公路路基加寬施工控制技術(shù)研究

劉 鋮

(重慶市市政設(shè)計(jì)研究院)

0 引言

隨著我國公路交通流量以及交通荷載的持續(xù)增長，現(xiàn)階段一些公路的運(yùn)輸通行能力已經(jīng)接近飽和，越來越多的公路需要進(jìn)行加寬改造以確保正常營運(yùn)。然而公路加寬改造工程是一項(xiàng)技術(shù)難度高、施工管理復(fù)雜繁瑣的工程，尤其是路基加寬改造施工，很容易由于施工工藝處理不當(dāng)造成新舊路基之間出現(xiàn)較大的沉降差異，導(dǎo)致路面裂縫的出現(xiàn)，降低了公路工程的使用性能。因此，對(duì)公路路基加寬改造項(xiàng)目必須進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，制定科學(xué)合理的施工方案，以確保新舊路基之間的拼接質(zhì)量，提高公路改擴(kuò)建整體施工水平。

1 公路路基加寬常見病害類型分析

對(duì)于公路路基加寬施工而言，最常見的病害問題主要是新舊路基拼接處的裂縫以及不均勻沉降問題，這也是路基加寬改造施工過程中需要重點(diǎn)解決的問題。

(1)新舊路基拼接處的裂縫問題。對(duì)于路基的加寬改造施工，在新舊路基拼接位置，一側(cè)為舊路路基，路基的沉降已經(jīng)基本趨于穩(wěn)定，而另一側(cè)為新填筑的路基，兩側(cè)路基的沉降速率不同、沉降量不同，因而很容易造成新舊路基的結(jié)合部位置出現(xiàn)應(yīng)力突變、應(yīng)力集中的問題，并導(dǎo)致結(jié)合面強(qiáng)度的降低進(jìn)而出現(xiàn)開裂。此外，如果施工階段的密實(shí)度不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，新填筑的路基邊坡坡腳也會(huì)由于穩(wěn)定性不足而出現(xiàn)側(cè)向位移，造成加寬路基出現(xiàn)橫向以及豎向移動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致新舊路基拼接處裂縫問題的發(fā)生。

(2)新舊路基的不均勻沉降問題。新舊路基的不均勻沉降是造成公路加寬改造出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)臺(tái)問題的深層次原因，同時(shí)也是造成路面平整度、強(qiáng)度不足的重要原因。由于舊路基的固結(jié)沉降基本上已經(jīng)結(jié)束，而且舊路區(qū)域的地基也已經(jīng)穩(wěn)定，但是新路基的初始沉降雖然可以在施工階段完成，但是固結(jié)沉降與次固結(jié)沉降是一個(gè)長期的過程。特別是對(duì)于軟土路基，沉降問題更為突出，因此必須通過對(duì)新路基的補(bǔ)強(qiáng)以及特殊加固處理措施來解決不均勻沉降的問題。

2 公路路基加寬施工控制技術(shù)

為了避免公路路基加寬后出現(xiàn)路面開裂以及路基不均勻沉降的問題，必須強(qiáng)化施工階段的控制管理，重點(diǎn)應(yīng)該在以下幾方面采取措施進(jìn)行控制。

2.1 路基填料的選用

路基填料的工程性質(zhì)對(duì)于公路路基加寬施工質(zhì)量有著非常重要的影響，在公路路基加寬施工中，應(yīng)當(dāng)遵循新舊路基填料相匹配的原則，并按照公路施工作業(yè)區(qū)域地基性狀，選擇CBR強(qiáng)度滿足要求、易于壓實(shí)、水穩(wěn)定性好的路基填料用于公路路基的加寬施工作業(yè)，盡可能地選用水穩(wěn)定性較好的砂礫、碎石土以及灰土等作為公路路基加寬的填料。

2.2 地基的處理

加寬區(qū)域地基的承載力直接關(guān)系到公路路基的穩(wěn)定性，如果地基承載力不足勢(shì)必會(huì)造成路基出現(xiàn)失穩(wěn)以及坍塌的問題，因此在進(jìn)行公路路基的加寬改造施工作業(yè)之前，必須對(duì)地基的承載力進(jìn)行必要的試驗(yàn)檢測(cè)，確保承載力滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。在地基的施工處理上，一般需要將地表15 cm的耕植土清除，如果地基基底土體松散而且含水量較高，還需進(jìn)行過翻挖晾曬，并加強(qiáng)壓實(shí)以提高土體的強(qiáng)度。對(duì)于基底原狀土不能滿足公路路基施工要求的必須進(jìn)行置換處理。對(duì)于地基區(qū)域的軟土路基，應(yīng)該根據(jù)軟土路基的類型綜合采取墊層處理、開挖置換、反壓護(hù)道、加載預(yù)壓以及排水固結(jié)等進(jìn)行施工補(bǔ)強(qiáng)處理。

2.3 路基加寬界面處置施工

對(duì)于公路路基結(jié)合部位的界面處治施工，主要是對(duì)舊路路肩、路基邊坡以及路基結(jié)合部的土工加筋處理。

(1)結(jié)合面的預(yù)處理。結(jié)合面的預(yù)處理主要是在新路基填筑施工作業(yè)前對(duì)新舊路基交界的坡面所進(jìn)行的處理，主要內(nèi)容就是拆除舊路面的路肩墻、路緣石或者是擋土墻，同時(shí)施工臨時(shí)排水設(shè)施，并將新舊路基交界坡面的30 cm厚度以及外側(cè)路肩范圍進(jìn)行挖除換填。

(2)臺(tái)階設(shè)計(jì)施工。為了確保新舊路基結(jié)合的穩(wěn)定性，在施工方案的設(shè)計(jì)上，一般按照從老路坡腳向上挖設(shè)臺(tái)階，如果舊路路基填筑高度小于2 m時(shí)，在坡面處理后可直接填筑新路基。在臺(tái)階開挖過程中，臺(tái)階寬度一般控制不小于1 m，每級(jí)臺(tái)階高度按照路基邊坡坡度控制，一般在60～100 cm，并設(shè)置成2% ～4%的內(nèi)向橫坡。臺(tái)階挖設(shè)施工作業(yè)可以參照?qǐng)D1。

圖1 路基加寬交界面的臺(tái)階施工作業(yè)圖

(3)土工加筋處治技術(shù)。為了緩解新舊路基之間的不均勻沉降問題，在路基加寬改造施工中一般需要采取土工格柵加筋處治進(jìn)行處理，土工加筋處治的寬度范圍應(yīng)該根據(jù)路基加寬寬度確定，一般需要確保一端伸入舊路基整個(gè)臺(tái)階寬度，另一端在新路基中達(dá)到車道線外緣。在施工過程中，需要確保土工格柵鋪設(shè)于平整的墊層中，而且土工格柵強(qiáng)度高的方向應(yīng)該位于垂直于路基軸線方向，施工中沒有扭曲、折皺、重疊等問題。

(4)加寬路基的壓實(shí)與搭接。對(duì)于壓實(shí)機(jī)械的選擇，主要有夯擊式、振動(dòng)式、碾壓式等幾種形式，應(yīng)該根據(jù)路基土體以及填料的性質(zhì)確定，例如砂性土應(yīng)盡可能采用振動(dòng)式或者是夯擊式，而粘性土最好選擇碾壓式和夯擊式，如果土體含水量較小，為了提高壓實(shí)度應(yīng)當(dāng)選擇重型壓實(shí)機(jī)械。此外，由于加寬路基的施工作業(yè)面相對(duì)較小，因此一般選擇使用小型壓實(shí)機(jī)具或者是強(qiáng)夯設(shè)備，在施工過程中應(yīng)該按照“分層填筑、分層壓實(shí)”的施工作業(yè)方式，分層厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械性能控制，一般控制在25 cm以內(nèi)，并注意控制碾壓作業(yè)區(qū)域之間相互重疊1.0～1.5 m。對(duì)于路基壓實(shí)度的控制，應(yīng)該按照公路路基施工技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)要求確定。

表1 路堤壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

3 公路加寬路基施工監(jiān)測(cè)

在公路路基的加寬施工過程中，為了準(zhǔn)確的掌握路基的變形情況以及穩(wěn)定性，應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案對(duì)公路路基的加固以及拼接效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果指導(dǎo)路基的填筑施工作業(yè)，具體的監(jiān)測(cè)方案如下所示。

(1)監(jiān)測(cè)方法的選擇。由于公路路基加寬施工作業(yè)面積狹小，因此很難采用沉降板進(jìn)行路基沉降觀測(cè)，在沉降監(jiān)測(cè)方法上主要是采用沉降杯、剖面管來對(duì)路基的沉降變化情況進(jìn)行綜合的監(jiān)測(cè)，同時(shí)設(shè)置位移樁來觀測(cè)路基的水平位移，判斷路基的穩(wěn)定性，并繪制加寬路基施工的時(shí)間-荷載-沉降曲線，綜合分析路基穩(wěn)定性。

(2)路基沉降監(jiān)測(cè)精度及頻率要求。對(duì)于公路路基沉降觀測(cè)的精度，應(yīng)該確保控制沉降杯、剖面管的精度在1.0 mm以內(nèi)，對(duì)于路基沉降的觀測(cè)頻率在路基施工沉降量突變階段應(yīng)每天一次，在路基擱置期、路面施工期間半月一次，在通車運(yùn)行前的3個(gè)月內(nèi)應(yīng)每月1次，通車4～12個(gè)月內(nèi)2個(gè)月1次進(jìn)行沉降觀測(cè)。

(3)沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于路基加寬沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該按照24 h以內(nèi)新填筑路基的沉降小于15 mm、側(cè)向位移小于5 mm;工后沉降量滿足設(shè)計(jì)值，同時(shí)2個(gè)月內(nèi)的沉降量小于5 mm;新加寬路基總沉降量不超過15 cm，工后沉降量不超過5 cm，舊路基總沉降量不超過3cm，新舊路基差異沉降引起的橫坡比變化應(yīng)在0.5%以內(nèi)。

4 結(jié)語

在公路路基加寬改造項(xiàng)目施工中，應(yīng)該以控制路基沉降差異、確保壓實(shí)質(zhì)量作為路基加寬施工管理的目標(biāo)，尤其是需要結(jié)合路基加寬施工項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)，制定合理的路基開挖、填筑以及加固施工方案，并適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)壓實(shí)功效，以確保加寬路基施工質(zhì)量，為公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的順利實(shí)施提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］ 中交集團(tuán)第一公路工程有限公司.公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTG F10-2006)［S］.人民交通出版社，2006.

［2］ 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004)［S］.人民交通出版社，2004.

［3］ 章文定，劉玉松.高速公路擴(kuò)建工程中新路填筑對(duì)老路影響的參數(shù)分析［J］.公路交通科技，2012，23(7):31-34.