公路路基加寬施工中的土工格柵加筋優化技術應用

劉璽章

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050001）

路基加寬是道路改擴建工程中的重要工序之一，但新老路基不均勻沉降一直是目前路基加寬工程中最難解決的問題。土工格柵加筋優化作為目前應用最廣泛的技術之一，可有效均衡新老路基土體應力，提升路基加寬施工質量。本文結合實際工程，對土工格柵加筋優化技術參數、施工技術決策等方面進行研究，并對加寬后的路基沉降量、壓實度進行了評價。

一、工程概況

該工程為某高速公路實際改擴建工程中重要路段之一，所經路段地勢平坦，全長4km，起訖樁號為K11+000～K15+000，道路設計標準為雙向六車道，原有道路單幅路面為12m，經土工格柵加筋擴建后達到18m，擴寬方式為雙側擴寬。路基加寬施工為塑料土工格柵+底層土工格柵+上層土工格柵。

二、工程實踐

（一）土工格柵加筋優化技術參數

1、彈性模量與沉降量。

彈性模量是決定土工格柵加筋優化質量的重要影響因素之一，在公路路基加寬施工中，處于最佳彈性模量的土工格柵會使新老路基沉降量達到最小。為優化土工格柵加筋技術參數，本文選取0.1GPa、0.5GPa、1GPa、1.5GPa和2Gpa五個彈性模量參考值，分別測定路基表面最大沉降量，以確定新老路基沉降指標達到最優時的彈性模量，其加寬路基沉降量隨土工格柵彈性模量變化關系如表1所示。

表1 加寬路基沉降量與土工格柵彈性模量關系表

由上述數據可知，土工格柵彈性模量從0.5GPa增加到1GPa，新老路基最大沉降量由0.094m到0.061m，減少了41%；而彈性模量從1GPa增加到2GPa，路基最大沉降量基本沒有變化，說明該土工格柵加筋最佳彈性模量為1GPa，彈性模量過小無法滿足路基沉降量要求，彈性模量過大既不能減少路基沉降量，還會造成土工材料的浪費。

2、彈性模量與橫坡比。

橫坡比同樣影響路基施工質量與安全，將橫坡比控制在穩定安全范圍內是保障路基強度和穩定性的重要措施。但路基的橫坡比并不是越大越好，隨著路基的不斷加寬，路基的橫坡比也會隨之不斷增加，因此必須采取相應的措施來控制橫坡比值。本文通過土工格柵彈性模量來調整路基橫坡比，其橫坡比與土工格柵彈性模量關系如表2所示。

表2 橫坡比與土工格柵彈性模量關系

由表2可知，對于新老路基，當土工格柵彈性模量從0.5GPa增加到1GPa，橫坡比也隨之降低到3.4%，且在規范范圍內，因此土工格柵最佳彈性模量為1GPa。

結合路基最大沉降量、橫坡比和經濟性等因素，該土工格柵加筋彈性模量為1GPa時，可使新老路基各項指標達到最優。具體土工格柵加筋施工參數如表3所示。

表3 土工格柵加筋施工參數

（二） 優化土工格柵加筋技術的施工決策

1、施工準備

首先對原路基進行測量、放樣，確定加寬路基用地邊緣和路堤坡腳，并對加寬路基路表高程進行復核，確定路基高程與設計圖紙是否存在差異，對存在較大出入的區域，應由設計人員和技術人員進行相應調整和完善。然后整平、壓實地面，在鋪設土工格柵加筋之前，確保原地面無松散、坑槽等病害出現。在公路路基加寬施工中，根據實際工程概況，選擇合適土工格柵材料，以減少新老路基的沉降量，從而提高路基施工質量，延長道路使用壽命。

2、鋪設加筋土工格柵

針對該路基加寬工程，本文土工格柵鋪設方式為：自坡腳到基床表層以下每隔0.6m鋪設一層塑料土工格柵；但對于新加寬路段，自坡腳到基床表層每隔1.2m鋪設一層加筋土工格柵。在鋪設加筋土工格柵之前，要確定從新加寬路基臺階內部到舊路基的設計長度，確保路基一次性鋪設完畢，且土工格柵不得扭曲，不得重疊鋪設。對于無沖刷且較為平坦開闊的路段，要先將路表雜草等處理干凈，鋪設相鄰土工格柵時要拉直平順，且采用搭接或縫接的方式將相鄰土工格柵緊密連接。

3、底層土工格柵鋪設

土工格柵鋪設于底層時，首先埋置木樁以標示路基鋪設范圍，在下承層沿縱向進行鋪設。連接相鄰土工格柵時，使用縫接法時采用高強聚丙烯材料；使用搭接法時以“U”形釘固定格柵，且搭接寬度不得小于20m。填筑土方時，運輸車卸料高度盡量控制在1m以下，以方便推土機、整平機的整形工作，且土方松鋪厚度應控制在35cm左右。

4、上層土工格柵鋪設施工

在底層施工完成且路表平整度、壓實度等均滿足設計要求后，方可進行上層土工格柵的施工，上層土工格柵鋪設、連接方式與底層施工相同，但要根據填土層頂面寬度調整土工格柵面積。

為確保土工格柵加筋技術應用于公路路基加寬施工的質量能夠滿足預期要求，在上層土方填筑、碾壓完成后，需根據設計標準和工程要求，檢查和驗收土工格柵的施工質量，其土工格柵的質量驗收標準如表4所示。

5、施工質量檢驗及養護

表4 土工格柵施工質量驗收標準

在施工完成后，及時對路基進行養護，盡量避免路基受到太陽暴曬，養護時間一般不得小于28d，且在養護期間應對車輛進行嚴格管制，施工車輛行駛速度不得大于40km/h。

三、 質量檢測

為評價公路路基加寬施工中土工格柵加筋優化技術應用的效果，根據《公路工程路基路面現場檢測規程》（JTG E60-2008）要求，分別對路基沉降量和壓實度進行檢測分析。

（一）沉降量觀測

根據《公路工程路基路面現場檢測規程》（JTG E60-2008）要求，分別測定路基第3、6、12和18月的沉降量，檢測結果如表5所示。

表5 路基沉降量觀測數據統計表

由表5數據和路面調查結果可知，一年后新老路基沉降量基本穩定在120mm左右，且新老路基結合區域無開裂或不均勻沉降的現象出現，說明該土工格柵加筋優化技術的應用，可有效提高公路路基加寬施工質量。

（二）壓實度檢測

根據《公路工程質量檢驗評價標準》（JTG E80/1-2004）要求，測定土工格柵鋪設完成后路基壓實度，具體檢測數據如表6所示。

由表6可知，土工格柵加筋優化后公路路基壓實度平均值為97.91%，滿足規范不小于96%的要求，說明公路路基加寬施工中土工格柵加筋技術的應用，可優化施工質量，保證新老路基施工完成后壓實質量滿足規范要求。

表6 公路加寬路基壓實度檢測匯總表

四、結語

土工格柵加筋優化技術不僅可以擴大路基加寬土體內摩擦角，還可以提升路基承載能力，解決新老路基沉降問題。本文從土工格柵加筋技術參數、施工技術決策等方面優化路基加寬施工質量，并對施工完成后路基沉降量、壓實度進行評價。結果表明：土工格柵加筋優化技術應用于公路路基加寬施工后，可有效提高加寬路基施工質量，減少新老路基沉降量。