陳軍

摘要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長，交通量持續(xù)增長，公路網(wǎng)不斷完善，公路改擴(kuò)建項(xiàng)目越來越受到人們的重視。在公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中舊路路基對公路的整體質(zhì)量起著重要作用。因此公路改擴(kuò)建中，應(yīng)保證舊路路基的穩(wěn)定性和安全性。文章針對公路改擴(kuò)建項(xiàng)目進(jìn)行了以下內(nèi)容分析：公路改擴(kuò)建病害分析、公路改擴(kuò)建舊路路基施工難點(diǎn)分析、改擴(kuò)建舊路路基施工措施分析，依據(jù)實(shí)際工程對改擴(kuò)建舊路基處理進(jìn)行了詳細(xì)分析，保證舊路基具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，為改擴(kuò)建舊路施工提供了理論依據(jù)和分析方法。

關(guān)鍵詞 舊路路基;改擴(kuò)建;施工難點(diǎn);施工措施

中圖分類號 U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）03-0135-03

0 引言

高速公路在交通建設(shè)中起著重要的作用，新建高速公路耗時(shí)較長，且資源耗費(fèi)較大，對周邊道路通行車流量有較大影響。為改善交通現(xiàn)狀，更好地利用現(xiàn)有道路，常通過改擴(kuò)建的方式對道路進(jìn)行升級。高速公路的改擴(kuò)建不僅能改善現(xiàn)有交通狀況，還能夠有效地節(jié)約資源，近年來高速公路改擴(kuò)建是一種有效解決問題的途徑。改擴(kuò)建工程施工過程中會遇到許多技術(shù)問題，最常見的病害就是新舊路基搭接后期產(chǎn)生的不均勻沉降導(dǎo)致路面開裂，尤其在沿海地區(qū)的軟弱地基分布地區(qū)，不均勻沉降現(xiàn)象更加突出。該文主要基于高速公路改擴(kuò)建泡沫輕質(zhì)土路基分析，以更好地了解該方法在舊路擴(kuò)寬中的優(yōu)勢和特點(diǎn)。

1 公路改擴(kuò)建病害分析

1.1 公路擴(kuò)寬方式

目前我國高速公路常用的擴(kuò)寬類型有三種：分離式擴(kuò)寬（即利用半幅新建半幅）、不完全拼接擴(kuò)寬、完全拼接式擴(kuò)寬。根據(jù)原有道路形式確定改擴(kuò)建的擴(kuò)寬形式，按照擴(kuò)寬方式可以分為：兩側(cè)擴(kuò)寬、單側(cè)擴(kuò)寬、中央分隔帶預(yù)留擴(kuò)寬、分離式擴(kuò)寬、混合擴(kuò)寬。

無論采用哪種改擴(kuò)建方式，都是為了改善原有道路的交通狀況，提高道路通行能力和服務(wù)水平，就常用的擴(kuò)寬類改擴(kuò)建方式而言，無論何種擴(kuò)寬方式都會對原有路基附加荷載作用，在擴(kuò)寬后新舊路基產(chǎn)生的沉降、應(yīng)力、位移、孔隙水壓力等都會有不同影響[1]。

1.2 公路擴(kuò)寬病害機(jī)理分析

1.2.1 新舊路基變形不協(xié)調(diào)

（1）路基固結(jié)變形。路基施工時(shí)，采用的填料主要來自隧道的爆破以及挖方路段的棄土。這類土中常存在不良土質(zhì)，如腐質(zhì)土、生活垃圾，植物根莖等。這會導(dǎo)致路基填料不良、路基強(qiáng)度差、穩(wěn)定性不足等[2]。因此在進(jìn)行新舊路基拼接過程中，新路基的壓實(shí)性不足，最終導(dǎo)致路堤出現(xiàn)豎向變形。當(dāng)路堤的壓實(shí)度不能滿足要求時(shí)，路堤內(nèi)部常出現(xiàn)積水的現(xiàn)象，使新舊路基間的沉降差更加明顯。壓實(shí)度不足的影響因素有很多，如：壓實(shí)方法不當(dāng)、松鋪厚度較大等[3]。

（2）地基固結(jié)變形。當(dāng)填方路基的地基為軟土路基時(shí)，施工完后會存在一定沉降，會導(dǎo)致路基出現(xiàn)較大的沉降變形，新舊路基間出現(xiàn)沉降差。導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生的因素有：原地基處于低洼地帶、未采用加固方法或加固方法錯(cuò)誤、地基的強(qiáng)度不夠等。

（3）其他。地下水或降雨侵入地基后，導(dǎo)致土體內(nèi)部的應(yīng)力分布狀態(tài)和土體結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生改變，使土體強(qiáng)度降低。路基填土含水量發(fā)生變化時(shí)，土的重度也會發(fā)生變化，導(dǎo)致新老路基間發(fā)生沉降差[4]。

由于道路進(jìn)行了擴(kuò)寬，通車后車流量向新路移動(dòng)，這會使新路基在車輛荷載作用下發(fā)生固結(jié)沉降。舊路基運(yùn)營年限較長，路基達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此新舊路基間會產(chǎn)生沉降差。

1.2.2 結(jié)合部位處理不當(dāng)

（1）施工原因。擴(kuò)寬部位的路基具有施工復(fù)雜、施工難度大的特點(diǎn)。對路基進(jìn)行壓實(shí)時(shí)機(jī)械很大程度受限，最終導(dǎo)致新舊路基連接部位的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求。當(dāng)施工完成后，未對結(jié)合部位、路肩部位、坡腳等進(jìn)行沉降監(jiān)測且養(yǎng)護(hù)條件未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，會導(dǎo)致新舊路基結(jié)合部位強(qiáng)度不足。

（2）土工材料原因。路基相關(guān)規(guī)范要求：當(dāng)填土高度大于3 m時(shí)，在新舊路基結(jié)合部位設(shè)置土工材料（土工格柵、土工格室）。如該處未設(shè)置土工材料，或未按照施工要求進(jìn)行設(shè)置，材料不能發(fā)揮自身的功能，最終導(dǎo)致結(jié)合部位出現(xiàn)不良受力的狀況[5]。

2 公路改擴(kuò)建舊路路基施工難點(diǎn)

2.1 施工難點(diǎn)分析

公路改擴(kuò)建施工中，舊路路基存在的主要問題是新舊路基拼接時(shí)裂縫的處置問題。新舊路基間存在的裂縫如圖1所示。

舊路路基從建成到使用過程中，經(jīng)歷了較長時(shí)間的固結(jié)沉降，發(fā)生變形的程度較小。擴(kuò)寬路基建成初期會出現(xiàn)較大程度的沉降，且沉降時(shí)間較短，因此在新舊路基拼接位置會出現(xiàn)不均勻沉降。不均勻沉降還會導(dǎo)致路基的附加應(yīng)力增大，當(dāng)附加應(yīng)力大于路面材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面會出現(xiàn)縱向裂縫[6]。當(dāng)雨水季節(jié)來臨時(shí)，或地下水位較高時(shí)，地表水滲入到路基內(nèi)部，降低路基土體強(qiáng)度，使路基病害程度增加，降低道路的耐久性和使用年限。

2.2 施工問題分析

2.2.1 公路改擴(kuò)建理論不完善

近年來，我國公路改擴(kuò)建項(xiàng)目主要是多車道的改擴(kuò)建，施工過程中，舊路路基施工標(biāo)準(zhǔn)主要參照國外進(jìn)行，國內(nèi)沒有符合我國地質(zhì)情況和國情的理論方法，因此在對舊路施工時(shí)，路基的穩(wěn)定性和施工安全性無法得到保證。

2.2.2 改擴(kuò)建目標(biāo)單一

我國公路進(jìn)行改擴(kuò)建的目的：現(xiàn)有道路等級無法滿足持續(xù)增長的交通量。對于現(xiàn)狀情況的局限性理解導(dǎo)致交通量成為公路改擴(kuò)建唯一的目標(biāo)。同時(shí)改擴(kuò)建工程對自然環(huán)境和社會效益以及經(jīng)濟(jì)變化的影響分析較少。

2.2.3 缺乏路基沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)

新舊路基結(jié)合部位，由于壓實(shí)度不同、填料不同，最終導(dǎo)致該處出現(xiàn)較大沉降差異。但是由于國內(nèi)外研究人員對于擴(kuò)寬路基的差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一規(guī)定和理論研究，導(dǎo)致擴(kuò)寬道路的舊路基施工沒有統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對于沉降差的控制措施也存在一定的盲目性。

3 改擴(kuò)建舊路路基施工措施

3.1 舊路路基施工要求

提高公路改擴(kuò)建質(zhì)量水平的主要方式是減少新舊路路基拼接的縱向裂縫。在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)，采取措施加強(qiáng)該處的橫向連接，避免病害的發(fā)生。公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，對于舊路路基施工時(shí)的總體要求如下：

（1）公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工時(shí)，施工計(jì)劃主要依據(jù)標(biāo)段劃分。施工完成后，及時(shí)對完成路段進(jìn)行防護(hù)和加強(qiáng)措施，防止縱向裂縫和縱向斷裂等病害的發(fā)生。

（2）公路施工過程中，根據(jù)地勘情況采取不同地基處理措施來提高路基的穩(wěn)定性。對于橋頭路基應(yīng)進(jìn)行特殊處理，并提高路基的壓實(shí)度。

（3）當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí)，采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。如通過強(qiáng)夯對舊路基基底進(jìn)行處理。對于擴(kuò)寬段應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)，保證路基的壓實(shí)要求及穩(wěn)定性。

（4）為保證路基的穩(wěn)定性，同時(shí)路基不被雨水沖刷，填方地段設(shè)置排水溝，急流槽等匯集路面的水。挖方地段應(yīng)設(shè)置邊溝和截水溝等對路面水進(jìn)行排除。對于雨量較大部位，設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)置，并做好邊坡的防護(hù)工作。

（5）公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，為保證路基的穩(wěn)定性和安全性，認(rèn)真落實(shí)防護(hù)工作。根據(jù)邊坡坡率以及邊坡的高度對邊坡的防護(hù)形式進(jìn)行確定。對于沖溝或魚塘段進(jìn)行護(hù)坡處理。對全線不穩(wěn)定部位應(yīng)進(jìn)行加固處理。

3.2 舊路路基施工措施

3.2.1 基底處理

公路改擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施前，對原有道路的地質(zhì)情況以及路面結(jié)構(gòu)等進(jìn)行調(diào)查，對舊路地表或坡面存在樹根、雜草路段進(jìn)行清除，并對不良土質(zhì)進(jìn)行清理。對于原有道路的邊坡防護(hù)進(jìn)行清除，坡腳存在支擋結(jié)構(gòu)的部位進(jìn)行圬工清理。對淤泥污水段，進(jìn)行清淤處理，并換填一定強(qiáng)度的石渣，利用壓路機(jī)壓平，保證基底的壓實(shí)度滿足規(guī)定要求。對正常地段的路基，通過振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，使壓實(shí)度滿足要求。當(dāng)?shù)鼗嬖诩t黏土或濕陷性黃土?xí)r，通過摻灰處理，提高基底的強(qiáng)度。

3.2.2 挖臺階

新路基填筑前，把舊路基交接面的雜草、表土清理干凈，路基填筑前先對原地面碾壓，然后在原有路基結(jié)合處挖臺階，新舊路基結(jié)合處鋪設(shè)土工格柵，防止新舊路基銜接處產(chǎn)生不均勻沉降，同時(shí)選擇優(yōu)質(zhì)路基填料，對新舊路基結(jié)合部進(jìn)行強(qiáng)夯或沖擊碾壓、晾曬、換填等技術(shù)處理。

3.2.3 軟基處治

如果對軟土地基公路工程進(jìn)行路基擴(kuò)寬，必須先對舊路路基進(jìn)行處理。軟土地基的處理要按照地質(zhì)情況、填筑高度、施工速度等因素綜合考慮來確定合適的治理措施。與新建的公路工程相比，公路改擴(kuò)建工程對于軟弱地基的處理更加嚴(yán)格，對路基整體穩(wěn)定性和工后沉降量大小也有更高的要求。根據(jù)軟弱地基處理方法的適用范圍可將其劃分成以下幾個(gè)方面：

（1）當(dāng)軟土層厚度不大于3 m時(shí)，采用換填法處治，清除局部分布的淺層軟土后換填碎石土或砂礫土，如地下水豐富，則可換填碎石或砂礫等水穩(wěn)性較好的材料。

（2）當(dāng)軟土層厚度大于3 m時(shí)，一般路段推薦采用排水固結(jié)法，包括砂墊層預(yù)壓、塑料排水板或袋裝砂井預(yù)壓。砂墊層預(yù)壓適用于軟土淺的情況，對設(shè)置砂墊層預(yù)壓就能達(dá)到規(guī)范要求的軟土段落，推薦采用該方法。塑料排水板或袋裝砂井預(yù)壓適用于軟土較深的路段。

（3）對于厚層軟基地段的橋頭、通道及涵洞地基處理，采用復(fù)合地基法（如水泥攪拌樁、碎石樁等）進(jìn)行處理。

（4）新舊路路基銜接部位，通過超載預(yù)壓、粉噴樁進(jìn)行處理。該方法優(yōu)點(diǎn)為：對原道路運(yùn)營影響程度較小，施工費(fèi)用較低。因此在我國改擴(kuò)建項(xiàng)目中較為常用。

3.2.4 舊路路基加筋

為保證新舊路基間具有較好的結(jié)合性，在二者間設(shè)置土工格柵。土工格柵具有較強(qiáng)的抗拉性能，在舊路路基和路床位置鋪設(shè)土工格柵可以有效減少縱向裂縫的產(chǎn)生，改變土體的應(yīng)力分布形式，提高土體強(qiáng)度。具體作用形式及功能如下：

（1）提高地基的承載能力。公路荷載存在水平推力，鋪設(shè)土工格柵可抵消部分水平推力，減少地基荷載。

（2）減小水平位移。當(dāng)舊路基無土工格柵時(shí)，路基填料為散狀顆粒，水平方向會產(chǎn)生一定程度位移。結(jié)果如圖2所示。鋪設(shè)土工格柵后會對土體的側(cè)向位移進(jìn)行約束。

4 案例分析

4.1 工程概況

工程為某地區(qū)的二級公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，采用雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，路基寬度24.5 m。路基橫斷面構(gòu)成為：0.75 m土路肩+2.5 m硬路肩+2×3.75 m行車道+0.5 m左側(cè)路緣帶+2 m中央分隔帶+0.5 m左側(cè)路緣帶+2×3.75 m行車道+2.5 m硬路肩+0.75 m土路肩=24.5 m。路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖3所示。擴(kuò)寬采用單側(cè)擴(kuò)寬。

4.2 舊路擴(kuò)寬處理

路基擴(kuò)寬前，對原路基表層土進(jìn)行清除。軟土厚度小于3 m，因此采用換填法進(jìn)行處理，高液限粘土路段采用摻灰處理。舊路基坡面較為完整路段采用植草防護(hù);沖刷嚴(yán)重路段，采用拱形骨架防護(hù);浸水路段采用M7.5漿砌片石防護(hù);受河水沖刷路段，采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，以保證路基穩(wěn)定。新舊路基結(jié)合部位利用土工格柵進(jìn)行橫向加強(qiáng)。

5 結(jié)語

通過對擴(kuò)寬路基進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

（1）擴(kuò)寬路基施工的重點(diǎn)為消除新舊路基間的裂縫。

（2）目前我國對于公路改擴(kuò)建施工存在的主要問題為理論不健全、建設(shè)目標(biāo)過于單一、缺少沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)。在以后的改擴(kuò)建工程中還應(yīng)分析以下內(nèi)容：改擴(kuò)建對交通的影響、對土地資源的影響。通過對公路進(jìn)行改擴(kuò)建達(dá)到降低施工成本的目的。

（3）在公路改擴(kuò)建工程中，對于舊路路基進(jìn)行的處理措施有：基底處理、挖臺階處理、軟基處治、加筋處理。

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