公路改擴建路基病害原因與防治方法探析

周小紅

（云南省西雙版納公路管理總段機械化養護和應急中心666100）

公路改擴建路基病害原因與防治方法探析

周小紅

（云南省西雙版納公路管理總段機械化養護和應急中心666100）

國民經濟快速發展的時代背景下，傳統交通運輸網絡已無法滿足社會發展需求，因此各地公路等基礎工程都展開擴建施工。特別是某些經濟發達地區，這一現象異常明顯，新建公路項目不斷增多，改擴建項目施工如火如荼。由于公路等基礎工程設施具有公共服務型特征，因此施工質量要求高、施工改建周期長、施工不可控因素多。為此，在施工過程或工程項目投入運營后期，會出現諸多工程病害。如何針對不同類型公路病害展開積極處理與防范，成為公路運營管理方與施工方關注的重點。本文正是基于此現狀，對我國公路施工中暴露的問題及問題成因展開探討，試圖找到針對性防治措施。

公路；改擴建；路基病害；成因；防治措施

公路改擴建施工中，路基處理是關鍵、質量提高是核心、安全風險防范是保障、病害預防是重點。本文將按照這一思路，重點結合公路項目改擴建施工中路基病害及成因進行分析，通過問題剖析，找到病害風險防范的科學應對策略。

1 公路改擴建路基病害表現及成因

1.1 公路改擴建老路基交界部位產生縱向裂縫

公路路塹在兩邊邊坡重力和自重作用力下，新開挖部分或老路基已固結，因此產生不規則沉降的部位通常為路堤。該裂縫的出現，一方面是因新老路基結合部沉降速率以及沉降部位不同，導致二者產生結構性沉降差；另一方面，新老路基相關聯區域會產生明顯的應力集中現象，因此沉降部位彎拉應力較大。如果外部結構強度不足，此時就會導致公路新老路基錯臺開裂，從而形成狹長的縱向裂縫。具體工程拓寬改造斷面圖如圖1[1]。

圖1 基于地基彈性理論分析地基下沉原理示意圖

從以上原理圖中可知，在公路改擴建過程中，鋪設新面層與增設補強層的同時，會導致（Ⅰ區）土基壓力P1上升，Ⅱ區、Ⅲ區、Ⅳ區拓寬部位地基外新增壓力為P2、P3、P4，這些新增荷載均會導致公路路基橫斷面產生不規則沉降現象。當S1＞S2時，就會因原路基荷載小于擴建改造后的地基荷載，從而產生壓力差，因此路面產生裂縫[2]。

1.2 公路路基翻漿問題表現與成因

此現象在我國北方各地區及南方季節性冰凍區較為常見。一方面自然因素導致，比如粉質土最易翻漿，同時當冰結線長時間停留于路面較強部位時，就會導致路基上部翻漿。另一方面，在施工時，如果未設置防凍層及公路路基標高設計不足、分層壓實度不夠、甚至路面排水設施不良，都會導致翻漿。

1.3 公路改擴建高路堤表現與成因

在老路改造過程中，提高路基高度會導致路基穩定性下降、路基變形等問題出現，同時會增加公路縱向裂縫。究其原因：①路堤填筑過高，自重增大，導致路基側移及沉降；②路基抬高，邊坡面積變大，雨水會不斷沖刷與侵蝕路基；③施工中路基壓力不均勻。此外，如果公路改擴建拓寬及增高過程中，如果相關施工指標不能達到如下要求，也可能導致公路病害出現。如圖2是公路新老路堤改擴建施工斷面圖[3]。

圖2

2 公路改擴建路基病害處理與防治

2.1 公路改擴建路基裂縫處理與防治

結合實際，按要求挖臺階、逐層搭接寬45cm、高30cm的公路臺階，挖好臺階后方可與公路新路基同時展開分層填筑并對其碾壓作業。公路老路肩接縫部位應將雜物清理徹底，避免路基產生不均勻沉降現象。公路新老路基交接部位應采用大噸位振動式壓路機碾壓或使用強夯法密實加固處理，避免新老路基因結構強度不同而產生差異沉降現象。同時，在新老路基結合部位的較低處，采用3～5層寬為4cm以上的土工布進行處理，將其水平鋪設于該公路新老路基交接處。

2.2 公路改擴建路基翻漿處理與防治

修筑好公路路基、路面排水設施，在路基上部適當增加臨空面積，以增強水分蒸發。與此同時，避免公路路基受水浸及雪埋而結構失穩。在某些粉性土質以及重冰凍區地段，不能單純依靠提升路基高度而增強其結構穩定性，而要通過石灰土層及砂墊層進行加固處理。如果公路路基地面或地下水位較高而不利于提高路基時，可于路基頂面以下大約0.5～0.8m的位置鋪設一隔離層，其可避免毛細血管水上升進入路基上部，同時有效防止負溫差狀態下，路基水分集聚，從而產生結構裂縫。除此之外，還可于公路路基上層部位換填厚度為40～60cm的砂性土，同時設路基滲溝或盲溝，以護路基結構穩定。

2.3 公路改擴建高路堤處治與防治

高路堤填筑作業時，因路堤本身自重較大，會導致地基沉降。實踐表明，通過科學設置砂礫等排水墊層，可改善地基排水狀況，同時保護公路凍土及降低凍土融化深度、適當降低路堤填筑高度，可避免公路地基發生嚴重沉降變形情況。當公路路基為軟土地質時，應通過砂樁及粉噴樁、碎石樁、塑料排水樁等進行科學處理，輔之以輕型施工材料進行填筑施工。同時，在公路新舊路基結合部，可利用土工格柵及挖臺階或鋪設土工布等方式進行針對性處理。

2.4 公路改擴建路基邊坡處理與防治

水的作用會導致路基邊坡結構失穩，尤其是暴雨多發地區，公路路基會受到邊坡沖刷及雨水侵蝕作用。針對上述現象，可在公路路基改擴建施工時，每間隔15m的距離挖一橫向排水溝，以排除路基臺階內積水。對于超高路段，為了有效避免雨水沖刷及滲透公路邊坡，可截斷路面排水，適當降低臺階面的土體強度。為了防止挖除后臺階上部土方坍塌，在雨季施工時盡量壓縮工作面，改擴建施工中，如果需對原公路路面進行削坡處理，必須將松軟與腐殖土處理徹底，并將表層土壓實，將強度不足的土體采用換填技術換掉。

3 結束語

綜上所述，公路改擴建施工過程中，病害具有突發性與嚴重危害性，但并非難以防范與處理。通常情況下，公路路基病害具體成因不同，因此會有不同表現形式。本文著重對上述幾種常見路基病害及病害成因進行探討，文中采用地基彈性理論方法及重點考慮應力歷史影響的沉降計算方法，對公路路基進行定性與定量分析研究。從中不難發現，公路改擴建路基處理方式有多種，各種方案都有各自的優缺點及具體適用條件，因此只有在具體處理和防范時，才能結合工程實際，采用性價比更高的處理方案進行處治，提高安全風險防范的針對性。

[1]何乃武.季節凍土地區改擴建公路路基的設計方法分析[J].路基工程，2016，03：157～161.

[2]楊棟.高等級公路改擴建工程路基病害類型、成因及對策[J].交通世界（建養·機械），2015，08：58～59.

[3]楊靜，李海平.壓力灌漿技術在新舊路基差異沉降防治中的應用[J].山西建筑，2013，22：132～134.

U416.1

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1004-7344（2016）28-0187-02

2016-9-5