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摘要：随着我国经济的快速发展，上世纪八九十年代修建的高速公路因设计标准低，已无法满足现有的交通量及载重量，这推动了一大批高速公路的改扩建。路基作为公路的主要承重部分，在改扩建公路中路基的拼接质量水平，对扩建公路的耐久性起到至关重要的作用。文章以广东省佛开南高速公路扩建项目路基拼接施工为例，对施工工艺流程、工艺特点、质量控制要点等方面进行论述，可为以后类似的改扩建工程提供宝贵的经验。
关键词：改扩建；高速公路；路基拼接
前期建设的高速公路大部分存在设计标准低，同时随着我国经济的快速发展，各区域间交通运输流通频繁，现有车流量已远超设计流量，高速公路堵车成为常态，各省市对干线高速公路进行扩能改建已成为必然选择。高速公路的改扩建与新建高速最大的区别在于路基的整体性，新建公路路基是断面全宽一次性分层填筑压实整体稳定性好，改扩建公路存在扩建路基与旧路基因地基沉降和路基本身密实程度不一致，极易在新旧路基拼接处产生纵向裂缝，严重将导致扩建路基的失稳和滑移，危及行车安全。文章结合佛开南高速改扩建的相关设计、施工经验，探索研究高速公路扩建拼接关键技术的应用。
1工程概况
广东省佛开南高速公路改扩建工程采用两侧扩宽方式，在原高速公路两侧各加宽8.75m，由现有双向4车道扩建为双向8车道，路基加宽至42m，设计速度为120km/h，扩宽路基典型结构断面如图1所示。
2高速公路改扩建路基拼接关键技术应用
2.1施工准备
施工准备阶段主要进行控制点复测、测量放线、管线拆迁、场地清表、基底压实、设置临时排水沟、软基处理水泥搅拌桩配比试验、PHC管桩厂家考察选定、土工格栅进场试验检测、取土场选定等。
2.2软基处理
软土地基处理需同时满足填筑路基稳定性要求和工后沉降要求。稳定性要求容易实现，但软土地基沉降引起的变形控制难度较大，同时扩建路基与老路基本身软基的处理时间差异，新旧路基间不可避免有差异沉降。减少新旧路基间的差异沉降，是扩建工程的关键控制要点。根据软土地基的埋深、软体性质、填土高度等，综合考虑选用换填石渣、水泥搅拌桩、静压管桩三种地基处理方案，具体处理原则如下：（1）当淤泥、淤泥质土层层底埋深h≤3m时，采用换填石渣处理。（2）当淤泥、淤泥质土层层底埋深3m≤h≤10m时，应根据软土性质、填土高度等情况，采用双向水泥搅拌桩或管桩复合地基方案。（3）当淤泥、淤泥质土层层底埋深h≥10m，采用管桩复合地基方案。为减少软基处理区段路基工后沉降，对水泥搅拌桩、静压管桩处理的软土地基区段，软基处理完成并经检测合格后，路基分层填筑压实至路床顶，并在路床顶填筑2.2m厚预压土方，堆载预压时间≥3个月，并按照每50m埋设沉降和位移观测点，用于监测路基填筑和堆载预压期路基的沉降和位移，路基拼接施工期加扩路基沉降速率应＜2mm/d，预压卸载前连续2个月沉降速率应＜3mm/月。
2.3路基拼接
路基拼接施工顺序：路基边坡清除包边土→挖台阶→分层填筑→逐层压实→分级液压压实补强→铺设双向土工格栅→分层填筑→逐层压实……（1）清除包边土。旧路基清除包边土主要是为了清除旧路基边坡的植被、树根、草根、腐殖土、松软土等，确保拼接面旧路基土体的强度。本项目综合考虑按照等坡度法清除包边土，清除厚度按照80cm控制。（2）台阶开挖。旧路基边坡台阶开挖的作用：增加路基拼接部位的抗剪能力，减少扩建路基的滑动破坏；加强与旧路基的连接，为土工织物提供有效锚固长度。基于台阶开挖的作用，根据旧路基填筑材料的性质及利于机械化施工，台阶开挖分为小台机和大台阶。小台阶方式（台阶宽0.3m，高0.2m），因台阶面小不利于机械化流水施工，经济性较差，不利于土工格栅的锚固且扩建路基易产生滑动破坏，较少使用，仅适用于台阶开挖过程中容易失稳的老路基。大台阶方式（台阶宽1m，高0.6m以上），在已经改造完的改扩建工程中沪宁、合宁及广清高速公路路基加宽的开挖方式均采用这一方式。采用大台阶开挖时，台阶向内倾斜2%～4%，可为新旧路基拼接提供最大程度的结合面，土工格栅锚固性能好，新旧路基拼接效果最佳，利于台阶的开挖和压实，便于机械化流水作业。但对于自稳定性差的路基（如砂性土路基），需慎重采用大台阶开挖法。本项目旧路基边坡台阶开挖高度1m，对于1∶1.5坡率边坡台阶宽度1.5m，对于1∶1.2坡率边坡台阶宽度1.2m，路基拼接质量较好，施工过程中未发生旧路基边坡滑塌现象。（3）扩建路基填筑控制。为减少新旧路基间的路基填料本身的差异性沉降，需尽量保证扩建路基与旧路基有相同或者相近的性能，扩建路基填料应优先选择与旧路基相同性质的填料，若无法实现填料不一致，则应选用填筑性能良好砂性土、碎石土。规范路基分层填筑，严格落实画方格网上土，松铺厚度控制30cm内，压实前检测路基填料的含水率，确保在最佳含水率的±2%以内，对含水率不满足要求采取翻晒或者洒水拌合的方式调整含水率，采用平地机精平，压路机由外侧向内侧分层压实，重点加强拼接台阶位置的压实。（4）提高路基压实度。原佛开高速公路上路床压实度要求≥95%，旧路堤运行多年，由于路面荷载反复作用，路基沉降基本稳定，路基的密实性和弹性模量得到显著提升，新填路堤必然有一定的压缩，为减小新旧路基间的不均匀沉降以及新填路堤自身的沉降，因此新填路基压实度需比原有路基的压实度标准高。在本项目中上路堤、下路堤压实度相比施工规范提高1%。（5）路基补强压实。在扩宽路基达到要求的压实度基础上在基底及基底以上每隔2m填土高度采用液压式压路机压实5遍，液压式压路机最大夯击势能30kJ，夯点净距50cm，以消除填方路堤本身的压缩变形，减小新旧路基差异沉降和增强路堤的整体稳定性，扩散应力的作用，以提高路基的压实度，通过对新填筑路基采用液压式压路机压实前后对比，路基压实度平均可提高1%，压实影响深度基本能达到2m。（6）土工格栅在加宽路基结构中的应用。土工格栅具有质量轻、整体连续性好、抗拉强度较高、抗微生物侵蚀好、加筋作用强、施工方便等优点，较多的用于高填方路基和软基区段。旧路改扩建中充分利用其优点，扩建路基中每填高2m用液压式压路机补强压实后，在路基填筑面上铺设1层双向土工格栅，并将土工格栅伸入旧路基台阶根部，用打设土钉（Φ16mm钢筋）的形式加强格栅与老路的连接，土工格栅的外侧预留1m宽，在上层土填筑完成完后土工格栅折回反包压实，可更好地发挥土工格栅协调变形的能力，减少新旧路基的不均匀沉降和扩建路基的侧向位移，加速新旧路基的整体性的形成。
3质量控制要点
（1）严格落实材料进场验收、检测制度，从源头上把好质量关。（2）清淤换填需将软土层挖除，直至硬土层，严格控制石渣分层填筑厚度≤50cm，用沉降差法控制回填石渣的压实度，并水袋法检测验证压实度。（3）水泥搅拌桩施工严格水泥浆的水灰比、喷浆压力、钻杆下沉和提升速度、电机档位、单桩水泥浆用量、桩长、进入持力层电流值等，每天核查水泥搅拌桩完成数量和水泥用量，并安排专人旁站和视频监控的方式等多种途径控制水泥搅拌桩施工质量。（4）静压管桩需严格把控终压值，确保单桩承载力满足要求，接桩时采用二氧化碳气体保护焊，焊缝饱满无焊渣。（5）旧路基边坡挖除包边土的厚度≥80cm，严控台阶开挖的高度≤100cm，重点对台阶面进行压实。（6）严格控制分层填筑松铺厚度≤30cm，碾压时含水率在最佳含水率的±2%范围内，按照规范检测频率逐层检测路基填筑压实度。（7）严格落实路基每填高2m进行液压式压路机压实补强和铺设双向土工格栅，控制土工格栅搭接宽度。（8）软基段路基施工至交工面时，采取超载堆土2.2m厚预压≥3个月的措施，进一步消除软土地基的工后沉降。（9）路基拼接施工尽量避开雨季施工，同时做好施工期间的路基排水，尤其是路基拼接部位不得出现积水影响路基拼接质量。
4结束语
目前本项目路基施工已全部结束，通过采用清淤换填、双向水泥搅拌桩、静压管桩等方式进行软基处理，采用清除路基包边土、开挖台阶、在台阶面增设土工格栅等进行路基拼接，以及气泡轻质土在扩建路基的成功运用，新旧路基之间衔接良好，拼接位置路面无纵向开裂现象，各项验收指标符合规范要求，该路基拼接技术的成功运用可为其他类似改扩建项目部提供一定的借鉴作用。
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作者:李旭 李钢 单位:中交一航局第一工程有限公司