劉曉楠 (安徽省交通勘察設計院有限公司,安徽 合肥 230011)
為貫徹“保護生態環境、節約耕地資源、實現可持續發展”的理念,隨著我國公路建設由“總量擴張”向“挖潛增效、提高服務”轉變,對公路建設提出了更高、更新的要求。為滿足日益增長的交通量需求,提高道路通行能力及服務水平,利用既有道路進行升級改造的項目日益增多。但根據近年來建設管理經驗,由于原有路基沉降已基本穩定,為確保新老路基在承受路面、行車荷載時能保持一致的穩定性和強度,避免新老路基結合部發生路面開裂、路基失穩等情況,影響行車的安全性和整個公路的穩定,留下安全隱患[1],并確保施工安全、質量與工期,舊路路基幫寬的處理措施顯得尤為重要。
本文以G345一級公路改擴建為例,闡述了公路升級改造中老路路基幫寬的處理措施,通過科學、完善的方案設計,提高公路改擴建的整體質量。
擬建項目為G345臨泉至關廟段,路線全長32.442km,起于G345與S204改線交叉處,由東向西沿現狀老路依次經過城關街道辦、白廟鎮、鲖城鎮、關廟鎮,終于G345皖豫交界處,終點段銜接河南省S333,設計路線全長32.442434km。其中本次實施段起訖樁號為K2+418.35~K32+442.434,實施路段全長30.024084km。按一級公路、設計速度80km/h、雙向四車道標準建設(集鎮段限速60km/h),一般路段路基寬26m,路面寬23m。項目沿線街道化程度高,除部分路段為道邊溝外,其余均為旱地或街道、居民住宅。由于項目為老路升級改造工程,結合區域路網規劃規劃,設計路線基本沿老路中線布線、雙側綁寬,以減少拆遷和新征用地。
老路現狀為二級公路,路基寬約22m,路面寬14m,水泥混凝土路面。其中K2+418~K4+600段為張營街道段,道路兩側有7m的慢行系統;K18+040~K18+760段為三里橋街道段,兩側設置有7m的慢行系統+4~8m人行道;K22+100~K25+450段為鲖城街道段,兩側各增加了1.5m側分帶+5.5m慢車道(瀝青)+3~8m人行道。存在的問題如下:第一,老路一般路段填土較低,一般采用的是植草防護,局部路段土路肩種植有高大挺直的楊樹,形成了自然良好的防護綠化系統。老路邊坡穩定,植被非常茂盛。第二,一般路段排水主要通過道路兩側路基邊坡及土質邊溝將路基、路面水排入路側河塘。城鎮段主要通過路側矩形蓋板邊溝或暗埋式排水系統匯集路面水,最終排入河塘。老路原有邊溝或暗埋式排水管大部分均已廢棄,排水不暢。第三,老路路基狀況較好,未出現大面積的路基開裂、不均勻沉降,沉陷等病害。且經多年運營,基本已固結成型,路基壓實充分,路基穩定狀況較好,為本次改造提供了較好的路基條件。第四,根據地質勘察,老路沿線分布有填土,主要有兩部分,一是老路路基,沿線均有分布;二是老路修建過程時,因沿線路側取土后形成水渠,后村民沿線蓋房,為連接房子與公路,人工填充溝渠形成連接通道,堆填料以黏性土及建筑垃圾為主,沿線隨機分布。該層厚度較大,厚達4m,挖除工作量大。
根據阜陽市公路管理局提供的該路段養護管理資料顯示,老路改建時為三級路升級改造為二級公路,綁寬部分老路路面結構為24cm水泥混凝土面板+20cm二灰穩定碎石基層+20cm 10%石灰土底基層,路床上部40cm分別用5%和8%灰土處理。近年來該路段除對輕微裂縫進行熱瀝青灌縫等正常的日常養護工作外,僅對局部破損嚴重部分進行挖補中修,挖除破損板及基層后,換填C15素混凝土,然后鋪設24cm混凝土面板。根據現場調查,由于公路管養部門每年對路面都會進行大量的日常養護維修工作,除橋涵構造物接頭、平交接口等薄弱路段外,沿線路面整體狀況較好。
在公路升級改造中,當道路通過軟土地基路段時,為保證幫寬路基工后沉降及新老路基不均勻沉降滿足要求,確保建成后道路路面不出現縱向裂縫,舊路幫寬處理之前,需要徹底清除路側溝底淤泥、腐殖土以及雜草等,通過加強對基底軟土地基處理,提高基底壓實度,為公路路基的升級改造提供支持[2]。擬建項目沿線分布有雜填土,應全部挖除;沿線道邊溝及溝塘段幫寬施工前應全部清除塘底淤泥等軟土,基底分層回填40cm碎石封底后,并在原溝塘坡面開挖寬度不小于1m、向內傾斜4%的臺階,然后采用4%石灰土回填至塘頂原地面,地面以上部分路堤采用灰土分層填筑、壓實;對于未全部壓占的水(魚)塘,在溝塘頂內側與一般路基銜接處鋪設寬≥6m土工格柵,并在常水位加0.5m以下邊坡采用實心六角塊全防護,坡率為1∶1.75。
嚴格按施工規范中對新舊路基銜接的要求開挖臺階,且臺階的數量要盡可能多,為新舊路基的銜接提供更多接觸面,利于新舊路基的結合。根據調查,擬建項目現狀土路肩多為綠化種植,其下雜填土層較厚且植物根系發達,為保證路基質量,路基拼接應先挖除土路肩及老路基邊坡耕植土,當路基填高≤1.52m(路面結構層度+路床厚度,下同)時,按低填路基處理,開挖至老路基土路肩投影位置;當路基填高>1.52m時,采用開挖臺階拼接,臺階分層高度≥1m,寬度≥2m,最底層臺階開挖至老路基土路肩投影位置,同時在最底層臺階設土工格柵,并在幫寬路基路床底或接近處加鋪一層土工格柵,土工格柵寬均為4m;在各級臺階開挖后,即可與拓寬部分路基同步填筑。
路堤填料宜選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料[3]。因項目位于皖北平原地區,砂礫料匱乏,且項目借方量大,如全部采用碎石、砂礫等粗粒料填筑,工程造價較高。本次設計遵循因地制宜、就地取材的原則,對幫寬部位采用灰土填筑,同時壓實度提高1%,壓實度按重型壓實標準執行,保證壓實均勻;同時應注意壓實前后順序,還需時常檢查壓實路基的含水率。根據該地區同類型項目建設經驗,經適當摻灰改良處治后,在不顯著增加造價的前提下,既能滿足路基強度和穩定性的要求,又減小填土弱膨脹性的影響。
在舊路幫寬施工過程中,施工單位應嚴格按國家相關施工技術規范、標準及設計文件進行施工,現場監理應重點監督檢查如基底處理、挖臺階處理是否到位,分層壓實度檢測是否達標等關鍵工序和關鍵指標,及時糾正不良的工藝操作,絕不允許不合格的工序轉序,確保道路施工質量。
路基拼接施工期間,應對老路路面邊部,老路邊坡平臺、坡腳等較固定位置設置觀測樁進行沉降穩定觀測,同時加強現場人員巡視,發現異常情況及時上報處理,若遇到突然暴雨惡劣氣候,需對路堤進行臨時遮擋與排水措施,防止雨水沖刷、積水浸泡路堤邊坡。
總而言之,在公路升級改造中,為提高公路改造升級中舊路路基幫寬處理的有效性,應該結合具體項目特點,進行針對性的設計,并通過科學合理的施工組織設計,嚴格的監督檢查制度,保障公路施工的整體質量。通常狀況下,在公路改造升級中舊路路基幫寬的處理應該根據沿線地質特點,進行路基基底的處理、臺階開挖拼接處理、選擇填筑材料并控制壓實標準、現場的監督管理、沉降觀測等,實現公路升級改造,以實現公路施工的有效性。