[分享]高速公路改扩建的施工技术研究

发表于2018-09-17     513人浏览     1人跟帖     总热度:194  

【摘要】对于进行公路新建施工来说,改扩建节原有的高速公路可以节约占地,而且,由于早期修建的高速公路,经过发展已变得相当复杂,很多还是经济发达地区的交通干线。因此,高速公路通过改扩建来进一步提高其通行能力变得势在必行。高速公路的改扩建工程对于我国未来的交通和经济发展意义重大,目前还没有形成相应的设计及施工技术规范,所以对高速公路改扩建项目的研究,具有重要的实用价值。 

  


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  近年来我国各地区交通流量快速增长,城市及周边的交通压力越来越大。道路拥挤不堪,道路原本具备的功能及服务水准逐渐降低,且不少路段事故频发,种种迹象表明,现有道路状况已不能满足社会发展的需要。除此之外,许多建成不久的高速公路也出现了通行能力差、服务水平低的现象,急需进行改扩建。兴建公路是一件耗费资源的事情,相对于新建公路来说,如果可以通过加宽旧路路基进而充分提高到的使用功能来说是一件好事。 

1、我国高速公路改扩建的现状

  当前,我国的高速公路建设工程正以前所未有的规模和速度展开,与此同时,改扩建工程也逐渐成为高速公路建设的一大重点工程。尤其是上世纪八九十年代建成的高速公路,由于经历了经济的快速发展,以及交通流量的高速增长,服务水平已显著下降,交通事故也逐渐增加。现有双向 4 车道已不能适应交通量继续增长的需要,不得不进行拓宽改造。我国最早开工的高速公路扩建工程是沈大高速公路,2002 年 5 月开工,而首条完成的高速公路加宽扩建工程是广佛高速公路加宽工程,从 1997 年 10 月开工,到 1999 年 12 月完工。紧接着我国进行了多条高速公路扩建工程的建设。 

  1.1旧路加宽常见技术处理措施 

  高等级公路改扩建时重点要解决的问题是:新旧路基间的不均匀沉降以及新建加宽路基的塑性累积变形对路面结构的影响;新旧路基间的刚度差异对路面结构会产生严重的影响。所以,在进行旧路改扩建工程的实施之前,首先要进行施工方案的可行性研究。常见的工程技术措施如下: 

  1.1.1基底处理。新建路基的沉降量中,原地面的沉降占比相对较大,特别是软土地基路段,沉降问题愈加严重。目前经常使用的处理方法有:塑料排水板法。原理很简单,就是使用排水板把地下水引出,使土体固结,从而可以加速地基的沉降。以粉喷桩为代表的复合式地基的处理方法,其原理是通过复合式地基增加地基承载力防止地基的沉降; 

  1.1.2增加新建路基的压实度。为降低路基本身的沉降,施工过程中可通过使用大吨位的振动型压路机,或者冲击式压路机对土体进行碾压,通过增加碾压频率来减少土体原有的孔隙率,从而增加其压实度。其次可选择粗颗粒的材料作为路基的填料。 

  1.1.3新旧路基的连接处通过挖台阶、分层碾压并铺设其他辅助材料等措施以提高扩建路基的整体性。实践表明,土工格栅在加筋后在旧路加宽中能起到明显的作用,具有操简单、节约成本等特点。 

  1.1.4 使新建路基充分固结沉降。在施工过程中,需要等路基整体稳定后再铺筑路面。具体可使用超载预压的压实方法,对新建路基加载预压三到六个月的时间,从而加速新建路基的固结和沉降。另外也可以等路基完成后进行交通管制,使路基得到充分的碾压,然后再铺筑路面层。 

  1.1.5设置封层。设置封层就可以通过防渗层有效减少地表水对地基的侵蚀和浸泡。 

2、高速公路改扩建存在的问题

  经过旧路改扩建工程后,一般会在新旧路基交界位置产生纵向裂纹,这种现象主要是由于原有路基已沉降多年,基本出于一种稳态,但是相对来说新建路基沉降的时间较短,这样在新旧路基的连接地带势必会出现不均匀沉降。这种不均匀的沉降常常会使路面结构层中的附加应力超过材料的抗拉强度,进而产生纵向裂纹,致使路面遭到破坏。例如,水泥混凝土面板在压力的作用下会产生断裂,而沥青混凝土的路面会产生反射裂纹,这样,地表水就很容易透过裂缝进入到路基内部,进而对路基形成破坏作用,致使道路病害增多,同时也会缩短公路的使用寿命。与此同时,这种现象也使得公路不能满足汽车的行驶需要,甚至还可能增加汽车的燃油消耗,提高运输成本与运输时间,进而降低了整体的社会经济效益。所以,目前怎样采取措施解决新旧路基连接位置的不均匀沉降问题,是我们必须面临的首要问题。 

3、施工项目的经验总结

  国内典型的道路改扩建项目有很多。这些改扩建施工工程对于提高原来的道路等级,同时改善路网的运行结构具有很高的实用价值。在进行旧路加宽工程的先行方案设计时,需要对多种方案进行平行比选,这样总体来分析各种方案的优缺点,同时也要严格分析各方案当中关于地基沉降、路基静载压缩变形等原因导致的路基不均匀沉降问题,以及路基表面的不均匀变形,详细地总结并分析原因,进而采取可靠有效的综合办法进行处理。 

  一般情况下,在旧路加宽的施工项目中,加宽后路堤的质量如何在很大程度上决定了扩建后的道路其使用寿命的情况。在道路扩建工程施工完成后,在开放交通流量的一段时间内,观察新旧路基连接的位置,尤其是在软土地基位置的新旧路基连接处,因为固结程度的不同,一般会造成新旧路基之间出现较大的不均匀沉降,后来通过拓宽建设的路基就会因下沉或滑移,在路面的结合位置形成反射裂纹,严重的甚至会造成道路的破坏,进而影响改建后道路的正常使用。 

  路基加宽的方式有多种,常用的一般是双侧加宽和单侧加宽方式。使用双侧加宽的方法时,新旧路基的中心线基本会在原来的位置。这种双侧加宽法的优点是,道路在加宽以后,原有道路的基层会被最大程度的利用;而不足之处是新旧路基之间的整体性较差,难以结合紧密,进而会形成了两个新旧路基间的连接面。在使用单侧加宽的方法时,新旧路基的中心线不会处在同一位置,这种加宽方法的缺点内在于,新建的加宽部分路基,其强度很难保证与旧路基的相同。但是,这种加宽方法施工起来相对比较容易,且能够保证质量。无论采用什么样的路基加宽方法,都要保证新旧路基的连接位置可以完美结合,最大程度地减少新旧路基的不均匀沉降概率。如果结合不好,路基的加宽部分就有可能发生下沉或滑移,导致路面变形开裂。 

  在实践过程中,对于合理减少新旧路基的不均匀沉降已经积累了一部分经验。例如,在沈大高速公路的改扩建工程中,由于当时部分路段处在软土地基上,在路基施工中,发现已经有软土地基发生了沉降,部分路段的沉降甚至已经完成。而新建的加宽路堤的沉降尚未开始。在加宽施工完成后,新旧路基的沉降速率和预想的一样,二者明显不同,这就表明通车后新旧路基要产生不均匀的沉降。所以,在工程施工中应依据软土地基路基加宽后可能出现的问题,从控制软土地基沉降来入手,针对软土地基和新旧路基结合部位进行重点处理,从而提出比较合理的地基处理方案和路基加宽方案。 

结束语

  高速公路的使用情况伴随着时代的进步和经济的发展,已逐渐呈现出难以满足现有交通流量的趋势。对于这一现状,进行道路改扩建使比较经济和现实的处理办法。在实际的施工操作中要余下你对将要进行改扩建的道路情况进行勘察,设计详细可靠的施工方案,在施工过程中要严格按照方案进行施工,最大程度地避免或减少新旧道路先接触的不均匀沉降或道路开裂问题,切实解决道路通行问题。 


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