，以此使路堤稳定性能够得到提升。①首先，需要对地面进行清表、翻松以及掺灰等工作，在按照93%压实度对其做好碾压工作之后，同样适用6%石灰土做好回填工作并做好压实。通过这种方式的应用，则能够形成良好的施工平台，并在平台形成之后对土工格栅进行埋设，保证填土能够按照原设计要求进行。②在格栅方面，需要以双向土工格栅设置，并保证所具有的技术指标能够保证其抗拉强度在双向不小于25kN/m，延伸率不大于12%。在对土工格栅进行铺设时，应当始终保证土层表面所具有的平整性，并避免其表面存在块石、碎石等坚硬物体。之后，在同土工格栅8cm距离以内则可以开展路堤的填料工作，并保证其所具有的粒径不应当大于6cm。此外，在对土工格栅进行铺设时，也应当做好施工质量控制，以人工拉进的方式避免褶皱情况的出现。③在土工格栅施工中，在联系实际情况的基础上需要对其搭接20cm，即通过塑料绳以之字形对其进行绑扎工作，同时，也应当使用一定数量的U形钉固定在填土表面位置。而在土工格栅铺设完成之后，则需要对路堤填料做好填筑，避免其直接受到阳光暴晒。通常来说，该间隔时间应当控制在24h为宜。④在土工格栅施工完毕后，在对其表层进行摊铺时应当以前置式装载机或者轻型推土机进行摊铺，并保证其中的机械以及施工车辆都需要以沿着路堤轴线方向进行行驶。此外，格栅一端紧靠老路路堤，另一端埋至距新路边坡50cm处。

4.4台阶+碎石垫层+土工格栅处理

对于本次施工中的新、旧路基来说，由于其具有着沉降特征，通过碎石垫层的铺设则能够同土工格栅一起共同对不均匀沉降应力进行缓和，以此避免路面受到破坏。①在路基挖掘成台阶形状之后，则需要做好地面的清表工作，并在翻送、掺灰之后进行压实。②在对土工格栅进行铺设时，所具有的摊铺、碾压工作同上个环节具有相同的操作方式，在施工过程中，需要保证集中对灰土进行拌合、制作。

5拼接后沉降观测

5.1新路地基沉降观测

在观测方面，将沉降板埋设在新建路堤的底面位置，并在纵向拼阶段位置对2个沉降观测断面进行了设置，对于每一个沉降观测断面来说，都对4个竖向沉降观测点进行了设置。观测点观测采用沉降板，沉降板埋设在地基表面的土层中。在路堤不断填高的施工过程中，通过在沉降板上接长铁管的方法来观测沉降。

5.2旧路路面沉降观测

在本观测方面，主要观测拼接后新路对老路表面的附加沉降和横坡比的改变。新建拼接段路面采用沥青混凝土路面,工后沉降控制年限为15年。拼接路基施工后附加沉降量控制在2cm，拼接路基施工引起的横坡度改变值小于0.5%。而在整个施工过程中，也需要保证观测点位置的完好性，以此保证观测数据的全面、精确性，并在对实际位移、沉降情况进行反映的同时更好地对施工工作进行指导。

6结论

可以说，在我国现今高速公路扩建工程施工中，对路基拼接方案进行合理的选择是非常关键的一项技术。在上文中，本文以某工程为例对高速公路拼接路基施工技术进行了一定的研究，在充分联系工程实际特点的基础上对最为适合的路基拼接方式进行了选择，具有一定的参考借鉴意义。

作者：马俊尧 单位：中铁十四局集团第五工程有限公司