高速公路改扩建工程路基拼接设计陈韬

高速公路改扩建工程路基拼接设计陈韬

陈韬

广东省交通规划设计研究院股份有限公司广东广州510000

摘要：结合某高速公路改扩建项目，对高速公路改扩建工程路基拼接设计的质量关键和基本设计方案进行简要的讨论。

关键词：高速公路；路基拼接；差异沉降；地基处理；

伴随着我国国民经济实力的日益雄厚和持续快速发展，以及人民生活水平的日益提高，高速公路路网从无到有已逐步完善，根据调查预测，未来高速公路交通量呈现逐年大幅增长的趋势。一批初期建设的双向四车道高速公路已经明显不适应现阶段的使用需求，更无法满足未来高速增长的交通量需求，因此对这些高速公路行改扩建已成为一种必然趋势。对既有高速公路的拼接加宽具有节约用地、环境影响小、造价低等优点，现阶段我国高速公路的改扩建大多采用旧路拼接加宽的方案。拼接加宽后路基的质量问题，很大程度上决定了改扩建后公路的使用寿命。

1、影响路基拼接的质量关键

影响路基拼接的质量问题主要有两大类，一类是由于路基加宽后新旧路基之间的差异沉降造成的，这也应该是引起在结合部位置产生纵向裂缝的主要原因；另一类是由于路基填料的强度不足造成的，新旧路基顶面的当量回弹模量相差较大，会造成交界处产生较大应力，甚至产生局部应力集中，从而引起路面开裂。

因此，高速公路路基拼接加宽的关键有以下两个方面：①采取各种处治措施，以减少新路基的沉降量，进一步缩小新旧路基的沉降差；②保证新路基的填筑质量，用来减轻新旧路基性质差异所产生的危害。

2、路基拼接设计

2.1对旧路基的加固

高速公路作为交通运输主干道，在改扩建施工过程中一般不能够中断交通，所以路基拼接设计方案需要确保原有路基的稳定和运营通畅。

旧路基的工作状况会直接影响拼接后的路基和路面的整体质量，需要对旧路基进行详细的检测，并对旧路基的工作状态进行分析，确定是否需要对旧路基进行加固、处治。对于压实度小于90%、路床含水量超过18%、路面出现坑槽或沉陷严重破损问题的路基，可挖除既有路面结构进行干拌水泥碎石桩加固。

2.2路基填料的选取

路基一般采用取材方便的填料，要求易压实、水稳定性好、强度高，路基的强度要求由CBR值确定。在高速公路改扩建工程中采用透水性良好的填料可降低拼宽路基自身引起的压缩变形，从而避免拼宽路基出现自身的工后沉降问题。拼接路基有关路基压实度的标准可以采用《规范》中对压实度的要求。在特殊条件下，通过冲击碾压的方式或强夯的方法等进行增强补压，进而降低新旧路基结合处的差异沉降。

2.3旧路基边坡处理

目前国内最常用的旧路边坡处理方式包括两种：一种是先削坡再挖成台阶状，另一种是直接挖成台阶状。挖台阶有自上而下开挖和自下向上开挖两种。参照相关项目成功经验，台阶开挖高度宜以80cm～100cm作为控制值；对于填土路段，控制值可大一点，对于填砂路段则可小一点；台阶宽度根据边坡坡度确定，台阶面上设置2%～4%的内横坡。

2.4地基处理

地基处理措施包括一般地基处理措施与软土地基处理措施。一般地基的处理措施多为加大压实度，进行冲击碾压等。软土地基处理对减少新旧路基的差异沉降十分重要，是改扩建工程的关键技术之一。由于改扩建项目施工场地狭窄，同时还要维持道路交通正常运营等原因，软基地基处理较新建高速公路具有更高的要求。目前，在改扩建工程中最常用的软基处理方法有水泥搅拌桩复合地基、预制管桩复合地基、CFG桩复合地基、轻质路堤等等。具体情况见下表。

高速公路改扩建工程中软土地基处理方案详述

总体而言，软基处理方案的选择，可分为排水固结法、复合地基法和轻质材料法三类。

排水固结法本身不能减少总沉降量，主要是加快土体的固结速度。为了防止差异沉降，必须在新旧路基之间设置分隔墙（地下连续墙），将新拼接路基的荷载对原路基的影响完全隔离，消除附加沉降的影响，是可靠的处理方案，此时新拼接路基可以选择价格低廉的塑料排水板加超载预压，采用加快排水固结的方案处理，同时也可防止由于抽水清淤而对旧路基造成的附加沉降的产生，但工期较长，约需至少三年左右工期。

复合地基法，主要是通过加固拓宽部分的地基来达到减少差异沉降的目的。在高速公路上，传统的地基加固的方法主要是采用粉（湿）喷桩、CFG桩、旋喷桩、预制管桩，通过形成复合地基，在提高地基承载力的同时，起到减少差异沉降的目的。

轻质路堤是近年来发展的新技术，采用轻质的填料代替传统的砂土填料，使软土路基荷载大幅度降低，从而达到软基不处理或弱处理即可满足沉降和稳定要求的目的，主要有EPS（泡沫塑料）和气泡混合轻质土两种材料，均在国内的一些工程得到应用。但由于应用的时间短，对于一些问题（如模量差对拼接质量的影响等）仍有待研究，以及造价偏高等到原因，尚缺乏大规模推广使用的基础。

2.5用土工合成材料

土工格栅通过加筋作用拉住下沉较大的新路基，使新旧路基之间变形尽量一致，从而降低了新旧路基结合处的差异沉降。参照相关项目成功经

验，建议在低填方的路基基底铺设单层土工格栅；建议在较高路基的路基顶部和路基底部分别铺设一层土工格栅；建议在高路基每层台阶上均设置土工格栅。

2.6挡土墙段路基拼接

针对路肩墙路段，在路基填筑拼接到路床底面之后，需要全部拆除路床底面以上的路肩墙墙体。针对路堤墙路段，在路基填筑拼宽到墙顶标高之后，需要对墙体以上路基边坡进行开挖台阶，可按照一般路基的拼接方式开挖、回填路基。

2.7桥头路基拼接

桥头路基拼接段，同时有新旧路基间和拼宽路基和构造物不均匀沉降问题存在，为了更好将路基和桥梁结合部的差异沉降减小，避免出现桥头跳车问题，需要在桥台路基设置一定长度的过渡段，过渡段一般采用复合地基进行处理。

3结语

从相关项目实施效果表明，本文所采取的路基拼接措施是可行的，有效确保了新老路基的有效拼接，可为同类工程设计提供参考。

参考文献

[1]JTG/TL11-2014高速公路改扩建设计细则.

[2]徐强高速公路改扩建工程旧路改善技术人民交通出版社.

[3]陈君朝高速公路改扩建工程关键技术探索与实践人民交通出版社.

[4]詹旺高速公路路基扩建加宽的处理《四川建材》2009,35(3):158-159.