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摘要:近年来,高速公路交通量快速增长,很多高速公路已经达到饱和,逐渐不堪重负。为此,部分高速公路管理部门开始认识到拓宽改造的必要性,相继开展了拓宽改造建设。在这一形势下,作为拓宽改造施工重要环节的路基拼接成为相关人员关注的焦点问题,有必要进行深入分析与探索。
关键词:高速公路;拓宽工程;路基拼接;施工技术;应用
1路基拼接方式的选择
1.1单侧拼接
单侧拼接的方式,主要是在原有路基的基础上进行调整,施工难度相对较大,在施工中需要对原有中央分隔带进行处理,因此工程量较大,新旧路基的强度难以保持一致。
1.2单侧平面分离
这种方式主要是将原有的公路作为半幅路基,运用完全分离的方式,或以隔离带隔离的方式,选择一侧进行另一半的路基建设,在建设中,可以根据改扩建的需求,对新建路基的纵面进行调整,包括单侧平面分离加宽、纵分离加宽。单侧分离形式下,不需要对改扩建高速公路的断面形式进行调整。
1.3两侧拼接
两侧拼接加宽的形式,主要适用于道路扩建不需要调整的情况下,能有效降低施工的成本,也有利于交通组织正常运行,但这种方式应用中施工难度相对较大,存在净空不足的问题。
1.4两侧分离
两侧拼接加宽形式的应用中,会出现施工交通组织、拼接技术处理问题,施工中对施工条件有严格的要求,因此,两侧分离的方式不能应用于特殊的路段,一般是在原有的4个车道基础上,向两侧加宽2个车道,形成8个车道。根据具体的施工情况,需要对两侧分离路基纵面进行调整。
2高速公路拓宽工程中路基拼接施工技术应用探讨
2.1软基处理
新建路基在施工完成后产生的沉降往往占据很大的比重,尤其是软基段落。对此,针对软基段,要在掌握地质资料的基础上,采用利于加速地基固结沉降的方法,最大限度地减少施工沉降。目前常用的处理方式包括:①浅层换填,适用于软基层较浅的情况;②排水固结需要很长的时间;③复合地基,虽然施工比较复杂,但工期较短且最为有效。
以某工程为例进行分析,设计桩号K183+300—K216+400,全长33.149km,原路基宽度26.0m,改扩建后加宽至42.0m,正常路段两侧各加宽8m。在对软基段进行综合处理时,以不同段落对应的路堤高度为依据,结合地质条件和水文地质条件,采用不同方法相结合的措施进行综合处理,其方案内容包括:采用石渣进行浅层处理;铺设砂砾层、塑料排水板与土工布;采用粉喷桩与石渣换填。
一般路堤段的处理方案以浅层石渣处理为主,处理的线路长度相对较大;对沟塘路堤段,其处理方案以综合处理为主,如排水板联合预压等;对于其他路段,如厚度较大的软土段和高填方段,均以粉喷桩方案为主。具体的施工方法为:
(1)将路基范围内所有草皮和表土都清除干净,注意要将植物的根部挖除,并将淤泥污水疏干,之后对软基实施处理。
(2)对40cm厚的石渣,应一次性完成铺筑,施工中使用的石渣应满足以下指标:粒径不超过20cm,压碎值不超过20MPa。而对于70cm厚的石渣,应分成两层进行铺筑,其施工需按照以下程序进行:首先进行粗平静压,然后进行振压,最后进行精平。质量检验的标准为石渣整体外观达到紧密,没有松散和轮迹,进行二次碾压时表面没有明显的标高变化。
(3)在施工粉喷桩和石渣段之前,应先用推土机对场地进行平整,在推土机无法到达的部位,可通过铺设山皮土来整平,再准确测量和放出各桩的具体位置,然后撒白灰做好标记,据此使用钻机进行打桩。
(4)在排水板与砂砾层施工中,排水板的设置利用插板机进行,根据事前确定的位置来插板。如果要加铺土工布,则土工布的铺设必须达到平整,没有褶皱,保持60cm的搭接宽度,而对于伸出的长度,以可回折至第二层顶面为准控制。
2.2填料控制
拓宽通常是在保持现状交通条件下进行的,旧路还要在拓宽中承担一定交通,尽管会进行分流,但实际交通量依然很大,并且还有很多的重载车辆,对工期的要求很高。为保证工程质量,可采用吨位较大的振动压路机或冲击压路机来持续碾压土体,以此降低土体的孔隙率,保证路基整体压实度,避免路基产生太大的沉降。此外,也可以通过填筑具有良好CBR值的填料来改善路基实际状况。对路堤高度很大和原地基实际承载力较低的段落,可通过轻质填料的填筑来减少路基自重,降低土基受到的荷载。
仍以上述工程为例进行分析,为有效减少差异沉降,新填路基段设计采用了高强度填料,如山皮土、碎石土与砂砾土,需要注意的是,从原路基中直接开挖出的腐殖土及黏土,均不允许在新填段中使用。
2.3结合部碾压
在路基压实施工中,主要使用两种形式,分别为一般碾压方式与冲击碾压。在确认路基的实际含水量达到最佳含水量范围后,按照从路基的外缘到内缘的方向逐层碾压,先用普通压路机连续碾压,在碾压完4层以后,改用冲击压路机进行冲击碾压,一般冲击碾压的遍数要达到10遍以上,而对于结合部位还应再多冲击碾压10遍。通过对这两种方式的充分结合,能够有效消除一般碾压过程中产生的薄弱环节,使新、旧路基两部分形成一个整体,实现减少沉降的根本目标。
为进一步加强新、旧路基之间的结合,保证路基整体性,对老路基的边坡,可通过开挖多层台阶进行衔接。对结合处的碾压必须充分到位,在大型压路机不能到达的部位,应由人工使用小型机具将其压实,保证加宽处所有部位的实际压实度都能达到要求。
在开挖台阶的过程中,利用推土机在路基的底面对原路基的边坡进行开挖,台阶的高度和宽度分别为80cm、150cm,台阶的底面要向路中心倾斜,以利于台阶表面的排水。另外,台阶开挖还需要和路基的填筑施工保持同步。如果台阶的侧面产生松散与塌落的现象,应降低台阶规格,比如将台阶的高度降低至30cm,将宽度减少至45cm。
2.4结合部处理
在路基施工过程中,可在衔接段的台阶部位或直接在路基的顶面增设一道土工格栅,以此提高两者的黏结力,避免产生不均匀沉降与侧向位移等现象,确保新、旧路基能够形成一个稳定的整体。
为了避免新、旧路基之间的衔接处产生拉裂及不均匀沉降,对填高超过3m的部分,可以在路堤顶面的下部设置土工格栅,该工程共设置两层,之间的间隔距离为60cm。由于土工格栅的铺设对路基平整度具有很高的要求,对此,必须对与土工格栅接触的土层的平整度进行严格控制,确保土工格栅铺设能够顺利完成。在实际的铺设过程中,将完成裁剪且经检验合格的土工格栅以顺风向叠层铺设,铺设平整后用U形钉将其钉在路基中,确保土工格栅达到稳定。完成对土工格栅的平铺后,除了不能用干密度相对较小的材料,也不能使用含有很多粒料的材料,如山皮土和石渣。
结束语
综上所述,经济社会建设和发展,社会各领域的交通运输需求不断增加,高速公路拓宽工程也在加快进行。在实际的施工中,要做好施工科学设计,采取科学的施工方法,重视路基施工的质量控制,逐步改善高速公路路基的性能,提升其承载力,以确保路基的安全性和稳定性,促进我国高速公路的长远发展。
参考文献:
[1]崔登云,李金星,赵秀娟,等.新老路基轻质土拼接拓宽施工的关键技术[J].筑路机械与施工机械化,2019(8):92-96.
[2]康笠.济青高速公路拓宽路基差异沉降控制模型试验对比研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019(6):56-58.