高速公路改扩建路基拼接施工工法省级工法申报资料江西省XX工程有限公司路桥华南工程有限公司中交路桥XX工程有限公司20XX年4月目录1．前言2．工法特点3．适用范围4．工艺原理5．工艺流程及操作要点6．材料与设备7．质量控制8．安全措施9．环保措施10．效益分析11．应用实例高速公路改扩建路基拼接施工工法1、前言近年来，随着我国经济的快速发展，20世纪90年代建造的主干道高速公路由于受建设时社会经济水平、技术水平和建设理念的制约，有一部分高速公路已不能满足社会经济与交通量快速增长的要求，急需拓宽改建。
相对于新建路基，老路基在改扩建时己基本或完全固结沉降到位，路基的物理力学性质有极大改变，特别是软土路基，强度明显提高，即使是还未完全固结稳定，路基土的性质也有较大的改善。
在同等荷载的作用下，相对于拓宽路基，将发生一定的沉降增量，所以新建部分路基工后沉降远大于老路基的沉降，引起路基不协调变形。
新建路基在自身荷载作用下会发生压缩变形，老路基已经通车运行一段时间，其压缩变形已经完成，而新填筑路基在施工结束后仍发生部分压缩变形。
由于新老路基存在材质、施工质量及路面结构层的差异，如果控制不严，新路基在工程荷载的作用下极易产生较大的变形。
为避免因新老路基之间不均匀沉降而导致道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害，根据既有道路状况和沿线地质条件，我们通过对路基基底处理，减少新加宽路基的工后沉降量，控制新老路基的沉降差，防止纵向裂缝的产生；通过对新老路基结合部位的处理，加强新老路基的结合强度，减轻新老路基因材质、施工质量及路面结构层的差异等所引起的病害，并形成此工法。
通过该工法的应用，取得了较好的经济效益和社会效果。
2、工法特点2.1 工艺简练，操作简单，用于处理改扩建路基效果显著；2.2 施工质量易于控制，通过相应的土工试验和测量观测等常规检测手段即可进行检测，工程技术人员容易掌握。
2.3具有施工快捷、组织合理、可广泛应用公路改扩建施工中，尤其适合于交通量大，需要快速通车的高速公路改扩建施工中。
3、适用范围适用于高等级公路、城市快速干道等路基工程改扩建施工。
4、工艺原理高速公路改扩建路基拼接施工工法，在要求施工速度快、施工质量高、沉降小的前提下，首先对需要拼接加宽的路基基底采用浅表淤泥清除换填开山石渣、地表夯击、压实的处治方法提高地基的承载力，减少新建路基的工后沉降量；然后从路基填料、压实度来控制新老路基的沉降差，防止纵向裂缝的产生；最后加铺土工格栅来加强改扩建路基拼接部位的结合强度，减轻新老路基因材质、施工质量及路面结构层的差异等所引起的病害。
5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图（详见下图）图1 高速公路改扩建路基拼接施工流程图5.2 操作要点5.2.1施工准备施工前复核导线点，三、四等水准点复测及加密。
会同监理单位进行老路复测工作，结果报予设计单位进行纵断面拟合，以此确定改扩建路基拼接施工方案。
然后审查和熟悉图纸、设计文件和施工技术规范，根据设计宽度进行测量放样。
5.2.2老路基路肩挖除1）紧急停车道交通封闭安保部门在施工前提前与交管部门联系，并于正式施工前完成交通封闭工作。
2）拔除护栏桩采用人工配合挖掘机拔除的方法，先用风镐或小型挖掘机在护栏桩底部挖坑，然后用挖掘机晃动护栏桩，最后用钢钎穿过护栏装配孔，并用钢丝绳连接到挖掘机斗齿上向上拔除。
3）挖除硬路肩采用挖掘机挖除老路硬路肩块，并直接安排运输车辆运走，严禁直接堆放到边坡上影响边坡排水的顺畅性。
5.2.3基底处理在新建路基工后沉降中地基沉降占有较大比重，特别是软土地基路段。
地质不良的软土地段应根据地质资料，采用有利于加快地基固结沉降或提高地基承载力的设计施工方案，有效减少工后沉降。
在进行软基处理时根据不同路段地质条件，一般路堤段、水塘、河沟等小范围采用浅表淤泥除后换填开山石渣、地表夯击、压实的处治方法。
具体施工方法如下：清除路基范围内的原地表草皮及表土，挖除植物余根，疏干淤泥污水，同时对原老路排水沟的浆砌片石进行拆除。
然后进行软基处理，当换填石渣厚度为40cm时，一次性铺筑。
石渣施工控制指标为粒径≤20cm，压碎值≤20MPa。
当换填石渣厚度为70cm时，分两层铺筑，施工顺序为：先粗平静压，再振压，然后精平碾压。
检验标准是石渣的外观表现紧密，当无松散、无轮迹、最后一次碾压沉降观测，当沉降量≤3mm时，则认为石渣碾压结束。
其他特殊路基地基，对于湿陷性黄土地基根据设计采取强夯方法处理，主要施工机械是强夯机。
溶洞、采空区路段，一般采用加固洞穴或回填注浆等处理方法；主要施工机械设备有地质钻机、注浆机。
5.2.4在老路基边坡上开挖台阶施工时为保证新老路基的稳定结合，在老路基边坡处应采用开挖多层台阶方式衔接，进行错台填筑施工。
在挖台阶时，使用小松PC-240挖掘机由路基底面向上开挖原路基边坡，每级台阶高80cm，宽200cm，阶底面设置向内2%—4%的坡度，且确保无积水。
开挖台阶与填筑路基同步进行。
当台阶侧面变得松散、塌落而不能直立时改为开挖小台阶，高30cm，宽45cm。
填料碾压及冲碾一定要压到台阶的根部，以保证新旧路基充分的结合为一体，从而进一步提高路基整体稳定性。
台阶的开挖要随着填料进程进行。
图2 高速公路改扩建路基拼接填筑示意图5.2.5新建路基填筑控制改扩建部分路基填料。
高速公路改扩建工程一般是在维持交通的基础上进行实施的，老路部分还需承担正常的交通。
为减少施工对高速公路交通的影响，加快施工进度、确保工程质量，可通过大吨位振动压路机、冲击式压路机来碾压土体以及增加碾压遍数来减少土体本身孔隙率，增加路基压实度，减小路基本身沉降，同时也可填筑无机结合料改良土或CBR值较好的材料如碎石土、砂砾等。
对路堤较高、原地基承载力低的路段也可考虑采用轻质路基填料（如粉煤灰）以减轻路堤自重，减少土基荷载。
为减少新旧路基的沉降差，新填路基使用掺灰剂量7%-9%改良土作为填料。
在土中掺加适量的生石灰，降低了收缩性和膨胀性，提高了土的强度和稳定性，缩短了压实时间，加快了施工进度，有效的解决了用过湿土填筑路基中质量与工期的矛盾，还可以消除日后使用中水稳定性不足的后患，保证了填土路基的压实度和工期，提高了路基的强度和水稳定性。
经生石灰处理后的过湿土路基经检测压实度、弯沉等技术指标符合规范要求。
生石灰处理过湿土优点是材料充足，治理方案简单，施工方便，造价不高，并能达到预期效果。
5.2.6提高拼接部位压实度1）一般碾压与冲击碾压相结合路基压实时，采用一般碾压和冲击碾压两种形式，局部采用液压强夯。
在路基含水量接近最佳含水量时，首先使用YZ25T压路机自路基外缘向路基内缘逐层进行碾压，待填筑至路床顶面以下150cm处时再使用25KJ冲击碾对路基全断面冲击碾压，填筑至路床顶面以下20cm处时，进行第二次路基全断面冲击碾压。
这样，两种碾压方式相结合，就消除了一般碾压时的薄弱环节，特别是增加了新老路基的整体性，达到了减少新建路基工后沉降的目的。
2）液压强夯为进一步提高路基的整体强度最大限度的减少新老结合部位的不均匀沉降等病害。
对新老路基结合部位进行液压强夯，加速路基固结。
当新建路基施工至路床顶面以下150cm 和路床顶面以下20cm 时，分别进行夯实作业。
夯实补强区域范围：新老路基结合处4.5m 宽带状范围。
4.5m 宽带状范围包括老路基1.5米，新建路基3米，利用高速液压夯实机对高速公路改扩建新建部分与原有老路基结合部位进行夯实补强，减少新路基工后沉降，尽量消除新老路基不均匀沉降带来的危害，加强新老路的结合，提高路基的整体强度和稳定性。
机架着力装置落锤不同土壤层厚处的夯实情况h i为不同落锤高度1.0处1.5处0.5处h i图3 高速液压夯实机工作原理简图5.2.7 新老路基结合部位加铺土工格栅路基施工时在新老路基间横向铺设土工格栅，以提高路基的整体性，通过对土工格栅在新旧土体结合处的联结作用，增大了土体内摩擦角，减少不均匀沉降和侧向位移，使新旧土体和土工格栅形成一个承重板体，提高了路基的整体强度和平整度，防止了反射裂缝的出现。
为防止新老路基结合部位出现纵向拉裂和发生不均匀沉降，在结合部位每1.6m 开挖台阶，设置一层土工格栅；待施工至路堤顶面以下20cm 、80cm 和150cm 处另设置1层土工格栅。
土工格栅采用双向高强合成涤纶纤维格栅，其网格尺寸为24.5mm ×24.5mm ，断裂强度径向≥80KN/m ，纬向≥50KN/m ，延伸率≤10%。
因土工格栅铺设时对路基平整度要求较高，在铺土工格栅前的一层土，必须控制填料的粒径和碾压后的平整度，以利于土工格栅的顺利铺设。
土工格栅在摊铺前尽量张紧，横向摊铺，绑扎搭接，底座边缘为间隙型搭接宽度≥15cm，锚固长度≥150cm，并采用Ｕ形钢卡钉钉入路基，使土工格栅固定。
铺设土工格栅后的铺料，既不能选用干密度偏小的材料，也不能选用粒料含量多的山皮土、石渣材料。
实践证明，填料干密度偏小，碾压困难，影响施工进度；粒料偏大，会割断土工格栅经纬，造成力学损害，影响土工格栅使用的有效性。
所以，最好选用强风化砂岩填筑。
上料后，车辆不能在铺好的土工格栅上行驶，应从一端或两侧开始上料填筑，并逐渐使填料布满土工格栅。
填料达到厚度要求后，使用平地机整平并注意防止刮出土工格栅，平整后采用先轻后重的碾压原则进行碾压，最终达到密实度要求。
并能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。
图4 土工格栅的铺设5.3 劳动力组织表1 主要工种劳动力组织表序号工种名称人数作业内容备注1 现场指挥 1 施工组织与管理2 技术人员 2 技术方案制订，技术交底、指导，及时做好各项施工记录3 质检员 1 施工过程监控、工程质量检验4 测量工 3 测量放线，路基沉降观测5 试验工 2 试验检测6、设备与材料按路基拼接施工工艺要求，选择性能好的机械设备进场，并进行机械设备的检查、验证、维修、保养，保证机械设备的正常使用。
表2 主要施工机械设备一览表7、质量标准与质量控制7.1 质量标准7.1.1 符合现行《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）、《公路路基施工技术规范》（JTG F10－2006）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1－2004）要求；7.1.2 新老路基拼接质量控制表3 路基实测项目7.2.1 对全体作业人员进行岗前质量培训，做好施工前技术交底；7.2.2在路基用地和取土坑范围内，清除地表植被、杂物、积水、淤泥和表土，处理坑塘，并按规范和设计要求对基底进行压实。
7.2.3路基填料符合规范和设计规定，经认真调查、试验后合理选用。
7.2.4严格控制地基土的含水量，避免土层冲压时形成弹簧土而无法压实，施工时若出现“弹簧”现象，可暂停施工，将“弹簧土”全部挖走，调运符合要求的新土，整平后方可继续施工。
