摘要：路基拼宽作为改扩建工程的关键环节，其施工技术直接关系到工程质量、安全及公路使用寿命。该文深入探讨了高速公路改扩建路基拼宽施工技术，分析了新旧路基拼接的主要方法，包括切割式拼接法和覆盖式拼接法，并对施工前的准备、路基拼接、拼接面层及沉降控制等关键技术要点进行了详细阐述。研究成果旨在为相关工程的施工提供一定的理论基础与参考依据。
关键词：高速公路；路基拼宽；施工技术；改扩建工程；
在改扩建工程中，路基拼宽施工质量的好坏直接关系到改建后的高速公路能否安全、顺畅地运行。新旧路基的拼接是改扩建工程中的难点和重点，由于新旧路基的材料、结构、填筑时间等存在差异，导致拼接处容易出现不均匀沉降、裂缝等病害，影响道路的使用性能和安全性。因此，全面研究新旧路基的拼接施工技术，对改扩建工程的质量和安全具有重要的现实意义。
1路基拼宽技术原理与方法
1.1拼宽技术分类与适用性
切割式拼接法通过垂直切割旧路基边坡形成连续界面，保留原路基结构完整性，适用于低填方路段或对原路基变形要求严格的区域；其工艺特点包括机械化作业效率高、界面平整度优（误差≤3cm），可减少新旧路基结合部应力集中现象。覆盖式拼接法以分层填筑方式直接覆盖旧路基边坡，无须大规模开挖，施工效率提升20%～30%，尤其适用于高填方、软基或地形起伏复杂路段，但覆盖式拼接法需通过土工格栅加筋、反压护道等措施增强整体稳定性。台阶式拼接法通过削坡形成阶梯状界面（台阶高度≤0.8m、宽度≥1.0m），结合分层填筑工艺提升新旧路基咬合效果，界面抗剪强度提高15%～25%，广泛用于填土压实度不足或沉降敏感区域。
1.2技术实施原则
新旧路基刚度匹配原则要求通过填料改良（如掺灰处理）、土工合成材料（土工格栅、土工布）铺设等方式，使拼接部位刚度与旧路基差异控制在15%以内，避免因刚度突变引发纵向裂缝。工后沉降协同控制标准需确保新旧路基差异沉降≤5mm，通过动态监测（沉降板、测斜仪）与数值模拟优化填筑速率，并采用CFG桩、轻质土置换等软基处理技术降低沉降风险。
2施工前准备与地质勘察
某高速公路改扩建工程穿越软土及丘陵地貌，原路基服役超15年，存在显著差异沉降与结构损伤。通过地质勘察发现：软土层分布深度2～8m，天然含水量40%～60%，压缩模量2～4MPa；地下水位埋深0.5～1.5m，雨季易引发路基软化。
2.1既有路基检测
针对该改扩建高速公路项目，需对既有路基进行全面检测。老路病害调查发现，原路基存在纵向裂缝（平均宽度3～5mm）、局部沉陷（最大深度12cm）及边坡滑移现象，病害主要集中在地下水富集段及填挖交界区域。通过地质雷达与探地雷达检测，进一步探明裂缝深度达1.2～1.8m，沉陷区下方存在松散填土及局部空洞。承载能力评估采用动态变形模量加州承载比（CBR）试验，结果如表1所示。
表1承载能力评估示意表
路段桩号
原路基状况
回弹模量/MPa
CBR值/%
K5+200～K6+500
裂缝密集区
28
3.2
K8+000～K9+300
沉陷区
22
2.5
K12+500～K14+000
边坡滑移段
25
2.8
2.2地基处理方案设计
软基处理技术方面，针对地下水位高、软土层厚度＞3m的段落，工程中采用CFG桩复合地基（桩径0.5m，桩间距1.8m，桩长12m）提升承载力，处理后单桩承载力≥300kPa，复合地基承载力提升至150kPa。对填方高度＞8m的段落，采用轻质土填筑（容重≤12kN/m³，掺入3%水泥固化剂），降低附加沉降并提高抗渗性。土工合成材料选型方面，结合界面抗剪强度需求，选用双向聚丙烯土工格栅（极限抗拉强度≥80kN/m，节点强度≥95%），铺设于新旧路基结合部，纵向搭接长度≥0.5m，横向满铺至坡脚；同时铺设复合土工布（渗透系数≤1×10-5cm/s）作为防渗层，有效阻隔毛细水上升。
3关键施工技术要点
3.1路基拼接工艺
针对该高速公路改扩建工程，路基拼接工艺采用台阶式拼接，需重点控制台阶开挖尺寸与界面处治技术，具体工艺参数及实施要求如表2所示。
表2工艺参数及实施要求表
技术参数
数值或工艺要求
实施依据
台阶开挖尺寸
高度≤0.8m,宽度≥1.0m
设计规范与工程实践
压实度控制
分层填筑压实度≥95%
路基验收标准
界面剂涂刷
环氧树脂界面剂，涂刷厚度1～2mm
材料性能试验
排水盲沟设置
横向盲沟间距10m,纵向盲沟坡度≥2%
排水系统设计
（1）台阶开挖工艺
新老路基拼宽施工中，采用机械开挖为主、人工修整为辅的台阶开挖工艺。台阶高度严格控制在0.8m以内，单级台阶宽度不小于1.0m，台阶内倾坡度设置为4%，以增强新旧路基咬合面的抗滑移能力。施工过程中通过激光测距仪实时监控开挖精度，确保台阶表面平整度误差≤3cm，并清除坡面松散土体和杂质，形成稳定可靠的结合界面。
（2）分层填筑控制
填筑施工按每层厚度≤30cm进行分层摊铺，选用激振力≥350kN的重型振动压路机进行碾压，每层碾压6～8遍，确保压实度≥96%。采用灌砂法对压实质量进行检测，每1000m2填筑范围内抽检点不少于3处，重点监测接缝区域压实均匀性。填筑材料优先选用级配良好的砾石土或石灰改良土，以降低工后差异沉降。
（3）界面黏结强化
在台阶结合面涂刷环氧树脂界面剂，通过化学黏结与物理嵌锁双重作用提升界面抗剪强度（≥35kPa）。沿纵向每10m设置一道横向排水盲沟，盲沟断面尺寸为30cm×30cm，内部填充粒径10～30mm的透水砾石，形成连续排水通道。盲沟底部铺设透水土工布，防止细粒土侵入造成淤堵，有效阻断毛细水上升路径。
（4）排水系统优化
新旧路基结合部增设纵向集水管（HDPE双壁波纹管，管径φ100mm），与横向盲沟通过三通管件连通，形成立体排水网络。集水管纵坡坡度≥0.3%，管周回填透水性材料并包裹无纺土工布，确保渗水可快速排出路基结构层。通过BIM技术模拟排水路径，优化管槽开挖与回填工艺，避免因渗水滞留引发结合部土体软化或冻胀病害。
（5）衔接段夯实补强
针对新老路基结合部易产生差异沉降的质量通病，该工程采用强夯工艺进行针对性补强。在振动压实达标后，选用12t级以上夯击机对搭接区域进行分层夯实，控制单击夯击能≥3000kN·m，分层厚度不超过1.5m。通过梅花形布点法实施夯击作业，同步采用水准仪监测夯沉量，确保相邻夯点高差控制在±2cm以内。经夯实处理后的结合部需进行二次压实度检测，并增设沉降观测点持续监测3个月，有效消除路基纵向裂缝隐患，提升道路整体结构稳定性。
3.2差异沉降控制
（1）分层填筑与动态监测
差异沉降控制的核心在于优化填筑工艺与实时监测数据反馈。分层填筑采用“薄层多压”策略，每层填筑厚度≤30cm，压实度≥96%，并优先选用轻质土（容重≤12kN/m³）或掺灰改良土（石灰掺量≥6%）降低附加荷载，减少新旧路基刚度差异。针对软土地基（压缩模量≤4MPa），结合CFG桩复合地基（桩长12～15m、桩间距1.5～2.0m）提升承载力，单桩承载力≥300kPa，复合地基沉降量可降低30%～40%。动态监测系统通过布设沉降板（间距50m）与测斜仪（深度15～20m）实时采集数据，监测频率为填筑期每天1次、预压期每周1次。通过沉降板数据发现填筑速率＞0.5m/d时，差异沉降速率达0.8mm/d，调整速率至0.3m/d后，差异沉降速率降至0.2mm/d，最终工后差异沉降稳定在3mm以内。
（2）数值模拟分析
实际工程的有限元模型基于地质勘察数据（软土层厚度、地下水位）与填筑参数（分层厚度、压实度）建立，模拟新旧路基协同沉降趋势。模型预测显示：该工程填筑期最大沉降量达12cm，差异沉降峰值5.2mm，主要集中于新旧路基结合部；预压期（6个月）沉降量减少至2cm，差异沉降收敛至2.8mm；运营期（1年后）差异沉降稳定≤3mm，满足规范要求。
在排水系统优化中，需针对新旧路基结合部差异沉降与渗水风险，采取综合防渗与排水措施。复合土工膜防渗设计是核心环节，其施工需基于基底处理（高差≤50mm、无尖锐物）与材料性能[符合《土工合成材料非织造布复合土工膜》（GB/T17642—2008）标准的一布一膜或两布一膜结构]。铺设时需人工拉紧并紧贴下承层，搭接宽度≥80mm，采用双轨焊接机（温度280℃~300℃、速度2～3m/min）确保焊缝完整性，同时预留3%～5%伸缩量以适应路基变形。对于软土地基，可结合CFG桩复合地基（桩长12～15m、桩间距1.5～2.0m）提升承载力，并通过横向排水盲沟（间距10m）加速排水固结，降低差异沉降速率至0.2mm/d以下。新旧路基结合部应设置砂垫层（厚度≥300mm，含泥量≤5%），并分层填筑轻质土（压实度≥96%、填筑速率≤0.3m/d），以减小附加荷载与刚度差异。
横向排水盲沟与纵向集水管的协同布置需兼顾排水效率与工程经济性。横向盲沟沿路基横向设置（间距15～20m），采用中粗砂或碎石填充，底部嵌入复合土工膜（甩边宽度≥100mm）形成防渗层，防止毛细水上升。盲沟坡度≥0.5%，与纵向集水管（管径≥300mm）通过三通或四通管件连接，确保汇水快速导入集水系统。纵向集水管沿路基纵向布设于路肩或中央分隔带下方，采用高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管，接口处用橡胶圈密封，坡度≥0.3%以维持自流排水能力。针对高地下水位路段，可在集水管底部增设反滤层（土工布包裹碎石），防止细颗粒堵塞管道。施工中需动态监测盲沟与集水管的衔接质量，避免因地基不均匀沉降导致管道错位或断裂，并通过数值模拟（误差率≤15%）验证排水系统与路基变形的协同性。
4高速公路改扩建路基拼宽施工技术难点与对策
4.1主要技术挑战
（1）新填筑路基与既有路基因固结时间、材料特性及荷载分布的差异，易产生纵向沉降差。若差异沉降超过阈值（一般≤3mm），将引发纵向裂缝、路面错台等病害，直接影响行车安全与路面耐久性。实测数据显示，未采取有效措施的拼宽段差异沉降速率可达0.5～1.2mm/d，远超规范允许值。
（2）新旧路基结合部因压实盲区、材料界面不连续等问题，易形成渗水通道。尤其在软土地基段，地下水位上升或雨水渗入将加剧土体软化，导致承载力下降。例如，某改扩建项目因防渗措施不足，引发局部路基沉降速率陡增至1.5mm/d，造成路面塌陷。
（3）既有路基经长期荷载作用已形成稳定结构，而新填筑路基刚度较低，二者变形模量差异可达2～3倍。刚度突变易在结合部产生剪切应力集中，诱发横向裂缝。当填筑速率>0.5m/d时，新旧路基界面剪切应力增幅达40%，显著增加开裂风险。
（4）改扩建工程需在维持既有交通通行的条件下施工，作业面受限导致重型压实设备无法全覆盖，压实度合格率仅85%～90%，低于规范要求的95%。同时，施工机械频繁进出加剧既有路基振动扰动，可能引发局部塌陷。
4.2关键技术对策
（1）在既有路基边坡开挖反向台阶（宽度≥1.0m，高度≤0.3m），采用透水性材料分层填筑（每层厚度≤30cm），同步实施冲击碾压（25kJ冲击能，8～10遍）增强界面咬合。针对软基路段，采用CFG桩（桩径40cm，桩长12～15m，间距1.5～2.0m）与砂垫层（厚度≥50cm）组合，提升新路基承载力并加速排水固结，使沉降速率稳定在0.2mm/d以内。布设沉降观测点（纵向间距≤50m）与测斜仪，实时监测差异沉降与侧向位移，通过有限元反演分析（误差率≤15%）动态优化填筑参数。
（2）在结合部铺设两布一膜型土工膜（渗透系数≤1×10-11cm/s），采用双轨热熔焊接（搭接宽度≥10cm）并预留3%～5%伸缩量，配合渗透结晶型防水涂料封闭接缝，实现渗漏量≤0.1L/（m²·d）。横向盲沟（间距15～20m）与纵向集水管（管径≥30cm）形成网格化排水体系，盲沟填充级配碎石（粒径5～40mm）并包裹透水土工布，坡度≥0.5%确保自流排水效率。
（3）在结合部铺设双向经编土工格栅（极限抗拉强度≥80kN/m，节点强度≥96%），通过分层锚固（间距≤1.5m）形成柔性过渡层，降低剪切应力峰值30%～40%。采用EPS颗粒混合土（密度≤1.2g/cm³）或泡沫混凝土（干密度≤600kg/m³）替代常规填料，减少附加荷载50%～70%，从源头控制差异沉降。
（4）将拼宽区域划分为3～5个作业段（每段长度≤200m），采用“填筑－预压－监测”循环推进模式，避免大面积暴露导致雨水浸泡。搭载GNSS定位与压实度传感器的压路机，实时生成压实云图，对不合格区域（压实度<93%）即时补压，确保全断面均匀性。
4.3实施效果与验证
通过上述技术集成应用，该高速公路改扩建项目中：工后差异沉降≤2.5mm，沉降速率≤0.03mm/d，低于规范阈值；结合部剪切强度提升至150kPa，界面裂缝发生率降低80%；暴雨工况下排水系统峰值流量达120L/s，未出现积水或渗漏。监测数据与数值模拟结果吻合度达92%，验证了技术体系的可靠性。
5结论
高速公路改扩建路基拼宽施工技术是一项复杂而重要的工程任务。通过合理的施工设计和严格的施工管理，可以确保加宽部分的稳定性和安全性，满足日益增长的交通需求。该文深入探讨了高速公路改扩建路基拼宽施工技术，得出了以下结论：
（1）在施工前，需要对旧路基进行全面细致的勘查，了解其结构、材料、排水情况等，为后续的加宽工作提供坚实的基础。同时，还需要对周边的环境和地质条件进行详细的分析，评估加宽方案的可行性，并预测可能出现的风险和挑战。
（2）新旧路基的拼接方法主要包括切割式拼接法和覆盖式拼接法。切割式拼接法适用于对旧路基进行抹面处理后再切开缝隙进行新路面铺设的情况；覆盖式拼接法则是在旧路上铺设沥青防水层和路面压实层后，再铺设新的路面层。在实际施工中，应根据具体情况选择合适的拼接方法。
（3）在路堤拼接施工过程中，对沉降现象的控制至关重要。需要通过观测和测算已完成填筑路基的沉降度，并根据沉降观测资料来推测剩余沉降度的大小。若剩余沉降度在允许范围内或在未来连续一段时间内沉降度小于一定值，则可以继续进行路面施工或路床施工；否则，需要采取措施对沉降现象进行分析并调整。
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