浙江上三线天台段高速公路路基拓宽新老路基搭接施工技术探讨

　　摘要:随着交通事业的飞速发展，现已有很多高速公路不能满足当前车辆行驶的需要，必须进行拓宽处理增加道路通行能力，新老路堤拓宽、路面衔接已成为高速公路建设中的一个重要研究课题。该文通过介绍浙江上三高速公路天台段原10KM开放式一级路加宽处理为全封闭高速公路的具体施工经验，对高速公路路基拓宽新老路基搭接施工技术进行了探讨。
　　关键词:高速公路;路基拓宽;新老路基;搭接;施工技术
　　
　　高速公路新老路基搭接部位由于施工时间差异、沉降差异、不同地质条件下地基承载力差异等，可能会引起搭接部位出现裂缝、破损、错台、行车不舒适等现象，造成高速公路行车不安全。
　　浙江上三高速公路天台段原开放式一级路全长10km，现改扩建为全封闭高速公路，路基宽度24m，设计行车速度100km/h。本文主要对该段拓宽改建工程的新老路基搭接施工技术进行探讨。
　　1工程地质概况
　　1.1路堤以下地质情况
　　该路段地貌单元属淮河一、二级阶地，场地土层主要为第四纪冲积物、湖积物、淤积物。地质剖面自上而下为:
　　（1)素填土:灰黄色，可塑性粘土，压缩模量Es=3~6MPa，承载力标准值人fk=80~140kPa。
　　（2)粉质粘土/亚粘土:灰黄色为主，可塑、结构性差，属新近沉积冲积层。压缩模量Es=4~8MPa，承载力标准值fk=90~160kPa。
　　（3)淤泥质粘土/粉土:灰黑色沉积层，底部有冲积的砂卵石，中等偏高的高压缩性，平均压缩模量Es=1.5MPa，承载力标准值fk=40kPa。
　　(4)可塑粘土:杂黄色，中更新统粘性土，压缩模量Es=5~10MPa，承载力标准值fk=130~180kPa，土层厚度为1.0~6.0m。
　　(5)粘土:黄色为主的硬塑状态，含铁锰结构，属中偏低压缩性，压缩模量Es=8~12MPa，承载力标准值fk=160~240kPa，土层厚度为2.0~8.0m。
　　1.2路堤土质情况
　　由于该路段地形复杂，多为填方区，当填土高度大于4m，大多数路面已出现不同程度开裂，特别是填土高度大于8m时路面开裂尤为严重，经对老路路基填土钻探，结果为:
　　(1)老路路基填土:含水量为w=20%~25%，无侧限抗压强度R=0.1~0.8MPa(路肩钻探岩芯试验结果)。
　　(2)地基与路堤间软土层:含水量为w=25%~4000，无侧限抗压强度R=0.01~0.2MPa(路肩钻探岩芯试验结果)。
　　(3)老路基拓宽侧边坡填土:清除表层20cm后取样试验，旱田、路堑处老路堤(95,93区)含水量为w=20.9%~22.2%，水塘、水田处老路堤(95区)含水量为w=27.2%~44.4%，水塘、水田处老路堤(90区)含水量为w=26.6%~45.4%。
　　(4)老路基左侧边坡填土:清除表层20cm后取样试验，老路堤含水量为w=26.0%~30.4%。
　　2施工设计与处理措施
　　路基土的沉降是指土在荷载的作用下，通过土的颗粒相互挤压，排除土颗粒空隙间的空气，使土的体积变小和土颗粒之间有效应力增大，造成土颗粒的压缩而引起的地基的沉降。对高速公路路基，可分为两部分:①地基在路基及车辆荷载作用下固结沉陷，荷载愈大沉降愈多，而且这种固结需要足够长的时间。地基情况不同，沉降时间也不一样;②路堤本身自重的压缩。路基完成后，在载荷作用下路堤产生二次压缩变形。
　　施工图设计为对已建成填方的边坡，路基衔接时应清除原地表植物根系及腐殖质土30cm，新老路堤结合处挖横向宽不小于2m、深不小于1m的台阶进行填筑，为控制已建路基和新建路基的不均匀变形，保证路基的工程质量，每层台阶均按设计要求铺设土工格栅。
　　3路堤开挖与新老路基搭接处理
　　3.1新老路基加宽处理方法
　　根据老路堤填土高度和所对应出现的病害情况，对新老路基加宽采用以下方式处理。
　　路堤填筑高度为6~8m，所对应的老路面没有出现病害路段，直接开挖台阶处理。其方案为从油面边缘算起留下1.5m宽度，按照1:0.2的坡度一次性切除4~6m高，在行车道新路基边缘向下开挖高度1m，宽度2m的二级台阶到原地面。
　　开挖路基边坡台阶时，对原地面清表，根据地质情况，对存在不良地质路段进行处理，若老路基边坡经开挖后存在软基，按对应路段新路基处理方式进行软基处理。经处理地基承载力满足要求后，填筑新路堤。不良地质路段处治方案有两种:
　　(1)浅层处理
　　坑塘、洼地及水沟，填高大于1m的湿软水稻田路段，清除浅层软土、泥碳土、软塑、流塑状土层及植物根系，采用荷兰轻型动力触探仪进行触探:无软土层，按设计要求直接进行垫层施工;有软土层，确定软土深度，清除软土层，直至满足触探要求后，根据当地原材料量的分布情况，换填砂砾(砂)、山皮石、片石(石渣)或碎石等渗水性材料至原地面标高后，铺60cm厚的砂砾(砂)或片石碾压平整，中间铺土工格栅。
　　(2)深层处理
　　施工图设计是在高填土路段、桥头填土段、涵洞通道基底采用深层搅拌桩进行软弱地基处理。但是，由于地质结构比较复杂，存在地表硬层和深层硬层夹层，钻机无法钻进，一些路段用深层搅拌桩施工无法成桩。因此，变更设计为振冲(沉管)碎石桩。开挖老路边坡台阶，要求每一级台阶的宽度)2m，并向内倾斜3%。开挖台阶时应做好防护，首先在开挖的边坡上铺一层防水塑料膜，其次对台背回填材料为砂砾(中粗砂)、碎石等部位进行防护，防止搭板下形成空洞，确保路基稳定。开挖台阶应根据路堤填筑高度，保证下面二级台阶宽度，最上层老路基边坡采用直接切除。台阶竖直方向一般按照1:0.2的坡度开挖，便于分层填土的压实。填土应根据当地土质及路基填筑材料的情况分层填筑并达到以下压实度控制标准，路床((0~80cm)压实度要求达到96%，上路堤(80~150cm)压实度要求达到95%，下路堤压实度要求达到93%。开挖台阶搭接处理如图1所示。
　　
　　图1开挖台阶及土工格栅埋设示意图（单位：mm）
　　3.2铺设土木工格栅
　　(1)格栅采用双向土工格栅，技术指标应满足抗拉强度双向不小于25kN/m，延伸率不大于12%。铺设土工格栅的路基表面应平整，表面严禁有碎石、片石等坚硬凸出物;在距土工格栅10cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于5cm。
　　(2)格栅铺设时应人工拉紧，不允许出现褶皱。
　　(3)土工格栅的搭接宽度应不小于20cm，搭接部分采用聚乙烯塑料绳呈“之”字形穿排绑扎，用U形钉把土工格栅锚固紧。土工格栅铺设后应及时填筑路堤材料，以避免其长时间直接暴晒，一般情况下，格栅铺筑后，放置时间不要超过24h。
　　(4)土工格栅上的第1层填料摊铺宜采用小吨位推土机或装载机。一切施工车辆、机械只允许在老路面上或便道上行驶。格栅一端紧靠老路路堤，另一端埋至距新路基边坡50cm处(图1)。
　　4开挖与台阶一次性切除搭接处理
　　4.1台阶一次性切挖处理
　　路堤填筑高度小于6m，采取一次性切除老路基边坡处理。具体边坡切除方案为:
　　(1)当路基高度在2m以内时，从老路基油面边缘算起留下0.25m宽度，按照1:0.2的坡度一次性切除。
　　(2)路基高度为2~4m时，从老路基油面边缘算起留下0.75m宽度，按照1:0.2的坡度一次性切除。
　　（3)路基高度为4~6m时，从老路基油面边缘算起留下1.25m宽度，按照1:0.2的坡度一次性切除。
　　一次性切除老路基路基边坡，对新路基原地面清表后，根据地质情况，对存在不良地质路段进行处理;若老路基边坡经开挖后存在软基，按对应路段新路基处理方式进行软基处理。开挖台阶搭接方案有:
　　(1)老路面没有出现病害的路段边坡切除后，直接进行路堤施工。
　　（2)老路面已出现病害的路段边坡切除后，铺设土工格栅，再进行路堤施工。
　　根据老路面病害情况，确定搭接方案，按设计要求进行路堤施工，见图2所示。
　　
　　注：①H-路基填筑高度；L-距老路基油面边缘宽度；
　　②老路面出现病害的路段边坡切除后，应铺设土工格栅
　　图2直接切除示意图（单位：m）
　　4.2挖方和零填路段切挖处理
　　对于挖方和零填路段，若土质符合要求，按施工径设计对路床进行50cm的8%灰土处理。对软基足段，变更设计为用透水性材料(如开山石渣、碎石渣、行砾等)换填到路槽顶面标高。
　　5结语
　　上三高速公路通过选择以上几种搭接方案进行角工，已圆满完成10km加宽的施工任务，新逮路基搭接良好，全线已于2002年12月6日正式通车运营。
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