高速公路拓寬路基病害機理及防治

陳 艷 紅

(山西省公路工程監理技術咨詢公司，山西 太原 030006)

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高速公路拓寬路基病害機理及防治

陳 艷 紅

(山西省公路工程監理技術咨詢公司，山西 太原 030006)

描述了高速公路拓寬路基病害的表現形式，根據拓寬路基病害的產生機理，從臺階開挖、路基壓實、土工格柵鋪設等方面，闡述了高速公路拓寬路基病害的防范對策，從而提高高速公路的建設質量。

高速公路，拓寬路基，病害機理，壓實度，土工格柵

在交通運輸業迅猛發展的今天，我國許多已建高速公路已經無法滿足新時期交通運輸需求，所以為了確保行車暢通，預防安全事故的發生，就必須要拓寬高速公路路基。然而，在實際的路基拓寬施工中卻存在裂縫等諸多病害。因此，為了確保高速公路路基拓寬施工的質量，有必要對其機理及防治對策進行深入探究。

1 高速公路拓寬路基病害的機理

1.1 拓寬路基病害的表現

通過對我國國內高速公路拓寬路基的使用及病害類型進行調查可知，除了排水因素或者路面結構本身等因素所引發的路基病害類型之外，高速公路拓寬路基的常見病害類型主要包括路基在橫向存在的不均勻沉降問題、路基在縱向存在開裂問題。其中縱向不均勻路基沉降問題主要在于新舊高速公路路基交接部位處的地基承載力不同，會因受力的不平衡而使路基出現不均勻沉降；而縱向路基開裂問題就是指路基在新舊高速公路搭接部位處由于受到剪切力、壓力以及水平力等應力的綜合作用而使路基交界部位出現縱向裂縫，這兩種拓寬路基病害均會對高速公路路基的使用性能產生不利影響，會影響行車的穩定性和安全性。因此，必須要采取有效的防治對策來防范各種類型的拓寬路基災害。

1.2 拓寬路基病害的機理

針對拓寬路基的病害機理而言，其成因均在于受到不均衡外力作用所造成。

一方面，針對高速公路拓寬路基的縱向裂縫的形成機理而言，伴隨著高速公路地基沉降量的增加，拓寬路基搭接部位所存在的拉應力也相應增加，同時也會在新舊路基交接部位附近處產生縱向裂縫。而在路基裂縫出現以后，相應的拉應力會重新進行分布，致使縱向裂縫的底部部位處成為了比較薄弱的部位。但是伴隨著時間的推遲，進一步增加了不均勻沉降量，并且相應的裂縫也會逐步向下發展。與此同時，鑒于高速公路拓寬路基的新舊搭接部位上面的底基層底部本身就處于拉應力區域，其在拓寬路基發生開裂問題之后，相應的受力條件會更加不利，這使底基層出現了嚴重的開裂問題，相應的裂縫的發展也會逐步由下向上而發展，直至在高速公路路基表面出現裂縫為止。由此可知，高速公路路基拓寬的縱向裂縫實際上主要是由于不均勻沉降因素所造成，相應拓寬路基裂縫的發展也會逐漸使公路路面出現縱向裂縫，降低了高速公路路基的整體承載力和整體性能，極大地破壞了高速公路的路面結構整體性，使路基路面結構很容易遭受雨水的侵襲，從而會引發更為嚴重的病害。

另一方面，針對高速公路拓寬路基路面的橫向不均勻沉降問題，其主要在于拓寬路基在橫向部位的附加應力分布不均衡所造成，尤其是在高速公路路面形心位置處或者路基加寬部位處的沉降值最大，并且會逐步發展到高速公路路基的頂部，此時如果高速公路路面底基層部位處所設置的板體結構采用的是高質量的施工材料，那么就很容易使高速公路拓寬路基頂部的局部部位處出現脫空問題，同時也會使路基路面結構部位處所受的應力發生比較大的變化，相應的沉降差異也會逐步過渡到高速公路拓寬路基的表面，從而致使拓寬路基在縱向出現條帶狀的沉陷病害。但是無論上述哪種拓寬路基病害，其均會對公路行車穩定性和安全性產生不利影響，所以必須在分析相應病害形成機理的基礎上，對其防治對策進行深入探究。

2 高速公路拓寬路基病害的防范對策

針對提升高速公路拓寬路基的施工質量，增強拼接部位的施工性能，減少搭接部位在施工之后的沉降量的措施而言，其主要通過提高新填土壓實度標準、采用新型公路路基填料、開挖路基邊坡臺階以及土工格柵鋪設等，下面著重就這幾種常見的施工方法進行探究。

2.1 開挖臺階

在高速公路拓寬路基施工的過程中，施工單位可以通過合理開挖臺階(臺階寬度不小于2 m)來去除公路路基邊坡部分那些壓實度不滿足施工要求的填土和表層土，并進行壓實處理，同時也可以增加新舊路基結合的有效面積，為土工格柵的建設提供必要的錨固長度和平臺。但是臺階的形狀會直接關乎新舊路基拼接的質量，常用的臺階形式主要包括內挖式、傾斜式和標準式三種類型，具體需要根據工程實踐的實際情況以及經濟性原則等來進行綜合確定。另外，關于臺階設置時需不需要設置內傾角的問題，也需要根據實際情況來合理選擇。

2.2 提高路基壓實度

在現有的高速公路工程中，通過對拓寬高速公路路基的壓實度進行提升，可以顯著改善舊有公路路基的承載性能，確保其可以滿足新時期的運行承載需求。實踐研究表明，通過對高速公路拓展路基的新舊路基交接部位處進行壓實處理，一般通常將拓寬路基壓實度提高2個百分點，相應的承載力即可滿足使用需求。另外，在新舊高速公路路基的結合部位處，需要合理設置分隔帶，做好相應的防排水施工，避免地表水滲入地基而降低其整體承載性能和抗剪強度，從而可以避免路基出現失穩或者變形等問題；也可以在拓寬路面的交接部位處，在基層底面部位處合理敷設加筋材料來全面增強路基基層底面的抗裂性能和抗變形能力，以全面防范拓寬路基病害的出現。

2.3 鋪設土工格柵

在高速公路新舊路基的交接部位處合理鋪設土工格柵，有利于提升拓展路基的整體性，改善其受力情況，也有助于降低拓展路基所承受的剪應力和拉應力等應力，同時也有助于限制拓展高速公路路基的側向位移，減小高速公路路基頂部橫向的沉降量。通常而言，在高速公路拓展路基上敷設土工格柵的時候，適宜將其敷設在路基底面和路床上面，以避免路基在拉力作用下而開裂。可以說，土工格柵的敷設就是為了平衡路基的應力分布，降低新舊路基交接部位的不均勻沉降量。在現行土工格柵錨固的時候，主要采用“U”形錨釘或者臺階面自然錨固等方式，但是這兩種錨固方式所預留的錨固長度僅為1 m左右，所以實際的錨固質量無法保證。而隨著研究的深入，錨固板法等新型錨固法得到了廣泛應用，其可以解決上述兩種錨固方式所存在的不足，具體就是采用靜壓的方法來將鋼筋混凝土錨固板壓入到地基土中，并將其和格柵進行有效連接，以便借此來全面提升錨固力，增強錨固施工處理的效果。

3 結語

隨著高速公路建設的發展，有許多已修公路的路基寬度已經無法滿足交通運輸需求，所以在不重建的基礎上，就需要采取路基拓寬改造施工。本文針對拓寬路基可能存在的病害形成機理進行了分析，并提出了一些針對性的防治對策，以期全面防范拓寬路基病害的發生。

[1] 張春會,呂 錦.高速公路拓寬路基病理機理及防治[J].遼寧工程技術大學學報,2012(2):168-169.

[2] 趙 柯,榮 露.察格高速公路路基病害機理及防治研究[J].西部交通科技,2015(12):35-36.

[3] 金小平,王永旗.高速公路拓寬路基病害機理及防治[J].城市建設理論研究,2014(7):93-94.

On mechanism for diseases in widened subgrade on expressways and their prevention

Chen Yanhong

(Shanxi Road Engineering Inspection and Technical Consultancy Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

The paper indicates the performance of the diseases in the widened subgrade of expressways, and illustrates the prevention strategies for the widened subgrade diseases on the expressways from the step excavation, subgrade compaction, geogrid, and pavement, according to their mechanism for the diseases, so as to improve the construction of the expressways.

expressway, widened subgrade, disease mechanism, compaction, geogrid

1009-6825(2016)30-0158-02

2016-08-18

陳艷紅(1975- )，女，工程師

U416.1

A