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高速公路路基拓宽新老路基搭接施工技术研究

作者

陈曦

湖南省高速公路集团有限公司郴州分公司 湖南郴州 423000

如今,越来越多的高速公路路段亟须进行拓宽,以适应不断增加的交通量需求。而在路基拓宽过程中,新老路基搭接作为关键环节, 某高速公路改扩建项目全长 309.2km,原双向四车道改建后升级为双向八车道,设计时速 120km/h。加宽以“双侧拼宽为主,局部单技术有较高要求,需要引起相关人员的高度重视,根据项目实际情况,采取正确合理的施工工艺方法。 侧或两侧分离加宽为辅”,标准路基宽42m,主要技术指标详见表1。

1 工程概况

表1 公路技术标准

2 土料路用性能 试验段一和二分别用 1# 土、2# 土填筑,在上路床用贝克曼梁做弯沉试验,结果见表 2 和表 3。从表 2 和表 3 可知,1# 土和 2# 土填筑 路基弯沉检测中,弯沉值与单点值都比容许值低,可见土料强度相对较高。

表3 2# 土上路床顶弯沉结果 单位:(0.01mm)

3 高速公路扩建路基搭接施工

3.1 老路路基填高

高速改扩建时,部分老路基建成后有较大工 部分路段的沉降没有达到稳定,同时在本次改扩建过程中对路线纵坡进行了定调整。外侧新建路基如果采用复合地基方式进行处理,可能导致外侧稳、内侧沉。如果通过减小外侧处理强度来适应老路基产生的变形,存在控制尺度难把握和影响后期运营的问题, 采用。 若外侧新路基施工完成后的沉降为 5cm,老路基加高 20 ~ 60cm 时,附加沉降约5cm,与新建路基一致;附加沉降超5cm 时,需处理老路基。初步确定两套方案 ,即复合地基方案和轻质地基填料方案。复合地基能消除新增附加应力影响,但施工难、工期长、造价高;轻质填料置换老路 也能消除影响,且施工快、操作便、造价低。经综合比较,确定用轻质填料置换老路基填土。

3.2 新建公路路基碾

3.2.1 原地表处理

3.2.1.1 原地表处理要求

路基填筑前需清表,厚度通常30cm,清表完成后在填筑之前碾压密实,确认压实度符合要求后进行填筑。清表产生的植被土集中堆放用于绿化和复耕。一般路基段拓宽处基底压实度不能低于 91%,通过冲击压实密实,碾压范围为从第一级台阶内侧开始到拓宽后边坡坡脚外部3m,冲击或高速液压压实后铺设高强度土工格室并延伸至台阶内缘。

3.2.1.2 清表

清除路基用地范围内杂物。边沟清理:其清理宽度应适应压路机压实要求,通常情况下要在边沟清表完成后采用素土进行回填,而淤泥边沟则要采用片石进行换填。

(1)冲击碾压

①冲击碾压路段先平整碾压场地。②检测表面下部 20cm 范围内的土体实际含水量,在最佳含水量 ±2% 时检测其他设计项目。③确定轮迹走向洒灰线,用冲击式压实机冲击碾压,速度 10 ~ 12km/h,自坡脚一侧“由边向中”错轮冲压。④轮迹过深时用推土机平整,扬尘时洒水后继续冲碾。⑤冲击碾压 5 遍后测定地面标高及相关检测。⑥重复③ - ⑤,完成规定遍数后测定相关检测项目,注意错峰压实、改变冲压方向。⑦冲压结束后用平地机整平,压路机碾压 1-3 遍使路基面平整。⑧待冲击碾压完成后对地基进行检测,以确定承载力、压实度与最终沉降标高。

(2)高速液压

①夯点布置:采用高速液压夯实机沿垂直方向作业,始终确保和构筑物之间保持至少 50cm 的间隔距离,单击点间距约 1.5m,按正方

形布置夯点,通常采用 3 档 9 锤。②施工工艺流程:夯实路段先平整碾压场地,标注夯点位置,选测试点编号并测标高及压实度。液压夯

实机就位夯击,每3 锤一组记录压实度等数据,完成各档夯击,单个夯点达标后移机作业。(3)大吨位压路机强振碾压

原地表清表30cm,将边沟既有混凝土防护结构拆除后填筑平整并压实。碾压时要注意和敏感管线与既有构造物之间保持适当间距,必要时还需在压实范围以外挖出隔振沟,压路机自重不小于36 吨。强震碾压后压实度达91% 进行下道工序。

3.2.2 路基填筑施工方法

(1)新路基填料应和原路基一致并具有良好透水性,按分层原则均匀压实,将松铺厚度控制在 30cm 以内,拼宽处的压实度应比标准值高1%。

(2)路基填筑开始前,应安排专门的测量人员做好放样,并撒出边线,实际的填筑边线应比坡脚线宽30cm 以上。

(3)施工人员计算卸料间距,用白灰标出土网格, 指挥车辆卸料。填料先用推土机粗平,再测含水量并调整。

(4)摊铺后检测含水量,在最佳含水量±2% 内可进行下道工序;超2% 翻(5)碾压前每隔10m 做标高台,用平地机精平,使路基横坡向外倾斜。

(6)按试验段确定的碾压设备和方案严格碾压。压路机速度不超 4km/h,直线段从边缘向拼接处、超高段从低处向高处碾压,重叠1/3-1/2 轮,遵循先轻后重、由慢到快原则,遍数不少于试验段确定值,专人负责。

(7)拓宽桥涵台背与路基过渡段开挖台阶,高度相同,宽度按 1:2 确定,向内倾斜 4%,台后用透水性好的填料,压实度≥ 97%,压不到处用小型机具夯实,高速液压夯实机补强。

3.2.2.2 灰土施工方法

路床采用符合规范的填料,主线路床不同深度用不同比例石灰处治土,部分可用 3% 水泥稳定铣刨料填筑。需二次开挖的路床,下部填合格填料,上部填3% 水泥稳定铣刨料或石灰处治土。

(1)施工前准备

①检测验收下承层,不合格路段处理达标后铺石灰改善土层。②取土样试验。③检验石灰等原材料,达标后使用。

下承层验收合格后,用GPS 放边线,钉木桩测标高做标记,控制上料宽度和厚度。

按试验段松铺系数,用石灰打方格,控制填土厚度不超20cm。检查含水量,不达标时洒水或翻晒,达标后粗平、精平。

平后人工布格,指挥卸车,人工摊铺石灰,检验调整掺灰量。(5)拌和

用稳定土拌和机拌和,深度达底层,略破坏下承层表面,速度400m/h,遍数以土颗粒符合要求控制。检查含水量,不足时洒水。不适宜地段在堆土地点拌和运输。

拌和后先用轻型压路机稳压,平地机初步整平和整形,测量找平,局部低洼处处理后再精平。

(7)碾压

灰土在最佳含水量时碾压,遵循相关原则,跟踪检测压实度等指标,自检合格报监理验收。

石灰处治土保湿养生,分层施工时下层碾压后可直接铺上层。石灰技术符合规定,施工气温不低于 5℃,避免雨季和雨天,当天或 4天内完成碾压,压实厚度10 ~20cm,先轻后重碾压。

3.3 新老路基搭接

3.3.1 台阶开挖施工工艺

台阶开挖运用机械与人工修补相结合的方式,尽可能不损害原路基结构。先是机械开挖,后为人工修补、局部修整。从下往上挖掘台阶,每个台阶向内倾斜4%。此方法能减轻施工对原有道路运营时路基的不良影响,鉴于本项目路基填料粉质土含量较多,施工开挖台阶高度应严格把控。拼接作业于台阶开挖完成后进行,开挖顺序自下而上且及时填筑。开挖面高度与路床地面距离小于 0.7m 按一个台阶开挖,大于 0.7m 的部分分两级台阶开挖回填,路床部分单独作为一个台阶处理。在路堤填筑过程中,应先在底部铺设一层土工格室,施工结束后在上路床底面铺设土工格栅。台阶开挖前做好施工区排水工作,合理挖掘排水沟,雨天防护台阶以防坍塌。依据现场状况选择合适位置布置泄水槽,使路面上的积水汇入排水沟,拓宽部分的排水槽应沿横向布置,横向排水沟宽 50cm、深 30cm,沟底呈浅碟式圆弧形并用砂浆抹面。

3.3.2 土质路基拼接方案(1)低填路段(填高≤120cm+ 路面结构层厚度)

清理老路基边坡,按30cm 的深度清除地表植物与表土,然后开挖2m 宽、1.2m 高的台阶。如果清表完成后路基开挖深度与路床底部还有一定距离,则要开挖至底层标高,并压实基底,检测合格后用合格填料填筑压实,最后在上路床的底部铺设一层土工格栅。(2)(120cm+ 路面结构层厚度)〈填高≤400cm 的一般路段

垂直于原高速公路边坡面向下挖 0.30m 并自下而上开挖台阶,底部台阶宽于上部台阶,交替开挖和填筑直到与原路床底部接近,边坡清理和台阶开挖应保持同步。底部台阶完成后做土工格室,上路路基底面用土工格栅加固。(3)填高H>400cm 的一般路段

该路段施工方法与(120cm+ 路面结构层厚度)〈填高≤400cm 路段处置方式相同,在原高速公路路床底及变坡处增设一层土工格栅加固3.3.3 挖方路基路段

新老路基不均匀沉降可借助挖台阶解决,开挖到原路床底部设计标高后,填筑碾压到要求的压实度。在填方段分层填筑过程中,采用机械碾压直到密实状态,每层最大松铺厚度宜在 30cm 以内,填筑至路床顶面最后一层最小压实厚度 10cm 以上。施工中实时检测含水量,原有高速公路路基边侧超填部位与主线段整体碾压。路基分层填筑层面不得积水。大面积压实前通过试验段验证施工技术数据。雨季施工做好排水和防护。软基路基加强监测,合理设置检测点,新筑路段加强沉降和侧向位移观测并及时反馈异常。路基施工严格把控施工层厚度,分层摊铺、碾压,确保压实度。

综上所述,路基拓宽是高速公路改扩建工程实施的重要环节,其施工质量决定了改扩建的成败,尤其是新旧路基拼接。以上结合某高速公路改扩建项目实际情况,对其路基拓宽过程中新旧路基拼接施工进行了初步分析与总结,提出具体的施工工艺方法和要点,旨在为其他类似高速公路改扩建项目的新旧路基拼接施工提供技术参考。

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作者简介:陈曦(1990.1-),男,汉族,本科,湖南耒阳,工程师,研究方向:高速公路养护工程管理