公路改擴(kuò)建新舊路基路面拼接方案探討

夏毓翔，周艷芝

(1.陜西省寶雞公路管理局;2.大連天工設(shè)計(jì)有限公司寶雞分公司)

1 引言

310國道五丈塬至磻溪鎮(zhèn)段二級(jí)公路改建工程起于岐山縣五丈塬鎮(zhèn)西側(cè)(G310 K1284+100)，向西基本沿舊路加寬改建，止于虢鎮(zhèn)橋南平交口(G310 K1305+500)，路線長21.425 km;原舊路為三級(jí)公路，路面結(jié)構(gòu)型式為18 cm厚水穩(wěn)砂礫底基層+18 cm厚水穩(wěn)碎石基層+4 cm厚AC-16瀝青混凝土面層+3 cm厚AC-13瀝青混凝土面層，路面寬度9 m，因近幾年交通量急劇增長，交通阻塞時(shí)有發(fā)生，為改善干線公路通行能力，陜西省公路管理局決定于2009年對(duì)該段道路進(jìn)行改建，為了使有限資金發(fā)揮最大的效能，改建方案主要以加寬改建為主，在舊路上進(jìn)行了單側(cè)或雙側(cè)加寬升等至12 m路基，舊路的利用率達(dá)到96.43%。在利用舊路基過程中，面臨新舊路基不均勻沉降及新舊路面結(jié)構(gòu)層拼接的問題。本文就本工程新舊路基路面拼接方案及土工格柵、路基基底強(qiáng)夯工藝在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以供各位同行探討。

2 新舊路基結(jié)合控制關(guān)鍵

新舊路基路面結(jié)合處治的根本目的是在控制加寬路基的不均勻沉降，因此，加寬部分路基不均勻沉降是處治技術(shù)的核心。新舊路基路面結(jié)合處的處治應(yīng)當(dāng)從地基、路基、路面、排水、支擋等多方面進(jìn)行綜合考慮。由于新舊路基路面結(jié)合部的結(jié)合強(qiáng)度受到拓寬路基基底穩(wěn)定性影響，加寬路基基底穩(wěn)定性滿足要求是所有的拓寬工程都必須滿足的先決條件。對(duì)于地基地質(zhì)條件良好的路堤拓寬，在新填路基荷載作用下的地基固結(jié)變形很小，新路基產(chǎn)生的自身沉降變形影響最大的是拓寬路基的自身壓縮變形，這就涉及到路基填料的選取和填筑過程的壓實(shí)度控制。對(duì)于地基地質(zhì)條件不良的一般路堤拓寬，特別是濕陷性地區(qū)，不均勻沉降變形主要是由于拓寬路基附加荷載作用下的地基固結(jié)變形所引起的，這就涉及到地基的處理和路基填料的選用。

3 新舊路基拼接實(shí)施方案

由于加寬部分緊靠舊路邊緣，當(dāng)?shù)卮迕耖L年過水澆地，積水、滲水現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致此部分土質(zhì)含水量較大，大部分路段的含水量在20% ～30%，且邊坡又多為生活垃圾和腐殖土，根據(jù)地面線復(fù)測結(jié)果，約有60%路段的加寬部分路基填筑高度小于0.8 m，即清表后即達(dá)到路床頂面標(biāo)高。本工程距渭河較近，天然砂礫較為豐富，路基填料全部采用天然砂礫。

3.1 路塹段及路堤填筑高度≤60 cm段

(1)清表后對(duì)于路床頂面以下60 cm深度范圍內(nèi)原狀土平均含水量≤15%的段落：當(dāng)路基填筑高度小于60 cm時(shí)，應(yīng)開挖至路床頂面以下60 cm處，基底整平壓實(shí)后分層(每層壓實(shí)厚度20 cm)填筑60 cm厚砂礫至路床頂面;當(dāng)路基填土高度大于60 cm時(shí)，對(duì)基底整平壓實(shí)后即可進(jìn)行路基填筑。

(2)清表后對(duì)于路床頂面以下60 cm深度范圍內(nèi)原狀土平均含水量為15% ～25%的段落：當(dāng)路基填筑高度小于60 cm時(shí)，應(yīng)開挖至路床頂面以下60 cm處，基底挖松晾曬整平壓實(shí)后分層(每層壓實(shí)厚度20 cm)填筑60 cm厚砂礫至路床頂面。

(3)清表后對(duì)于路床頂面以下60 cm深度范圍內(nèi)原狀土平均含水量大于25%或局部含水量大于25%的部位，保證路床頂面以下60 cm深度范圍砂礫填筑，路床頂面以下60～100 cm深度范圍內(nèi)可采用摻石灰或水泥處理40 cm(每層20 cm，石灰劑量5%，分層壓實(shí))，或換填40～60 cm厚大粒徑卵石。具體方案根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇。

3.2 路堤填筑高度＞60 cm段

(1)清表后原狀土平均含水量≤25%的段落：對(duì)基底挖松晾曬整平壓實(shí)后即可進(jìn)行路基填筑。

(2)清表后原狀土平均含水量＞25%的段落：對(duì)基底挖松采用大粒徑卵石拋石壓實(shí)處理40 cm后即可進(jìn)行路基填筑。

3.3 局部特殊點(diǎn)

對(duì)于蓄水池、化糞池、墓穴等特殊點(diǎn)，應(yīng)挖除后用砂礫進(jìn)行回填。

4 中修、大修路段新舊路面結(jié)構(gòu)層拼接方案及土工格柵、路基強(qiáng)夯的應(yīng)用

(1)路面結(jié)構(gòu)層的拼接在施工過程中存在以下問題：舊路底基層與基層材質(zhì)分別為水穩(wěn)砂礫和水穩(wěn)碎石，均為半剛性材料且已粘結(jié)為整體無明顯分界面，在風(fēng)鎬或機(jī)械挖除舊路基層時(shí)會(huì)直接對(duì)底基層造成擾動(dòng)破壞，無法在舊路底基層與基層之間錯(cuò)臺(tái)開挖臺(tái)階進(jìn)行拼接。

(2)根據(jù)工程實(shí)際確定實(shí)施方案為：舊路中修罩面段加寬一側(cè)砂礫墊層與路基同寬，底基層與基層同寬并同向舊路延伸40 cm，在基層頂面新舊路接縫處縱向鋪設(shè)2 m寬抗拉強(qiáng)度為120 kN的土工格柵，再進(jìn)行瀝青面層滿鋪，延緩了反射裂縫的產(chǎn)生。

(3)路基基底強(qiáng)夯減少地基工后沉降

強(qiáng)夯施工參數(shù)的確定依據(jù)是工程場地的地質(zhì)條件(即路段的土質(zhì)情況和具體工程要求)以確定主要參數(shù)：單點(diǎn)夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊間隔時(shí)間、夯點(diǎn)布置及夯距。

①單點(diǎn)夯擊能：夯錘一般采用重10 t，落距15 m，底面直徑2.5 m的圓形鑄鐵錘，并設(shè)通氣孔，有效加固深度部不小于5 m，單點(diǎn)夯能1 500 kN·m。

②夯擊次數(shù)：夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系確定，以最后兩擊的夯沉量不大于5 cm作為止夯條件。

③夯擊遍數(shù)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采用主夯、副夯、全副滿夯的次序進(jìn)行，最后達(dá)到錘印彼此搭接。

6 結(jié)束語

按照上述方案，路基工程于2011年4月份完成，交工驗(yàn)收為合格，路基頂面設(shè)計(jì)彎沉代表值為261.9(0.01 mm)，實(shí)測路基彎沉代表值為172～213(0.01 mm)，合格率100%。路面工程于2011年10月份完成，交工驗(yàn)收為合格，路面頂設(shè)計(jì)彎沉代表值為24.6(0.01 mm)，實(shí)測路面頂面完成代表值為12～20(0.01 mm)，合格率100%。通車試運(yùn)營半年來，經(jīng)過冬季雨雪及春融，目前路基整體穩(wěn)定，新舊路拼接處未發(fā)生不均勻沉降造成的縱向裂縫，達(dá)到了預(yù)期效果。

目前，解決干線公路加寬改建引起的不均勻沉降問題由于加寬改建項(xiàng)目的不斷增加而變得越來越迫切，無論從理論上還是實(shí)踐上都有待進(jìn)一步研究，尤其是在理論分析、以及開發(fā)新的預(yù)防措施上，還有很多研究難點(diǎn)，我們要通過創(chuàng)新理論和工程實(shí)踐，提高干線公路修筑技術(shù)，減少由公路加寬新舊路拼接引起問題。

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［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTGF10-2006)［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(JTJ/T019-98)［S］.北京：人民交通出版社，1998.

［3］陜西中達(dá)公路技術(shù)服務(wù)有限公司.310國道五丈原至磻溪鎮(zhèn)段二級(jí)公路改建工程施工圖設(shè)計(jì)，2009.