高速公路加寬路基的病害及預防措施

劉雷

山西交通控股集團有限公司臨汾南高速公路管理有限公司 山西臨汾 041000

隨著社會經濟的快節奏發展，對道路運輸的需求量越來越大，高速公路的荷載隨之大幅度增加，部分高速公路已經不能滿足社會發展的運輸需求，應及時進行加寬拼裝改造，這就需要相關部門以高速公路實際情況為出發點，科學運用施工技術，在充分利用原路面的基礎上，充分考慮施工全過程的經濟性，為提高高速公路的應用價值打好基礎。基于此，本文主要對高速公路加寬路基的病害及預防措施。

1 高速公路路基加寬拼裝施工技術概述

通常，高速公路擴建主要采用兩種方式，即兩側直接拼裝和分離擴建方式，前者是利用原有道路，先將原有道路兩側的隔離設施拆除，在原路面左右兩側進行加寬施工，而后者是指在原有道路的一側或者兩側重新修建道路，達到加寬道路的目的，形成更多行車道。這種拼裝施工方式存在一個弊端則是新路面與老路面的結構及性能不同，車輛荷載作用下的應力較為集中，容易出現路面拼裝裂縫問題，導致道路損壞嚴重，影響道路的使用壽命[1]。因此，進行路基加寬拼裝施工過程中，可以采取挖臺階的方式，將新舊路面進行拼接，有助于提高整體路面承載能力。在路面拼接處使用合成材料作為連接料，以防止或避免拼接裂縫的產生。拼裝施工過程如果只使用玻纖格柵，雖然可以起到較好的拼接效果，但是不能很好地阻止水分滲入裂縫，致使道路早期病害嚴重。

2 高速公路路基加寬拼裝施工流程的研究

2.1 公路路基加寬技術措施分析

2.1.1臺階施工

通常情況，舊的公路路基邊坡坡率為1∶1.5，根據施工實際需求，將舊路基邊坡挖成臺階，借助臺階方式可以使舊路基與新路基交錯結合，保證銜接的有效性、嚴密性。臺階寬度的確定，應充分考慮攤鋪施工與壓實機械的實際需求，一般情況下寬度在兩米以上，便于機械施工順利進行。如果施工現場條件有限，受四周環境的影響，可以根據施工現場實際情況適當減小臺階寬度，但是最小寬度不得少于1m，并且將臺階做成內傾斜斜坡，將斜坡傾斜度控制在2%-4%為最佳。舊公路路基施工過程中，容易忽視邊坡部分的填土作業，實際施工過程受到動態因素的影響，無法保證填土壓實度達到設計要求，影響施工整體質量，相關人員應給予高度重視，做好施工協調工作，保證臺階施工質量和效果更為理想[2]。

2.1.2合理選擇填筑材料

對于任何施工項目而言，保證材料質量和性能是基礎工作內容，在高速公路擴建施工階段，施工材料同樣發揮著重要作用，其質量及使用性能直接影響高速公路的整體效益。因此，施工過程中，應高度關注填筑材料質量問題，選擇性能優良的填筑材料，切實保證公路擴建質量。前期要充分調查舊路基材料，掌握原材料的市場動態，選擇適宜的擴建工程材料，同時充分考慮新舊路基沉降差的問題，優先選擇具有較好的水穩定性及強度高的砂石等。如果原有路基的承載力較低，可以視具體情況選擇粉煤灰等輕質材料。總體而言，施工填筑石料的強度要高于15Mpa，粒徑不得小于100mm，將含泥量控制在高于30%且不能含有其他雜質，若是特殊路段，比如經過魚塘、水溝等區域，應將路基高于水面五十公分，以保證路基填筑強度。

2.1.3路基路面排水施工

路基路面施工過程如果存在積水問題，應及時排除，減少路面滲水問題，保證路基邊坡的安穩性。通常會采取集中排水措施，其具體操作流程如下：在硬路肩外側現澆瀝青混凝土對積水進行攔截，或者預先設置混凝土預制塊，與硬路肩形成集水槽，每間隔20-50m設置一個泄水口，將其連接到路基邊坡急流槽，這樣可以將積水或雨水及時排到指定位置，達到路基路面排水的目的。如果路面排水超出路段，可以設置中央帶有圓形雨水井和開口排水溝將積水排除，以避免對路基邊坡產生沖擊和影響，保證路基施工順利實施。

2.1.4碾壓施工

路基填筑施工前，應嚴格按照規范要求進行試驗段施工，需要重點控制的施工參數有含水量、設備類型、組合方式、壓實遍數及速度等，確保將這些指標參數控制在最佳狀態，達到壓實設計要求[3]。整個操作過程中應特別注意的是，對于加寬漸變部分應嚴格控制其壓實寬度，如果存在舊路基臺階施工受限的問題，可以借助鋪設護道達到壓實寬度的設計要求，保證壓實作業達到標準。道路碾壓過程中，要特別注意壓實厚度的控制，確保控制在合理范圍內，同時滿足壓實設計要求，尤其是結合部位的壓實，必須要保證其平整性和光滑性。

2.2 公路路基加寬技術要點分析

2.2.1施工準備工作

進行高速公路擴建施工前，需要全面落實前期準備工作，主要包括以下方面：首先，將路面上的雜物進行徹底清潔，比如，路肩覆蓋土、護欄、水泥等，利用高壓風機將路面灰塵吹干凈；其次，按照規范要求復測公路路面標高，以一米為標準設置復測點為最佳，經過比對測量結果與設計圖參數掌握實際施工情況，對于與標高差距較大的位置，應與設計單位共同協商改善設計方案，確保達到路面拼裝的標高要求。

2.2.2舊路面的刨銑施工

對高速公路舊路面路肩挖掘施工作業前，先要做好舊路床的加固處理工作，然后再進行新路面的施工，保證道路整體穩定性。首先對就路面面層進行刨銑施工處理，將刨銑材料分類存放，以便后續施工拿取方便。刨銑施工過程中，結合路面施工設計要求形成規范的刨銑臺階，避免出現松散現象，保證路面拼接位置的彎沉、壓實度達到拼裝施工基本要求，另外，刨銑速度的確定，應根據刨銑效果來確定。

2.2.3舊路基的治理

高速公路路基擴寬包括多種形式，常見的有單側加寬、雙側加寬及分幅路基等，其中分幅路基方式與舊路基沒有影響，不需要進行額外的治理，若是單側加寬或者雙側加寬，與舊路基存在很大的關聯性，應對老路基進行治理，否則會影響舊路基的穩定性[4]。舊路基的治理工作可以根據公路實際情況及不同區域采取適宜的方法：路基沉陷區，先要區分填土路基和沙礫路基，填土路基采用深層次處理的方式，運用干板水泥碎石樁進行處理加固，砂礫路基的強度較高，應以回填填平為主；含水量較高的路基，查明含水量高的成因是首要問題，如果是地下排水設施失效造成的，需要先整修相關的排水設施，如果是大量降雨導致雨水下滲，先要修復路面病害問題；濕軟土層較厚的路基，可以采取不同方式提高路基強度，比如強夯粉噴樁結合砂礫墊層進行處理等。

3 加寬路面工程的病害成因分析

3.1 新老路基不均勻沉降

新老路基不均勻沉降是造成加寬路面工程產生縱向裂縫的最主要原因。在自重荷載及多年行車作用下，老路基的固結沉降變形已基本趨于穩定。而新路基施工工期較短，通車后將有較大的沉降變形量，最大處沉降約40cm，特別是結構物的施工位置，施工時考慮地下水和護坡穩定性而鋪設鋼板樁防護，后期移除鋼板樁時對路基產生一定的側向推力，附近路基均發生較大的沉降，對路面行車安全造成不利影響[5]。

3.2 新老路基強度差異

新老路基填筑材料不同。老路基經過多年的行車荷載作用，壓縮性指標和強度指標均有較為明顯的改善，地基固結度已接近100%，大部分處于硬塑狀態。而新路基的填料雖然經過嚴格壓實，但仍有塑性累積變形存在。此外，新老道路建設年代相差十多年，設計等級和標準有較大差異。

3.3 施工影響

施工控制不嚴、質量意識不強，無形中埋下了質量隱患，是引起加寬路基病害的主要原因。

（1）老路基表面松散土層、腐殖土、生活垃圾等清理不徹底，路肩坡腳處由于沒有排水疏通，造成長年積水，出現淤泥。K2+000—K3+000兩側開挖至換填底標高，底下全為高液限黃土，塑性指數大、透水性極差，干燥時很堅硬，但經雨水浸泡后強度急劇下降，容易形成彈軟層。

（2）路基填料因沒有合適的土源和改良劑，只能采用河道料回填，材料的含泥量偏大，造成壓實度碾壓不到位，引起不均勻沉降，使新老路基接茬處出現裂縫。壓實度不足造成路基塑性變形較大，抗變形能力大幅下降。

（3）填筑土層較厚，速率過快。由于雨水較多且工期緊張，往往壓實度未能完全滿足要求且填筑速率過快，使新路基的沉降速率遠遠大于老路基的沉降速率，造成路基失穩或出現沉降不均勻等隱患。

（4）路基施工時排水措施不到位，沒有合理設置臨時集水井，長此以往出現“小型池塘”，造成雨水滲入老路基，影響老路基的穩定，造成結合部強度降低，影響接茬處的結合效果。

（5）分包施工方沒有嚴格按照設計要求開挖臺階和削坡，導致新舊路基之間形成一個光滑面，不能有效嵌固，后期在雨水的影響下易發生滑移。

4 預防措施

4.1 路基翻漿防治

為有效防治路基翻漿，首先要做好路基排水工作，具體可在路基設置隔離層來增加排水效果，隔離層的厚度通常在0.2m左右，由沙子、碎石等組成。然后，設置隔溫層，主要由爐渣、碎磚等組成，厚度通常為0.3m左右，可以有效地防止路基因溫度變化而發生膨脹或收縮，對路基具有較好的保溫作用。最后，利用土工布排水。

4.2 路基滑坡防治

為了有效地防治路基滑坡，首先，需要做好路基邊坡的防護工作，具體可在路基邊坡位置打入抗滑樁，增加斜坡的穩固程度，從而防止路基邊坡出現滑坡現象；其次，增設路基排水手段，在坡上設置截水溝，防止地表水從路基斜坡流過；再次，增加路基土質的厚實度，可以采用填土反壓的方式，從而既使路基土質結構更加穩固，又能保障土質厚度均勻；最后，需要在路基邊坡增加植被的數量，防止土層出現松動現象，減少雨水滲入。

4.3 路基水毀防治

為了有效地防治路基水毀病害，首先，需要做好防洪搶險工作，對路基采取一定的保護措施，另外當路基出現水毀時，需要及時對公路進行維護，防止路基進一步遭到破壞，并且保障公路能夠正常通行；其次，水毀的路基需要按照規定的流程進行修復，在水毀易發路段建立相應的防護設施，避免路基再次發生水毀，造成重復的路基修復工作；再次，公路搶修人員需要對水毀易發路段做好記錄，當遇到降雨天氣時，要對水毀易發路段做好巡視工作，降低水毀事故發生的概率。

4.4 路面車轍防治

為了有效地防治路面車轍病害，首先，需要合理設計路面結構，重視施工材料的選擇，例如，可以使用SBS改性瀝青作為路面鋪設材料，以提高路面抗車轍能力；其次，在處理凹陷的車轍時，需要先刨除車轍面層，再重新進行瀝青鋪設。再次，在處理凸起的車轍時，需要先將凸起的層面刨除，再使用瀝青填補后進行壓實。

4.5 邊坡變形病害的治理

邊坡變形病害的處理，也極為重要，對該病害的防治處理主要是根據邊坡變形的特點，以及具體情況進行處理。而具體來說，就是因地制宜地進行邊坡變形病害處理，也就是在發生邊坡變形病害的時候，要綜合評析病害發生的環境情況，以及病害發生的地址情況，并采用具體的促使進行處理。而一般來說，邊坡變形病害的防治處理，主要是通過擋土墻和灌漿進行防治，而不論是哪種辦法的使用，為了避免邊坡病害的進一步發生，還需要相關的管理部門對邊坡的穩定性進行加固，提高邊坡的適應性，避免病害再次發生。

5 結語

綜上所述，高速公路在社會經濟發展中占據著重要地位，是城市發展的樞紐，只有不斷提高其交通運輸能力和安全性，才能保障社會穩定發展。通過對本項目加寬路基出現的病害進行分析，找出了病害產生的原因，提出了相應的預防措施，可以有效降低病害發生的概率，提高道路的使用質量，延長道路的使用壽命。