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摘要：随着我国公路事业的发展，公路拼接施工将会越来越普遍。本文介绍的施工方法可为同类型公路扩建施工提供参考。
关键词：路堤拼接；施工
某公路扩建工程采用路基两侧直接拼接加宽，将原来的车道对称扩建为8车道，在路基两侧各加宽8．25m施工期间确保原沪宁高速公路正常通车和运营，施工难度大，交通组织复杂。施工中结合老路的不同填料，采取不同的拼接技术，保证拼接质量和老路堤的稳定。
1普通路堤拼接施工
1．1设置形式
(1)一般路段为了减少路基拼接的差异沉降路床顶面以下20cm处设置l层土工格栅，老路肩下的路床采用石灰土加固处理(石灰土掺2％水泥振压)；在地表以上20cm再设置l层土工格栅，共层2土工格栅。如图l(A型)所示。
(2)路基计算总沉降量大于l0cm但又不属于软土路段的，在地表及地表以上20cm设置2层土工格栅，共3层土工格栅。如图1(B型)所示。
图1路堤拼接设计
1．2路堤拼接
选择具有代表性的施工段作为施工试验段，以确定压实机具的组合、最佳含水量、松铺厚度、碾压遍数、施工工艺等。拼接路堤施工采用多点分段平行流水施工法，确保在计划工期内完成路基拼接。
拼接路堤的台阶是保证路堤拼接质量的重要条件，台阶开挖的技术要求如下：
(1)对于一般填土路堤，老路边坡先拆除坡面排水及防护并挖除30cm厚耕植土，再开挖台阶，台阶一般按宽度100cm控制；底部应满足土工格栅的设置需要，台阶宽度调整为150cm宽；
(2)台阶立面机械开挖时预留l0cm，用人工修整，台阶向内设2％的横向坡度；
(3)台阶自下而上随填土进度逐层开挖，开挖一阶及时填筑一阶，暴露台阶时间一般不超过3～4d；
(4)台阶内侧重型压路机碾压不到的接缝部位，采用小型振动夯机夯压密实；
(5)台阶最上层土和新路堤同时翻松20cm掺灰拌和，与新路堤同步整平压实；
(6)超高段的台阶开挖，为调坡需要，在96区以下(即路床底面以下部分)逐渐调平，路床底面为水平坡，然后形成超高。
1．3土工格栅施工
(1)铺设土工格栅的土层表面要平整，清除碎块石等坚硬凸出物；距土工格栅8cm以内的路基填料应保证其最大粒径不大于6cm。
(2)单向土工格栅在铺设时，将格栅受力方向垂直于路堤轴线方向。
(3)土工格栅搭接要牢固，在受力方向连接处的强度不低于材料设计抗拉强度。相邻两幅土工格栅的搭接宽度不小于20cm，搭接部位用延伸率较小的尼龙绳呈“之”形穿绑，上下2层错开搭接。
(4)土工格栅防止有褶皱，人工拉紧并采用U型插钉将土工格栅固定于填土层表面，间距1.0m
(5)土工格栅铺筑后及时填土(暴露时间不超过48h)，格栅上的第一层填土采用轻型推土机或前置式装载机逐段推进。一切车辆、施工机械沿路基的轴线方向行驶，禁止直接在格栅上行驶。
(6)土工格栅上铺筑石灰土时，采用场外拌和法施工。
1．4石灰土施工
扩建工程中石灰土的施工较多，2次掺灰的石灰土施工工艺流程如下：
土场按比例掺灰(控制总量的40％)→闷料(掺生石灰粉闷料时间一般在2～3d；掺消石灰闷料时间在1～2d)→挖掘机翻拌1～2次→运料至现场→平整稳压→按比例洒余下的消石灰(采取划格或层厚控制灰剂量)→旋耕机翻拌1～2次→平整稳压→路拌机翻拌一次→随机检查含水量和粗颗粒含量(粒径2～5em<10％)→平整碾压达到规定层位压实度要求→视情况洒水养生、报验。
2特殊路基的拼接施工
2．1水泥搅拌桩处理拼接路堤
水泥搅拌桩处理软土地基适用于以下情况：(1)软土层厚度在3～10m的路段；(2)软基厚度不大、填方高度较低的桥头路堤；(3)小型构造物基础承载力不足，反开槽施工土方量大的地段。水泥搅拌桩处理软土地基立面见图2。
在软土层厚度大于10m的路段推荐采用PTC管桩或钻孔桩处理，这里不再详述。
图2水泥搅拌桩处理软土地基立面
2．2粉煤灰路堤的拼接
该扩建工程部分段落采用粉煤灰作为路基填料。以HN—F2标为例(图3)，有关施工技术控制要点如下：
(1)为提高粘土边坡保护层与粉煤灰边坡的稳定性，将相接面筑成台阶状，台阶底面内倾2％，包边粘土塑性指数大于6.0。
图3粉煤灰路堤拼接示意
(2)为防止地下水渗入和及时排除地表水，路基底部设置砂垫层；在土质护坡中设置6cm×2cm塑料排水盲沟，水平间距5.0m，垂直间距1.5m，坡面上呈梅花型交叉布置，塑料排水盲沟四周采用透水土工布包裹以防粉煤灰流失。
(3)在粉煤灰路堤的路床顶标高以下30cm范围内采用二灰对其进行封顶。消石灰:粉煤灰=1：9，最大干密度1.082 g/cm3，最佳含水量28.6％。
(4)粉煤灰路堤的碾压采用重型振动压路机碾压，每层压实厚度不大于30cm，压实度满足设计要求。
(5)粉煤灰填筑路段分别在二灰填料底及第一、二级台阶底部铺设单向土工格栅，采用TGD80，主应力方向抗拉强度≥I80kN／m，对应延伸率≤10％。
2．3 EPS轻型路基填筑材料的施工
2．3．1基底与排水处理
路堤施工前，对路堤范围内原地面按要求进行处理，保证基底面的标高和尺寸符合设计要求，基底面以下的压实度达到90％。
台阶开挖时，首先清除地基上的杂草和防护，再沿旧路边坡开挖台阶。由于是新老路相拼接，原老路边坡将从原防护作用转换为路基承载作用，需对台阶处的原老路基填土进行力学性能检验，必要时进行相应处理。
为了变形过渡，确保新老路基良好衔接，在基底面、台阶与EPS块体接触部位，设中粗砂或砂砾垫层，并进行充分碾压。
施工前，截断流向路堤作业区的所有水源，并充分设置临时排水设施，确保施工期间的排水。尽力避免地下水位上升，保证地下水位在EPS施工基面以下。
2．3．2施工基面
EPS块体铺设在施工基面上，施工基面最低可设置在地下水位以上50cm。施工基面由中粗砂组成垫层，起整平和排水作用。根据基底土质条件和排水需要，可在垫层上、下界面铺设土工合成材料。
2．3．3铺筑施工
根据排版图，EPS块体自下而上逐层错缝铺设，安装首层板时将板对号入座，使其稳定，四角无翘曲。由于整体铺设质量很大程度取决于施工基面和最下层的铺设精度，因此应特别注意。检测相邻两板平整度，并量测每块板标高是否在设计标高上，其偏差不超过10m。最下层EPS块体与施工基面和土基之间，板的两端60cm处安装“L”型φ8钢筋销钉2支，销钉插入底基深度不小于20cm，这样板不易前后左右移动。EPS板与板的缝隙不超过20mm，高低错台控制在10mm以内。当块体间产生缝隙或高低错台时，用干砂填满，不平的地方表面用细砂找平。
2．3．4上混凝土板施工
EPS上混凝土板的施工严格按照设计文件要求以及混凝土施工规范进行。混凝土采用泵送或手推车运送，铺浇后用插人式及表面振动器捣密实后抹平。混凝土如设施工缝，其缝宽一般为10mm，采用沥青浸透的杉木板设置，钢筋网片连续不断开。混凝土板设横缝，间隔一般為10m，采用锯缝的假缝形式，并用沥青聚胺脂灌缝。
当钢筋混凝土板强度达到满足路面施工要求的强度时，在其上进行路面结构层的施工。
2．3．5坡面防护
EPS轻质路堤可采用覆土或设置挡墙作为永久防护措施。用于覆盖EPS块体的土层厚度为2m，护坡覆土必须得到充分碾压。土质护坡摊铺厚度保证削坡后的净宽满足设计要求。
本扩建工程先导试验段的防护形式，采用挂板型挡墙形式，如图4所示。
图4 EPS坡面的挂板防护形式
2．3．6应用情况
EPS块体的大小可根据需要进行生产。它的体积密度约为(0.018—0.04)×103kg／m3，约为普通土的1／50—1／70，属于超轻质材料。EPS的吸水量极小，脱热性能和耐水性能都很好，具有一定的强度。抗压强度为100—300kPa，通常路基所受上覆路堤压力小于100kPa。
EPS用作路堤轻质填料的不利因素在于EPS的抗风化性、耐冲击性和耐化学药剂性能差，但它作为路堤填料时被埋于土中，所受紫外线的影响小，老化缓慢，因此强度劣化很小，也就克服了这些不利因素。另外，EPS不适用于在地表洪水泛滥地区作路堤轻质填料，以免地表洪水浮力将EPS路堤抬起，从而导致路堤破坏。
随着土工合成材料新品种的不断出现，其中的聚苯乙烯泡沫塑料(ExpandedPloystyrene，简称EPS)作为一种新型路基填筑材料具有很大的发展潜力。
3结构物回填
3．1普通台背回填和老路堤的拼接
结构物回填首先拆除旧桥拼接部分的耳墙，并对搭板下的脱空进行全面检查。当脱空>5cm、脱空长度>1／3搭板长度时，对脱空进行处理。浆喷机喷C20小石子混凝土，填实脱空部分。紧靠搭板拼接侧开挖台阶，台阶高度为搭板底面至上路床底面的距离。在上路床底面和顶面分别铺双向土工格栅，格栅长度为原搭板纵向长度加3m。格栅横向铺到新路堤的硬路肩中部，将新老路基上路床连成整体。
老桥搭板因桥头沉降，使新、老桥搭板标高不一致，以老桥搭板标高为准，调整新桥搭板标高，高程差由路面结构层调整。
3．2施工工艺
(1)清理现场
施工作业前先将作业面的松散土、杂物、垃圾全部清理干净，基坑边缘的松散土、垃圾等杂物也一并清除，预防在施工中渗入粉煤灰内，影响质量。回填的边坡及锥坡位置采用支立模板形成相应的几何外形。
(2)拌和
混合料采用搅拌机搅拌，先加粉煤灰，再加固化剂，最后加水拌和。搅拌前检测粉煤灰的含水量，再确定每立方米混合料中的加水量，控制混合料的含水量在35％一40％之内。
(3)振捣
拌和好的混合料，按已经测量好的控制桩进行摊铺，每层厚度控制在40cm以内，边铺边振捣。由于粉煤灰的特性，不能采用点插式振捣，只能采用拖振。拖振时每棒间距应控制在30cm以内，振捣后的表面应无松散、泛浆、平整。
(4)强度控制
施工中严格控制配合比、水灰比和振捣，注意排水，每天每班次留7.07cmx7.07cmx7.07cm的立方体试块3组，在标养条件下，7d强度大于0.3MPa。
(5)养护
混合料浇筑结束后，及时回填覆盖，如不能及时回填覆盖，采用地膜和草帘覆盖，专人洒水养护。
冬季施工时必须有可靠的防冻措施，温度低于5-8℃时停止施工。
4结语
高速公路扩建中有效控制新老路堤的差异沉降是保证扩建工程质量的关键。老路堤经过多年运营后沉降基本稳定，为此，需要着重控制好新路堤的沉降。在沪宁高速公路扩建工程中控制新路堤沉降措施主要有：(1)减轻所填筑路堤重量，使地基所承受的上覆路堤荷载减小，进而可减小地基的压缩变形量，使新路堤沉降量减小；(2)对路堤下的地基进行加固处理改善地基条件；(3)提高路基压实度等级通过1年多的运行，扩建路面没有出现纵向裂缝，这说明该整个路堤拼接工艺是成功的。
注：文章內所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：路堤拼接；施工
某公路扩建工程采用路基两侧直接拼接加宽，将原来的车道对称扩建为8车道，在路基两侧各加宽8．25m施工期间确保原沪宁高速公路正常通车和运营，施工难度大，交通组织复杂。施工中结合老路的不同填料，采取不同的拼接技术，保证拼接质量和老路堤的稳定。
1普通路堤拼接施工
1．1设置形式
(1)一般路段为了减少路基拼接的差异沉降路床顶面以下20cm处设置l层土工格栅，老路肩下的路床采用石灰土加固处理(石灰土掺2％水泥振压)；在地表以上20cm再设置l层土工格栅，共层2土工格栅。如图l(A型)所示。
(2)路基计算总沉降量大于l0cm但又不属于软土路段的，在地表及地表以上20cm设置2层土工格栅，共3层土工格栅。如图1(B型)所示。
图1路堤拼接设计
1．2路堤拼接
选择具有代表性的施工段作为施工试验段，以确定压实机具的组合、最佳含水量、松铺厚度、碾压遍数、施工工艺等。拼接路堤施工采用多点分段平行流水施工法，确保在计划工期内完成路基拼接。
拼接路堤的台阶是保证路堤拼接质量的重要条件，台阶开挖的技术要求如下：
(1)对于一般填土路堤，老路边坡先拆除坡面排水及防护并挖除30cm厚耕植土，再开挖台阶，台阶一般按宽度100cm控制；底部应满足土工格栅的设置需要，台阶宽度调整为150cm宽；
(2)台阶立面机械开挖时预留l0cm，用人工修整，台阶向内设2％的横向坡度；
(3)台阶自下而上随填土进度逐层开挖，开挖一阶及时填筑一阶，暴露台阶时间一般不超过3～4d；
(4)台阶内侧重型压路机碾压不到的接缝部位，采用小型振动夯机夯压密实；
(5)台阶最上层土和新路堤同时翻松20cm掺灰拌和，与新路堤同步整平压实；
(6)超高段的台阶开挖，为调坡需要，在96区以下(即路床底面以下部分)逐渐调平，路床底面为水平坡，然后形成超高。
1．3土工格栅施工
(1)铺设土工格栅的土层表面要平整，清除碎块石等坚硬凸出物；距土工格栅8cm以内的路基填料应保证其最大粒径不大于6cm。
(2)单向土工格栅在铺设时，将格栅受力方向垂直于路堤轴线方向。
(3)土工格栅搭接要牢固，在受力方向连接处的强度不低于材料设计抗拉强度。相邻两幅土工格栅的搭接宽度不小于20cm，搭接部位用延伸率较小的尼龙绳呈“之”形穿绑，上下2层错开搭接。
(4)土工格栅防止有褶皱，人工拉紧并采用U型插钉将土工格栅固定于填土层表面，间距1.0m
(5)土工格栅铺筑后及时填土(暴露时间不超过48h)，格栅上的第一层填土采用轻型推土机或前置式装载机逐段推进。一切车辆、施工机械沿路基的轴线方向行驶，禁止直接在格栅上行驶。
(6)土工格栅上铺筑石灰土时，采用场外拌和法施工。
1．4石灰土施工
扩建工程中石灰土的施工较多，2次掺灰的石灰土施工工艺流程如下：
土场按比例掺灰(控制总量的40％)→闷料(掺生石灰粉闷料时间一般在2～3d；掺消石灰闷料时间在1～2d)→挖掘机翻拌1～2次→运料至现场→平整稳压→按比例洒余下的消石灰(采取划格或层厚控制灰剂量)→旋耕机翻拌1～2次→平整稳压→路拌机翻拌一次→随机检查含水量和粗颗粒含量(粒径2～5em<10％)→平整碾压达到规定层位压实度要求→视情况洒水养生、报验。
2特殊路基的拼接施工
2．1水泥搅拌桩处理拼接路堤
水泥搅拌桩处理软土地基适用于以下情况：(1)软土层厚度在3～10m的路段；(2)软基厚度不大、填方高度较低的桥头路堤；(3)小型构造物基础承载力不足，反开槽施工土方量大的地段。水泥搅拌桩处理软土地基立面见图2。
在软土层厚度大于10m的路段推荐采用PTC管桩或钻孔桩处理，这里不再详述。
图2水泥搅拌桩处理软土地基立面
2．2粉煤灰路堤的拼接
该扩建工程部分段落采用粉煤灰作为路基填料。以HN—F2标为例(图3)，有关施工技术控制要点如下：
(1)为提高粘土边坡保护层与粉煤灰边坡的稳定性，将相接面筑成台阶状，台阶底面内倾2％，包边粘土塑性指数大于6.0。
图3粉煤灰路堤拼接示意
(2)为防止地下水渗入和及时排除地表水，路基底部设置砂垫层；在土质护坡中设置6cm×2cm塑料排水盲沟，水平间距5.0m，垂直间距1.5m，坡面上呈梅花型交叉布置，塑料排水盲沟四周采用透水土工布包裹以防粉煤灰流失。
(3)在粉煤灰路堤的路床顶标高以下30cm范围内采用二灰对其进行封顶。消石灰:粉煤灰=1：9，最大干密度1.082 g/cm3，最佳含水量28.6％。
(4)粉煤灰路堤的碾压采用重型振动压路机碾压，每层压实厚度不大于30cm，压实度满足设计要求。
(5)粉煤灰填筑路段分别在二灰填料底及第一、二级台阶底部铺设单向土工格栅，采用TGD80，主应力方向抗拉强度≥I80kN／m，对应延伸率≤10％。
2．3 EPS轻型路基填筑材料的施工
2．3．1基底与排水处理
路堤施工前，对路堤范围内原地面按要求进行处理，保证基底面的标高和尺寸符合设计要求，基底面以下的压实度达到90％。
台阶开挖时，首先清除地基上的杂草和防护，再沿旧路边坡开挖台阶。由于是新老路相拼接，原老路边坡将从原防护作用转换为路基承载作用，需对台阶处的原老路基填土进行力学性能检验，必要时进行相应处理。
为了变形过渡，确保新老路基良好衔接，在基底面、台阶与EPS块体接触部位，设中粗砂或砂砾垫层，并进行充分碾压。
施工前，截断流向路堤作业区的所有水源，并充分设置临时排水设施，确保施工期间的排水。尽力避免地下水位上升，保证地下水位在EPS施工基面以下。
2．3．2施工基面
EPS块体铺设在施工基面上，施工基面最低可设置在地下水位以上50cm。施工基面由中粗砂组成垫层，起整平和排水作用。根据基底土质条件和排水需要，可在垫层上、下界面铺设土工合成材料。
2．3．3铺筑施工
根据排版图，EPS块体自下而上逐层错缝铺设，安装首层板时将板对号入座，使其稳定，四角无翘曲。由于整体铺设质量很大程度取决于施工基面和最下层的铺设精度，因此应特别注意。检测相邻两板平整度，并量测每块板标高是否在设计标高上，其偏差不超过10m。最下层EPS块体与施工基面和土基之间，板的两端60cm处安装“L”型φ8钢筋销钉2支，销钉插入底基深度不小于20cm，这样板不易前后左右移动。EPS板与板的缝隙不超过20mm，高低错台控制在10mm以内。当块体间产生缝隙或高低错台时，用干砂填满，不平的地方表面用细砂找平。
2．3．4上混凝土板施工
EPS上混凝土板的施工严格按照设计文件要求以及混凝土施工规范进行。混凝土采用泵送或手推车运送，铺浇后用插人式及表面振动器捣密实后抹平。混凝土如设施工缝，其缝宽一般为10mm，采用沥青浸透的杉木板设置，钢筋网片连续不断开。混凝土板设横缝，间隔一般為10m，采用锯缝的假缝形式，并用沥青聚胺脂灌缝。
当钢筋混凝土板强度达到满足路面施工要求的强度时，在其上进行路面结构层的施工。
2．3．5坡面防护
EPS轻质路堤可采用覆土或设置挡墙作为永久防护措施。用于覆盖EPS块体的土层厚度为2m，护坡覆土必须得到充分碾压。土质护坡摊铺厚度保证削坡后的净宽满足设计要求。
本扩建工程先导试验段的防护形式，采用挂板型挡墙形式，如图4所示。
图4 EPS坡面的挂板防护形式
2．3．6应用情况
EPS块体的大小可根据需要进行生产。它的体积密度约为(0.018—0.04)×103kg／m3，约为普通土的1／50—1／70，属于超轻质材料。EPS的吸水量极小，脱热性能和耐水性能都很好，具有一定的强度。抗压强度为100—300kPa，通常路基所受上覆路堤压力小于100kPa。
EPS用作路堤轻质填料的不利因素在于EPS的抗风化性、耐冲击性和耐化学药剂性能差，但它作为路堤填料时被埋于土中，所受紫外线的影响小，老化缓慢，因此强度劣化很小，也就克服了这些不利因素。另外，EPS不适用于在地表洪水泛滥地区作路堤轻质填料，以免地表洪水浮力将EPS路堤抬起，从而导致路堤破坏。
随着土工合成材料新品种的不断出现，其中的聚苯乙烯泡沫塑料(ExpandedPloystyrene，简称EPS)作为一种新型路基填筑材料具有很大的发展潜力。
3结构物回填
3．1普通台背回填和老路堤的拼接
结构物回填首先拆除旧桥拼接部分的耳墙，并对搭板下的脱空进行全面检查。当脱空>5cm、脱空长度>1／3搭板长度时，对脱空进行处理。浆喷机喷C20小石子混凝土，填实脱空部分。紧靠搭板拼接侧开挖台阶，台阶高度为搭板底面至上路床底面的距离。在上路床底面和顶面分别铺双向土工格栅，格栅长度为原搭板纵向长度加3m。格栅横向铺到新路堤的硬路肩中部，将新老路基上路床连成整体。
老桥搭板因桥头沉降，使新、老桥搭板标高不一致，以老桥搭板标高为准，调整新桥搭板标高，高程差由路面结构层调整。
3．2施工工艺
(1)清理现场
施工作业前先将作业面的松散土、杂物、垃圾全部清理干净，基坑边缘的松散土、垃圾等杂物也一并清除，预防在施工中渗入粉煤灰内，影响质量。回填的边坡及锥坡位置采用支立模板形成相应的几何外形。
(2)拌和
混合料采用搅拌机搅拌，先加粉煤灰，再加固化剂，最后加水拌和。搅拌前检测粉煤灰的含水量，再确定每立方米混合料中的加水量，控制混合料的含水量在35％一40％之内。
(3)振捣
拌和好的混合料，按已经测量好的控制桩进行摊铺，每层厚度控制在40cm以内，边铺边振捣。由于粉煤灰的特性，不能采用点插式振捣，只能采用拖振。拖振时每棒间距应控制在30cm以内，振捣后的表面应无松散、泛浆、平整。
(4)强度控制
施工中严格控制配合比、水灰比和振捣，注意排水，每天每班次留7.07cmx7.07cmx7.07cm的立方体试块3组，在标养条件下，7d强度大于0.3MPa。
(5)养护
混合料浇筑结束后，及时回填覆盖，如不能及时回填覆盖，采用地膜和草帘覆盖，专人洒水养护。
冬季施工时必须有可靠的防冻措施，温度低于5-8℃时停止施工。
4结语
高速公路扩建中有效控制新老路堤的差异沉降是保证扩建工程质量的关键。老路堤经过多年运营后沉降基本稳定，为此，需要着重控制好新路堤的沉降。在沪宁高速公路扩建工程中控制新路堤沉降措施主要有：(1)减轻所填筑路堤重量，使地基所承受的上覆路堤荷载减小，进而可减小地基的压缩变形量，使新路堤沉降量减小；(2)对路堤下的地基进行加固处理改善地基条件；(3)提高路基压实度等级通过1年多的运行，扩建路面没有出现纵向裂缝，这说明该整个路堤拼接工艺是成功的。
注：文章內所有公式及图表请以PDF形式查看。