摘 要:公路作為現(xiàn)代交通運輸?shù)闹匾M成部分,對國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活起著至關(guān)重要的作用。然而在道路舊路拓寬過程中,常常會出現(xiàn)一系列由于各種原因造成的路面下部結(jié)構(gòu)損壞或失效的現(xiàn)象,包括路基塌陷、路基沉降、路基側(cè)滑等.嚴(yán)重影響了公路的使用壽命和安全性。為了確保公路的長久運行和安全,必須深入了解這些病害的成因,并采取相應(yīng)的預(yù)防對策。基于此,本文結(jié)合工程實例,首先對道路舊路拓寬過程中常見的路基病害進(jìn)行分析,并總結(jié)了常用的路基病害預(yù)防對策,希望能對該問題的解決起到一定幫助。
關(guān)鍵詞:道路舊路拓寬 路基病害 預(yù)防措施
0 引言
公路是連接城鄉(xiāng)、促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施,而改擴建公路在推動交通便利化的同時也面臨著路基病害的挑戰(zhàn)。路基病害的出現(xiàn)不僅會影響公路的使用壽命和安全性,還會帶來維護成本的增加和交通運輸效率的下降,因此對常見路基病害的成因及預(yù)防對策進(jìn)行深入研究具有重要意義。路基病害的成因多種多樣,其中包括地基土質(zhì)條件、氣候環(huán)境、交通荷載等因素的影響。地基土質(zhì)條件不良會引發(fā)路基沉降、變形等問題;氣候環(huán)境的變化可能導(dǎo)致路基凍融裂縫、水害等病害;而超載交通荷載則會加速路基的疲勞破壞。因此,針對不同成因的路基病害,需要有針對性地采取預(yù)防對策。
1 舊路拓寬工程常見路基病害分析
1.1 路基開裂病害
縱向開裂是指沿著公路縱向方向出現(xiàn)的裂縫。其主要原因包括路基土壤的沉降、溫度變化和交通荷載的影響。當(dāng)?shù)鼗寥莱两挡痪鶆驎r,會導(dǎo)致路基內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中,從而形成縱向裂縫。此外,溫度的變化也會引起路面的膨脹和收縮,使得路面產(chǎn)生開裂。同時,交通荷載不斷作用于路面,會增加路面的應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致縱向開裂的形成。對于縱向開裂病害來說,要加強路基土壤的加固工作,使用合適的填料對路基進(jìn)行加固,減少土壤沉降的可能性。在路面施工時采用合適的材料和工藝,以降低路面的溫度變化對開裂的影響[1]。此外還應(yīng)采用合理的交通管理措施,減少交通荷載對路面的影響,例如限制超載車輛通行、加強路面維護等。
橫向開裂,即沿著公路橫向方向出現(xiàn)的裂縫。橫向開裂的主要原因包括路面變形、基底土壤不均勻沉降和水分變化等因素。當(dāng)路面變形時,由于不均勻沉降或者其他外力作用,會導(dǎo)致路面產(chǎn)生扭曲應(yīng)力,從而引起橫向開裂。同時,基底土壤的不均勻沉降也會影響路面的穩(wěn)定性,進(jìn)而導(dǎo)致橫向開裂的發(fā)生。此外,水分的變化也會使路基土壤發(fā)生膨脹和收縮,進(jìn)而引起橫向開裂。為了解決橫向開裂問題,可以對路面進(jìn)行修補,填充橫向裂縫并加固路面結(jié)構(gòu),以增加其抗變形能力。通過進(jìn)行細(xì)致的基底土壤勘測和處理,確?;淄寥莱两稻鶆颍瑴p少橫向開裂的發(fā)生。此外可以采取排水措施,保持路基土壤的穩(wěn)定性,避免水分變化引起的開裂問題。
1.2 新舊路基交界處黏結(jié)強度及穩(wěn)定性不足
新舊路基材料的不同特性是導(dǎo)致黏結(jié)強度不足的主要原因之一。在道路舊路拓寬過程中,新路基通常采用新型路基材料,如水泥穩(wěn)定碎石、瀝青混凝土等,而舊路基可能采用傳統(tǒng)的碎石路基或者其他類型的路基結(jié)構(gòu),這兩種材料的力學(xué)性質(zhì)、滲透性以及變形性能有較大差異,導(dǎo)致新舊路基交界處的相互作用面臨粘結(jié)困難,黏結(jié)強度不足。在實際施工中,由于新舊路基之間的高差、坡度等因素,施工人員往往難以保證新舊路基交界處的結(jié)構(gòu)連續(xù)性和一致性。特別是在復(fù)雜地形和環(huán)境條件下,施工過程中對新舊路基的連接處理不當(dāng),容易導(dǎo)致交界處黏結(jié)強度不足,進(jìn)而影響路面整體的穩(wěn)定性。為解決新舊路基交界處黏結(jié)強度及穩(wěn)定性不足的問題,在設(shè)計階段就應(yīng)充分考慮新舊路基材料的選擇,盡量使新舊路基材料性質(zhì)接近,以減小交界處的黏結(jié)強度差異[2]。在施工過程中,應(yīng)采用適當(dāng)?shù)墓に嚭图夹g(shù)手段,對新舊路基交界處進(jìn)行加固處理,確保交界處的結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定。對改擴建公路的新舊路基交界處進(jìn)行定期巡查和監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)并處理交界處的黏結(jié)強度及穩(wěn)定性問題,保障公路使用的安全和穩(wěn)定。
1.3 邊坡沖刷
在道路舊路拓寬過程中,地質(zhì)條件、氣候變化、人為活動等因素均可能對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。例如,降雨過程中的大量雨水可能滲透到邊坡內(nèi)部,導(dǎo)致土壤松動和坡體滑移。而長期干旱或人為破壞也可能減弱邊坡的穩(wěn)定性。因此需要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境和氣候條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和評估,以了解邊坡沖刷問題的根本原因。針對邊坡沖刷問題,應(yīng)對改擴建公路沿線的邊坡進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計。通過合理的邊坡坡度、排水系統(tǒng)和植被覆蓋等設(shè)計手段,可以有效減少邊坡沖刷的發(fā)生。及時開展邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測和評估工作,利用現(xiàn)代化的監(jiān)測技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)邊坡出現(xiàn)變形和裂縫等異常情況,以便采取相應(yīng)的補救措施。此外,定期對邊坡進(jìn)行檢查和維護,保持邊坡的穩(wěn)定性,對于預(yù)防邊坡沖刷問題具有積極的意義。
1.4 坍塌
公路坍塌是指公路路面或附屬設(shè)施因土質(zhì)松軟、地質(zhì)條件復(fù)雜或工程施工不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е虏糠只蛉靠逅那闆r。坍塌不僅給公路通行帶來困難,還對行車安全和周邊環(huán)境造成了威脅。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),如山區(qū)和河谷地帶,地層穩(wěn)定性較差,土壤容易松動、下滑或塌陷,導(dǎo)致公路坍塌。此外,地震等自然災(zāi)害也會引發(fā)公路坍塌。道路舊路拓寬工程的施工質(zhì)量直接影響著公路的安全性和穩(wěn)定性。如果施工過程中忽視了地質(zhì)勘察、土壤改良、排水設(shè)計等環(huán)節(jié),就容易造成公路坍塌。另外,為了滿足日益增長的交通需求,一些地區(qū)可能會過度開發(fā)公路,加大了地下水位下降、土壤沉降等問題的風(fēng)險,導(dǎo)致公路坍塌。對于坍塌問題,在進(jìn)行公路改擴建前,應(yīng)充分了解地質(zhì)情況,包括地層結(jié)構(gòu)、土壤類型、地震活動等因素,以便合理選擇路線和采取相應(yīng)的地質(zhì)處理措施。在施工過程中,要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行施工,加強土壤改良、排水設(shè)施等關(guān)鍵工程的建設(shè),確保公路的穩(wěn)定性和安全性[3]。合理規(guī)劃交通網(wǎng)絡(luò),避免過度開發(fā)導(dǎo)致地下水位下降、土壤沉降等問題,并加強土地利用管理,保護生態(tài)環(huán)境。
2 舊路擴寬工程中路基病害預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)
2.1 路基填料開挖技術(shù)
在進(jìn)行路基填料開挖之前,需要進(jìn)行細(xì)致的勘察評估工作。這包括地質(zhì)、水文等方面的調(diào)查,以確定路基填料的選擇和開挖方案。根據(jù)勘察評估結(jié)果,進(jìn)行合理的路基填料設(shè)計??紤]到路基擴寬的需要和地質(zhì)條件,確定填料的種類、厚度和分層結(jié)構(gòu),以確保填料的穩(wěn)定性和耐久性。在選擇填料時,應(yīng)考慮其強度特性,以滿足工程設(shè)計要求。填料的粒徑參數(shù)范圍也需要根據(jù)具體工程要求進(jìn)行判斷。不同的填料粒徑組成會影響填料的密實性和穩(wěn)定性。需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求選擇適當(dāng)?shù)奶盍狭椒秶?,填料參?shù)可參考表1。除了路基填料技術(shù)外,對軟弱地基進(jìn)行加固也是重要的預(yù)防措施之一,可以通過使用地基改良技術(shù),如灰土攪拌樁、土石方加固等方法來提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。
在進(jìn)行填料作業(yè)時,使用適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備(如推土機、壓路機等)進(jìn)行填料作業(yè),可以確保填料的均勻性和穩(wěn)定性。人工調(diào)整可以作為輔助手段,用于處理填料分布中的特殊情況。要注意填料的均勻分布,避免出現(xiàn)過于集中或不均勻的填料堆積,通過合理的填料鋪設(shè)方式和施工技術(shù)來實現(xiàn),例如采用適當(dāng)?shù)匿佋O(shè)厚度、滾壓次數(shù)和輪胎軋實等措施。對于選擇砂土填料,液限指標(biāo)和可塑指數(shù)是評判其工程性質(zhì)的重要參數(shù)。液限指標(biāo)反映了砂土的水分含量特性,一般應(yīng)控制在50%以上,以確保填料的流動性和可塑性??伤苤笖?shù)表示了砂土的塑性變形特性,應(yīng)選擇可塑指數(shù)大于26的砂土填料,以達(dá)到控制沉降差的要求。
采取臺階開挖方式降低對舊路基的影響,保證路段完整結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。控制每個臺階的寬度在1.5米左右,高度在0.3米左右,使得開挖均勻展開,減少對舊路基的破壞。對于不同類型的填料,合理選擇自卸車和推土機等運輸工具,以加快填料進(jìn)場速度。對于新建公路路基處形成的路堤,需要設(shè)置高低兩種不同路堤,并結(jié)合填料參數(shù)確定開挖步驟。按照先處理路基下層面,然后運輸填料,根據(jù)整平、壓實和精平等施工步驟有序進(jìn)行改擴建任務(wù),以保持新建路基的穩(wěn)定性與原有路基相同,避免因路基平整度和壓實度差異而導(dǎo)致路基連接處出現(xiàn)縫隙。在開挖作業(yè)中選擇挖掘機作為開挖工具,并搭配自卸車,有序進(jìn)行路基施工作業(yè),范圍控制在10公里以內(nèi)。對于涉及粉質(zhì)黏土成分的工程,需要借助機械設(shè)備對粉質(zhì)黏土進(jìn)行清理,選擇符合質(zhì)量要求的填料對開挖后的土層進(jìn)行壓實[4]。對于產(chǎn)生的土方廢棄物,包括廢渣和建筑垃圾等,使用挖掘機和自卸車進(jìn)行運輸,確保運輸距離控制在10公里左右,避免改建后的路基受到周邊廢棄物的影響,再次出現(xiàn)質(zhì)量隱患或?qū)吠ㄐ邪踩斐筛蓴_。
2.2 舊路加寬改建工程中路基加寬方式
單側(cè)拓寬,即在原有道路的一側(cè)進(jìn)行加寬。這種方式的優(yōu)點在于對現(xiàn)有交通影響較小,可以在保證一定通行能力的前提下進(jìn)行施工。在單側(cè)拓寬的施工過程中,首先需要對拓寬區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察,確定地基的承載能力和穩(wěn)定性。隨后,根據(jù)勘察結(jié)果,制定相應(yīng)的施工方案,包括土方開挖、路基填筑、排水設(shè)施建設(shè)等。在填筑過程中,要嚴(yán)格控制填筑材料的質(zhì)量和壓實度,確保路基的密實度和穩(wěn)定性。
雙側(cè)拓寬則是在原有道路兩側(cè)同時進(jìn)行加寬。這種方式雖然對交通影響較大,但可以一次性完成道路的拓寬任務(wù),提高施工效率。在雙側(cè)拓寬的施工過程中,需要提前做好交通疏導(dǎo)工作,確保施工期間道路的暢通。與單側(cè)拓寬相似,雙側(cè)拓寬也需要進(jìn)行地質(zhì)勘察和制定施工方案。在施工過程中,要特別注意兩側(cè)路基的均衡填筑和壓實,避免出現(xiàn)不均勻沉降等問題。此外,雙側(cè)拓寬還需要考慮排水設(shè)施的設(shè)置和原有道路與新建道路的銜接問題,確保道路的整體性和排水性能。
2.3 微型樁灰土樁技術(shù)
在確定路基加固位置時,采用梅花形布局方式進(jìn)行加固。確保灰土樁中心之間的間距為1.2米,用于增強路基的穩(wěn)定性和承載能力。使用直徑為0.6米、長度為8米的灰土樁進(jìn)行施工。當(dāng)灰土樁固定后對其進(jìn)行回填加固施工,該過程采用70%黏土的填料,對回填厚度進(jìn)行嚴(yán)格控制,不能大于0.2米,確?;靥钚Ч木鶆蛐?。微型樁之間間隔1米、采用排列式布局。微型樁長為12米,孔徑15厘米,同時配合鋼混材料來保證其固定平穩(wěn)。此舉可以進(jìn)一步增加路基的穩(wěn)定性和承載能力。為了預(yù)防沉降變形,需要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置伸縮縫。控制伸縮縫的間距在10米左右,以適應(yīng)路基的變形和伸縮。在工程中設(shè)置2米×1.5米×5米的擋墻,將舊路基作為擋墻的原始面,并設(shè)計為陡坡[5]。使用三七灰土進(jìn)行加固處理,加固層厚度為50厘米,有效防止雷雨天氣下的積水滲透。
2.4 壓實銜接碾壓技術(shù)
在壓實銜接施工中要確保新舊路基的強度一致,這有助于避免裂縫和銜接不到位的情況。可以借助核子密度儀等設(shè)備對新舊路基的強度進(jìn)行檢測,并在確定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行碾壓操作。在初次碾壓時,需要特別注意對擴建區(qū)填料的平整度和均勻度進(jìn)行控制,以確保填料的質(zhì)量和分布符合要求。采取逐漸增速的方式增加路基的壓實度,可以確保路基的密實程度逐步提高,避免過快的碾壓導(dǎo)致路基變形或損壞。在終壓階段,通過核子密度儀等設(shè)備對壓實度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,對壓實度不牢或者平整度低的區(qū)域進(jìn)行找平處理,以確保整體路基的質(zhì)量。另外,施工過程中可以采用“S形”軌跡有序予以壓實,可以避免產(chǎn)生空白重疊面,確保良好的壓實面銜接效果。
3 結(jié)語
隨著城市人口的增長和交通需求的不斷增加,現(xiàn)有道路往往面臨著擁堵、安全隱患等問題。因此,對既有道路進(jìn)行拓寬改造成為提升交通流暢度和安全性的必然選擇。然而,在進(jìn)行道路拓寬時,如何處理舊路基變形成為一項關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。舊路基的變形可能導(dǎo)致新舊路基的不匹配,進(jìn)而引發(fā)裂縫、沉陷等問題,嚴(yán)重影響道路的使用壽命和行車安全。因此,綜合處治技術(shù)的應(yīng)用變得至關(guān)重要,它涉及了地基處理、結(jié)構(gòu)加固、路面設(shè)計等多個方面。通過科學(xué)合理的方案設(shè)計和施工實踐,可以實現(xiàn)新舊路基的協(xié)調(diào)變形,保障道路拓寬工程的順利進(jìn)行,同時最大程度地減少對交通的影響,提升城市道路的整體質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展能力。
參考文獻(xiàn)
[1]王燕.舊路拓寬時新舊路基不均勻沉降特性分析[J].工程技術(shù)研究,2023,8(24):38-40.
[2]朱濤.舊路拓寬改造時新舊路基不均勻沉降的研究[J].交通科技與管理,2024,5(05):123-125.
[3]張小莉.市政道路舊路拓寬差異沉降問題研究[J].黑龍江交通科技,2023,46(09):78-80.
[4]王磊.新舊路基不均勻沉降分析與控制技術(shù)研究[J].交通科技與管理,2023,4(14):147-149.
[5]邸志偉.加寬方式對改建路基變形的影響[J].山東交通科技,2022,(06):118-119+123.