公路改擴建工程中舊路路基施工處置措施研究

陳軍

摘要 隨著我國經濟的增長，交通量持續增長，公路網不斷完善，公路改擴建項目越來越受到人們的重視。在公路改擴建項目中舊路路基對公路的整體質量起著重要作用。因此公路改擴建中，應保證舊路路基的穩定性和安全性。文章針對公路改擴建項目進行了以下內容分析：公路改擴建病害分析、公路改擴建舊路路基施工難點分析、改擴建舊路路基施工措施分析，依據實際工程對改擴建舊路基處理進行了詳細分析，保證舊路基具有較強的穩定性，為改擴建舊路施工提供了理論依據和分析方法。

關鍵詞 舊路路基;改擴建;施工難點;施工措施

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

0 引言

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

1 公路改擴建病害分析

1.1 公路擴寬方式

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

無論采用哪種改擴建方式，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水平，就常用的擴寬類改擴建方式而言，無論何種擴寬方式都會對原有路基附加荷載作用，在擴寬后新舊路基產生的沉降、應力、位移、孔隙水壓力等都會有不同影響[1]。

1.2 公路擴寬病害機理分析

1.2.1 新舊路基變形不協調

（1）路基固結變形。路基施工時，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，如腐質土、生活垃圾，植物根莖等。這會導致路基填料不良、路基強度差、穩定性不足等[2]。因此在進行新舊路基拼接過程中，新路基的壓實性不足，最終導致路堤出現豎向變形。當路堤的壓實度不能滿足要求時，路堤內部常出現積水的現象，使新舊路基間的沉降差更加明顯。壓實度不足的影響因素有很多，如：壓實方法不當、松鋪厚度較大等[3]。

（2）地基固結變形。當填方路基的地基為軟土路基時，施工完后會存在一定沉降，會導致路基出現較大的沉降變形，新舊路基間出現沉降差。導致該現象發生的因素有：原地基處于低洼地帶、未采用加固方法或加固方法錯誤、地基的強度不夠等。

（3）其他。地下水或降雨侵入地基后，導致土體內部的應力分布狀態和土體結構參數發生改變，使土體強度降低。路基填土含水量發生變化時，土的重度也會發生變化，導致新老路基間發生沉降差[4]。

由于道路進行了擴寬，通車后車流量向新路移動，這會使新路基在車輛荷載作用下發生固結沉降。舊路基運營年限較長，路基達到穩定狀態，因此新舊路基間會產生沉降差。

1.2.2 結合部位處理不當

（1）施工原因。擴寬部位的路基具有施工復雜、施工難度大的特點。對路基進行壓實時機械很大程度受限，最終導致新舊路基連接部位的壓實度達不到規定要求。當施工完成后，未對結合部位、路肩部位、坡腳等進行沉降監測且養護條件未達到標準，會導致新舊路基結合部位強度不足。

（2）土工材料原因。路基相關規范要求：當填土高度大于3 m時，在新舊路基結合部位設置土工材料（土工格柵、土工格室）。如該處未設置土工材料，或未按照施工要求進行設置，材料不能發揮自身的功能，最終導致結合部位出現不良受力的狀況[5]。

2 公路改擴建舊路路基施工難點

2.1 施工難點分析

公路改擴建施工中，舊路路基存在的主要問題是新舊路基拼接時裂縫的處置問題。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，經歷了較長時間的固結沉降，發生變形的程度較小。擴寬路基建成初期會出現較大程度的沉降，且沉降時間較短，因此在新舊路基拼接位置會出現不均勻沉降。不均勻沉降還會導致路基的附加應力增大，當附加應力大于路面材料的抗拉強度時，路面會出現縱向裂縫[6]。當雨水季節來臨時，或地下水位較高時，地表水滲入到路基內部，降低路基土體強度，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 公路改擴建理論不完善

近年來，我國公路改擴建項目主要是多車道的改擴建，施工過程中，舊路路基施工標準主要參照國外進行，國內沒有符合我國地質情況和國情的理論方法，因此在對舊路施工時，路基的穩定性和施工安全性無法得到保證。

2.2.2 改擴建目標單一

我國公路進行改擴建的目的：現有道路等級無法滿足持續增長的交通量。對于現狀情況的局限性理解導致交通量成為公路改擴建唯一的目標。同時改擴建工程對自然環境和社會效益以及經濟變化的影響分析較少。

2.2.3 缺乏路基沉降差控制標準

新舊路基結合部位，由于壓實度不同、填料不同，最終導致該處出現較大沉降差異。但是由于國內外研究人員對于擴寬路基的差異沉降控制標準沒有統一規定和理論研究，導致擴寬道路的舊路基施工沒有統一的評價標準，對于沉降差的控制措施也存在一定的盲目性。

3 改擴建舊路路基施工措施

3.1 舊路路基施工要求

提高公路改擴建質量水平的主要方式是減少新舊路路基拼接的縱向裂縫。在進行施工設計時，采取措施加強該處的橫向連接，避免病害的發生。公路改擴建項目中，對于舊路路基施工時的總體要求如下：

（1）公路改擴建項目施工時，施工計劃主要依據標段劃分。施工完成后，及時對完成路段進行防護和加強措施，防止縱向裂縫和縱向斷裂等病害的發生。

（2）公路施工過程中，根據地勘情況采取不同地基處理措施來提高路基的穩定性。對于橋頭路基應進行特殊處理，并提高路基的壓實度。

（3）當地質條件較差時，采取相應措施進行加固補強。如通過強夯對舊路基基底進行處理。對于擴寬段應進行壓實，保證路基的壓實要求及穩定性。

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

（5）公路改擴建項目中，為保證路基的穩定性和安全性，認真落實防護工作。根據邊坡坡率以及邊坡的高度對邊坡的防護形式進行確定。對于沖溝或魚塘段進行護坡處理。對全線不穩定部位應進行加固處理。

3.2 舊路路基施工措施

3.2.1 基底處理

公路改擴建項目實施前，對原有道路的地質情況以及路面結構等進行調查，對舊路地表或坡面存在樹根、雜草路段進行清除，并對不良土質進行清理。對于原有道路的邊坡防護進行清除，坡腳存在支擋結構的部位進行圬工清理。對淤泥污水段，進行清淤處理，并換填一定強度的石渣，利用壓路機壓平，保證基底的壓實度滿足規定要求。對正常地段的路基，通過振動壓路機碾壓，使壓實度滿足要求。當地基存在紅黏土或濕陷性黃土時，通過摻灰處理，提高基底的強度。

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，然后在原有路基結合處挖臺階，新舊路基結合處鋪設土工格柵，防止新舊路基銜接處產生不均勻沉降，同時選擇優質路基填料，對新舊路基結合部進行強夯或沖擊碾壓、晾曬、換填等技術處理。

3.2.3 軟基處治

如果對軟土地基公路工程進行路基擴寬，必須先對舊路路基進行處理。軟土地基的處理要按照地質情況、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，公路改擴建工程對于軟弱地基的處理更加嚴格，對路基整體穩定性和工后沉降量大小也有更高的要求。根據軟弱地基處理方法的適用范圍可將其劃分成以下幾個方面：

（1）當軟土層厚度不大于3 m時，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性較好的材料。

（2）當軟土層厚度大于3 m時，一般路段推薦采用排水固結法，包括砂墊層預壓、塑料排水板或袋裝砂井預壓。砂墊層預壓適用于軟土淺的情況，對設置砂墊層預壓就能達到規范要求的軟土段落，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，采用復合地基法（如水泥攪拌樁、碎石樁等）進行處理。

（4）新舊路路基銜接部位，通過超載預壓、粉噴樁進行處理。該方法優點為：對原道路運營影響程度較小，施工費用較低。因此在我國改擴建項目中較為常用。

3.2.4 舊路路基加筋

為保證新舊路基間具有較好的結合性，在二者間設置土工格柵。土工格柵具有較強的抗拉性能，在舊路路基和路床位置鋪設土工格柵可以有效減少縱向裂縫的產生，改變土體的應力分布形式，提高土體強度。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。當舊路基無土工格柵時，路基填料為散狀顆粒，水平方向會產生一定程度位移。結果如圖2所示。鋪設土工格柵后會對土體的側向位移進行約束。

4 案例分析

4.1 工程概況

工程為某地區的二級公路改擴建項目，采用雙向四車道一級公路標準，設計時速80 km/h，路基寬度24.5 m。路基橫斷面構成為：0.75 m土路肩+2.5 m硬路肩+2×3.75 m行車道+0.5 m左側路緣帶+2 m中央分隔帶+0.5 m左側路緣帶+2×3.75 m行車道+2.5 m硬路肩+0.75 m土路肩=24.5 m。路基標準橫斷面如圖3所示。擴寬采用單側擴寬。

4.2 舊路擴寬處理

路基擴寬前，對原路基表層土進行清除。軟土厚度小于3 m，因此采用換填法進行處理，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;沖刷嚴重路段，采用拱形骨架防護;浸水路段采用M7.5漿砌片石防護;受河水沖刷路段，采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，以保證路基穩定。新舊路基結合部位利用土工格柵進行橫向加強。

5 結語

通過對擴寬路基進行分析，得到以下結論：

（1）擴寬路基施工的重點為消除新舊路基間的裂縫。

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

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

參考文獻

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