高速公路改擴建工程關鍵技術研究

王巖

【摘要】高速公路屬于城市之間重要的交通樞紐之一，經濟保持高速發展的背景下，高速公路建設規模與總里程也不斷再創新高，促使高速公路建設的綜合技術水平獲得快速提高，實現交通運輸結構體系的系統優化，對緩解交通運輸壓力發揮著關鍵性的影響和作用，同樣有效推動中國經濟發展以及社會發展進步。高速公路建設過程中，早期階段由于經濟發展、資金等方面因素所形成的制約影響，高速公路建設期間，多以雙向四車道為統一標準，而經濟發展的持續增速，社會交通運輸量的爆發式增長，早期修建完成的高速公路已經接近或是超出設計年限，部分高速公路則存在著超期限服役的情況。

與此同時，由于各類病害問題的快速出現，也對交通安全產生嚴重影響，運輸箱效率以及服務水平明顯降低，亟須對高速公路進行改擴建，確保高速公路可以符合正常安全使用標準。鑒于此，高速公路改擴建也成為公路建設行業所關注的焦點，成為高速公路建設良好發展的重要保障。此外，高速公路改擴建工程，應當基于高速公路具體情況，對關鍵技術做到充分了解掌握，為改擴建工程提供關鍵技術保障?；诖?，本文對高速公路改擴建工程關鍵技術進行分析探討。

【關鍵詞】高速公路;改擴建工程;關鍵技術;研究

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.07.036

引言：

交通運輸行業的快速發展，交通需求快速增加，交通總量呈現出爆發式增長，對高速公路發展產生有效的促進作用。早期建設完成的高速公路，由于經濟發展、資金等方面因素所形成的影響，高速公路建設標準并不高，以至于難以有效滿足當前經濟發展與交通運輸的基本需求，有必要對高速公路進行改擴建。針對高速公路改擴建工程，同新建工程存在明顯區別，平、縱線型需做出準確合理調整，并對新舊路拼接加以重點關注，同樣需合理解決交通組織等有關問題。如此，無疑使高速公路改擴建的難度進一步提高，施工表現出明顯的復雜性特點。鑒于此，務必對關鍵技術做到充分了解和深入分析，為高速公路改擴建工程提供技術保障。

1、路基加寬技術

1.1路基臨時排水

由于強對流天氣所產生的影響，可能引起短時間強降雨，勢必對改擴建工程造成嚴重的額影響損壞、所以，路基施工前，務必對臨時排水設施加以重點考慮，并采取合理設置，如急流槽、截水溝與盲溝以及排水溝等。除此之外，針對挖方段路基，以分層方式為主，完成開挖處理。施工過程中，同兩端作業面進行對比，中部作業面高度需保持時刻最高，以防出現低洼積水坑的情況。所以，沿縱向方向為主，以此臨時排水溝作出合理設置。施工期間，臨時排水設置上，同永久排水應當保持結合，并與路基保持同步。

1.2老路基開挖

改擴建路堤施工期間，斜坡位置或是舊路拓寬，應以階梯形為主，為分層搭接提供基礎保障。原路基邊坡，以1∶0.5進行挖出，挖成臺階，深度控制在80cm，臺階中心底面向路中心橫坡3%，臺階挖至與底面保持平齊，如圖1。以新填土方為主，縱向劃分成若干段，開展施工期間，同樣需存在階梯，使分層能夠形成搭接，并采取壓力處理?；陔A梯搭接以及分層壓實，確保新老路基能夠形成緊密結合，使路堤穩定性得以有效提高。

1.3路基沉降

早期修建完成的高速公路，路基由于自然沉降以及上部荷載形成的作用影響，發生明顯固結，同原路堤保持緊密結合，共同形成剛體。如果以兩側加寬方式為主，新建路基自重，對原路基勢必會造成一定的影響，具體以偏荷載作用為主，會造成不均勻沉降的情況出現。針對沉降量以及偏荷載作用，同舊路基的實際距離存在直接聯系，距離保持較近的情況下，影響也更加嚴重。如果兩側同時對稱拓寬，則沉降量方面，會以盆形分布方式為主。針對舊路基中心，對應最小沉降量，加寬之后的斷面心垂線位置，則對應最大沉降量，并向路堤角呈現出減小的趨勢。新舊路基沉降曲線，詳見圖2。為避免路基發生不均勻沉降問題，新舊路基拼接時，路基地面之下，臺階頂面位置，可選用單向鋼塑復合土工格柵，并完成合理鋪設，以防新舊路基提前不均勻沉降，詳見圖3。

基于工程概況，新填路基部分，填料需合理選擇，以砂礫土或是碎石土等為主，保證強度足夠。新路基施工期間，通過沖擊碾壓，并結合強夯方式，使路基壓實度可以得到有效提高，壓實度標準上，應超出規范標準范圍1-2%。

針對路基部分，填料合理選擇，會對路基穩定性產生重要影響作用。同時，針對加寬路基，經過特殊處理之后，可有效防范新老路基不均勻沉降問題。除此之外，有效壓實處理，以銜接部分為主，對此采取壓實處理，促使新老路基穩定性可以得到有效提高，避免發生開裂的問題。所以，新舊路基拼接，詳見圖4。

2、路面工程

盡量以原路面為基礎，有關改擴建新路面，應當符合嚴格標準，對原路面采取科學的彎沉檢測，基于彎沉值為標準，對原路面作出相應的補強設計。針對彎沉檢測，為達到嚴格標準，對原路面全部挖除，最終以新建或是補強方式為主。拼接部分新建路面，則以瀝青混凝土為主。與此同時，重視路面抗裂新技術以及新工藝等，對此采取合理選用，如加筋抗裂材料，不但具有良好的穩定性以及強度，模量相對較高，促使瀝青混合料所具有的承載力以及抗裂性獲得顯著提高。所以，應重視對原道路資源的合理利用，對路面材料再生技術等加以科學應用。

2.1路面病害原因分析

（1）橫向裂縫

高速公路發生的主要病害是橫向裂縫，裂縫的存在將直接影響車輛的舒適性和安全性，導致跳車現象，水泥穩定碎石是最重要的基礎材料，受自然環境的影響，橫向裂縫主要是由溫度收縮引起的。

（2）不平整

高速公路上下平整存在很多問題，主要是由于瀝青混合料拌和面變形嚴重，包括車輛荷載和道路路線引起的變形。

2.2擴建路面設計原則

（1）分車道設計新建路面結構

通過對改擴建后交通運行情況的分析，中小型車輛主要在中央隔離帶向兩側的雙向軌道上行駛，車速非?？?。該部分設計為輕型軌道;外部車道主要由重型車輛行駛，車輛非常緩慢且重型，改擴建車道8車道運行狀態后，現有道路結構設計為輕載車道，新鋪路面設計為重載車道，需根據交通運行情況重新設計。

（2）原有路面病害處治

由于原有路面持續時間長，病害也很嚴重，主要分為表層病害和基層病害，表層主要病害有裂縫、水溝、凹坑等，基層病害主要指結構的倒塌，改擴建工程主要利用原有道路，各種病害發生后需采取處理措施，將病害現場從原道路上拆除，經適當處理后，按新建道路的施工要求進行施工移動，原路面基本構件已嚴重損壞，必須拆除重建。

（3）路面結構拼接

如果對舊路面進行加固，以充分提高原地基的強度，保證新老路面的路基強度基本一致，則應將現有路面的硬路肩和地路肩拆除。新車道必須符合新路面的行駛要求。實踐中，既有路面的標高應調整到30cm的要求，還需要結合實際情況做好玻璃纖維格柵的設置，設置長度為2m。

3、橋梁結構物加寬技術

同路基拼接技術進行對比，橋梁拼接所對應的標準也更加嚴格，難度有所提高?；谄唇臃绞綖橹鹘ǔ傻臉蛄?，務必對多方面因素采取綜合全面考慮，如砼收縮徐變、基礎材料選用、地基不均勻沉降以及整體結構受力等。

3.1結構受力分析

基于技術、經濟等分析對比，并以新荷載標準完成科學驗算，對舊橋采取科學系統的嚴格準確評估，承載力標符合拓寬改建之后的荷載標準，方可對原橋梁予以保留，位于兩側或是一側位置，對新橋梁采取有效拼接，以此完成拓寬改建。針對新舊主梁拼接，施工完成后，有可能引起新舊主梁以及拓寬橋梁新舊部分連接面出現承載力降低的情況。橋梁拼接后，為充分保障安全性以及穩定性，拓寬之后橋梁主體，需對主梁以及新舊主梁連接面受力情況加以重點關注和綜合考慮。而針對拓寬之后原有橋梁，對其主梁荷載橫向分布所具有的變化規律，以及主梁剛度與間距等方面因素，對荷載橫向分布所形成的作用影響采取科學分析。

3.2地基不均勻沉降

針對新舊橋梁地基，由于沉降方面存在相應的差異，有關新舊主梁與連接界面部分，會受到相應的影響，施工期間，務必對不均勻沉降量采取準確仔細觀察測量，樁基基底部分，則需對沉淀土厚度做出嚴格準確控制。新橋施工過程中，橋面澆筑結束之后，應當對新橋所產生的沉降量采取科學準確測定，以此完成橋梁拼接施工。如果沉降量測定數值相對過大，需對具體原因做出科學分析。拼接施工結束之后，濕接縫符合強度標準，則需對新橋所出現的沉降采取重新觀察測量，尤其是拼接部位，需讀是否發生開裂等問題采取嚴格仔細檢查。

3.3砼收縮徐變

砼收縮徐變現象，會導新舊梁板產生相應的變位差。拼接之后新梁部分，由于收縮現象，導致新舊梁出現彎曲變形的情況。因梁板收縮應力影響，引起砼徐變與應力出現重新分布的情況，若形成的應力明顯超出砼抗拉強度標準的情況下，主梁板則會出現橫向開裂等情況。除此之外，舊梁會對新梁收縮產生有效的限制作用，拼接縫位置形成剪應力，所形成剪應力若是超出鋼筋砼所具有的抗剪強度標準，接縫處則會出現縱向開裂等情況。鑒于此，橋梁拼接期間，對齡期各不相同的砼，需對收縮徐變效應作出科學準確分析，采取合理有效控制?；诖?，新橋部分，砼現澆層施工全部結束之后，通過自然沉降作用，以及30-50d范圍的砼收縮徐變，再完成拼接處濕接縫施工。

3.4基礎材料選用

當前，工程方面，梁板用材料的選擇上，多以復合硅酸鹽水泥為主，對混合料摻入比例作出合理控制，砼施工能夠保證良好的和易性，后期強度提高速度較快，水化熱相對較低，均具有良好的經濟性與實用性。不過，早期強度相對較低，且耐久性也存在一定的不足，在干燥、嚴寒等地區，或是大面積施工，又或是對抗滲、強度等方面存在嚴格標準，則不適宜選用該材料?；诳茖W試驗，以復摻材料比例的合理控制，以此對是否滿足特性工程標準作出具體明確。橋梁拼接期間，需盡量選用并為之橋梁結構功能，對工程規模做出合理控制，盡可能降低對交通所產生的影響，所以，可以箱梁拼接方式為主，詳見圖5。

4、交通安全保障體系

高速公路改擴建工程，以原有高速公路為基礎，高速公路保持正常運行，且交通量相對較大，施工作業區域，可能引起擁擠或是堵塞等情況的發生，道路通行能力表現出明顯的降低，同樣有可能造成交通事故的出現，所以，施工作業區域，安全問題也成為備受關注的焦點。改擴建施工期間，如果預防和避免交通安全事故的出現，保證施工作業區域具有良好的安全性，也成為改擴建施工需重點解決的關鍵問題?；诟咚俟犯臄U建工程為主，施工區域范圍內，以道路特性與車輛運行特性、駕駛人員特性為主，根據引起交通安全事故的關鍵因素，改擴建施工期間，務必制定科學可行的安全保障體系，詳見圖6，以此為改擴建施工提供安全可靠保障。

結語：

社會經濟與城市建設的快速發展，為充分滿足發展形勢和需要，高速公路改擴建成為高速公路建設所關注的焦點。同新建工程存在區別，基于改擴建工程具體情況分析，設計標準、規范等方面還需采取進一步的科學優化完善，有關人員務必積極深入探索與實踐總結。高速公路改擴建工程建設階段，應當對關鍵技術加以充分了解和深入分析，為改擴建工程提供技術保障，以此推進高速公路良好發展。

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