公路改擴建中新舊路基連接綜合處治

李寶安

摘 要：針對公路改擴建中新舊路基連接部位的處治問題，從力學(xué)角度對路基進行了分析，研究了新路基填筑的方法和新舊路基銜接問題，給出了新舊路基綜合處治設(shè)計方案，研究結(jié)果表明，提出的綜合處理方案能夠滿足公路改擴建新舊路基的處治。

關(guān)鍵詞：公路改擴建；新舊路基；新路基填筑；綜合處治

1.序言

在公路改建中，拓寬后路基的質(zhì)量問題很大程度上決定著改建后公路的使用壽命。而控制、延緩連接部處的開裂是保證拓寬改造公路質(zhì)量的關(guān)鍵之一。由于路基原因引起的路面縱向裂縫兩類，一類是由于路基拓寬后新舊路之間的不均勻沉降，致使在連接部產(chǎn)生的縱向裂縫；另一類是由于路基填土的強度不足，新填筑的路基土頂面的當(dāng)量回彈模量和原路面頂面的當(dāng)量回彈模量相差較大，在新鋪設(shè)的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，特別是在交界處位置產(chǎn)生較大應(yīng)力，甚至產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，而引起的路面開裂。

從力學(xué)角度分析，路基土的模量對路面結(jié)構(gòu)影響較大，增加路基強度及回彈模量，可以適當(dāng)減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度，降低工程造價；同時，也必須保證路面結(jié)構(gòu)下承層的均勻性，在加寬路段，在新填路基上鋪筑一定厚度的水泥石灰穩(wěn)定土，以期取得與舊路頂面相同的當(dāng)量回彈模量。

2.新路基填筑

2.1地基處治

（1）低路堤處治

對于低路堤，當(dāng)?shù)鼗敛皇鞘周浫鯐r，新拓寬段地基部分可以按一般路基進行填筑，必要時可進行換填和加固。主要是因為路基填土高度較小，作用于地基上的應(yīng)力不大，當(dāng)?shù)乇碛杏矚訒r，路基下土層實際附加應(yīng)力更小。因此設(shè)計及施工中應(yīng)盡量利用原狀土結(jié)構(gòu)強度，不擾動下臥層。在路基填筑時如有必要可鋪設(shè)土工布或土工格柵，以加強路基的整體強度及板體作用，防止路基不均勻沉降而產(chǎn)生反射裂縫。

（2）高路堤處治

高路堤拓寬部分地基必須進行特殊處理，這是由于高路堤引起的沉降較大，如不進行處治，必然會引起較大的不均勻沉降，從而導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生。如果高路堤拓寬部分為軟土地基，就更應(yīng)采取措施加強處治。因此設(shè)計及施工中為了確保路基穩(wěn)定、減少路基工后沉降，對高路堤拓寬可采取粉噴樁、砂樁、塑料排水體、碎石樁等處理措施，并配合填筑輕型材料。江蘇連云港地區(qū)204國道拓寬改造高路堤試驗路段拓寬路基部分軟土地基采用粉體攪拌樁處理，效果相當(dāng)明顯，它確保了高路堤路基穩(wěn)定，最大限度的降低了施工沉降和工后沉降，從而減少了新舊路基的不均勻沉降；同時還能縮短工期，確保工程質(zhì)量。

在高路堤的處治過程中，不宜單獨采用換填砂石或加固土處治，因為這些方法只適合于淺層處治以及路基填土較低的情況。單獨采用土工格柵進行處治也是徒勞無功的，它只能減小沉降差。加強新舊路基連接部位強度，對于減少大規(guī)模沉降是不起作用的，但土工格柵可以結(jié)合粉噴樁、砂井排水等措施，鋪設(shè)于新舊路基連接部位開挖臺階處，從而形成綜合處治措施。

高路堤路基一側(cè)拓寬時，還應(yīng)防止新路基失穩(wěn)，由于路基不均勻沉降差值大，易在連接部位產(chǎn)生滑動剪切面，若再施工過快，極易使路基滑動。因此，高路堤拓寬時，一定要進行路基穩(wěn)定性驗算，采取有效措施，防止路基失穩(wěn)。

2.2新填路基

新路基填土的模量對于沉降及側(cè)位移影響較小，增大填土壓實度對降低總沉降影響并不明顯，但路基填土模量對其自身的壓縮變形有很大影響，特別是對于高路堤這種影響比較明顯。因此，加強路基填土壓實很有必要。提高和改善填料性質(zhì)的措施有：

（1）輕質(zhì)填料路堤

采用粉煤灰、石灰的輕質(zhì)填料填筑的路堤，不僅可以降低新路堤的自重，減小路堤的壓縮變形，而且還可以提高新路堤的強度和剛度，減小路基在行車荷載作用下的塑性累積變形。輕質(zhì)填料路堤同時起到了減小新舊路基間剛度差異和不均勻沉降的作用，從理論和工程實踐分析，是舊路加寬方案中較為理想的一種措施。

（2）砂礫石填料

砂礫石可壓縮性較小，采用砂礫石填料可大大減小路堤的壓縮變形，提高承載力。如石料來源緊張，可用磚渣等代替，同時還可采用隔層填筑的方法，即每填筑4～5層土后，再用碎磚灰土填筑一層，起補強作用，使填料更具整體性。

（3）沖擊補強

采用沖擊壓實方法可以有效地提高壓實度，降低工后沉降量。

3.新舊路基銜接

路基拓寬處理后，在連接部產(chǎn)生一定的沉降差值，特別是新拓寬路基工后沉降較大，而舊路基已經(jīng)完成了相當(dāng)?shù)墓ず蟪两盗?，這樣不可避免地在連接部位產(chǎn)生沉降差值突變，由此產(chǎn)生的集中應(yīng)力易導(dǎo)致道路產(chǎn)生縱向裂縫。因此，需采取處治措施，以減少新拓寬路基的沉降量，進一步縮小新舊路基的沉降差；同時加強新舊路基的銜接，并保證路基的填筑質(zhì)量，用來減輕新舊路基性質(zhì)差異所產(chǎn)生的危害。

新拓寬路部分比舊路部分有較大的沉降量，這是導(dǎo)致路面縱向裂縫的主要因素，如果連接部位處理不好、連接部強度不足，更加劇縱縫的出現(xiàn)。因此，要采取一定的技術(shù)處理措施，加強新舊路基的銜接：

（1）清除舊路肩邊坡上草皮、樹根及腐蝕土等雜物。

（2）舊路肩質(zhì)量較差，達不到設(shè)計要求，將土路肩翻曬或摻灰重新碾壓，

以達到質(zhì)量要求。可以通過修建試驗路，改進路基開挖臺階的方案，由從土路肩開始下挖臺階，改為從硬路肩開始下挖臺階，這種改進方案可以消除舊路基邊坡壓實度不足的弊病，加強新舊路基的結(jié)合程度，減少新舊路基結(jié)合處的不均勻沉降。

（3）嚴(yán)格按照施工規(guī)范中對新舊路基銜接的要求開挖臺階，而且臺階的數(shù)量要盡可能多，為新舊路基的銜接提供更多接觸面，更利于新舊路基的結(jié)合。在部分填方較高的路段采取逐步開挖的方式施工，同時做好排水與安全防護工作。

（4）嚴(yán)格控制新舊路基結(jié)合帶的壓實，對新舊路基結(jié)合帶（大型壓路機的壓實施工死角）用打夯機分薄層填筑壓實。必要時可采用沖擊碾加強壓實，實踐證明沖擊碾壓可以提高新舊路基的壓實度，對加強新舊路基的結(jié)合和減少不均勻沉降，效果非常明顯。

4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計

通過分析，結(jié)合國內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實踐中可根據(jù)實際情況有針對性選擇。

方案一：臺階開挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通?？梢圆徊捎锰厥獾奶幹未胧苯娱_挖臺階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時對基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，從理論分析和工程實踐上來看，是舊路加寬方案中較為理想的一種處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對軟弱地基進行處治是一種較為理想的方法，同時結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過于軟弱，含水量較大時，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類似。

參考文獻

[1] 陳英.土工格柵在道路建設(shè)中的若干應(yīng)用[J].科技信息，2011.25.

[2] 曹盛明、程名.論高速公路收費站改擴建工程設(shè)計要點和方法[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012.03.

[3] 李冬雪、鄧衛(wèi)東、葛娟.考慮土工格柵蠕變的加筋路堤變形分析[J].長安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011.05.

[4] 封曉黎.高速公路路基加寬施工技術(shù)[J].交通世界（建養(yǎng).機械），2011.08.

[5] 王大智.軟土路基加固設(shè)計應(yīng)用探討[J].黑龍江交通科技，2011.05.

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[8] 張躍志.高速公路路基加寬工程施工質(zhì)量控制要點[J].北方交通，2011.11.

4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計

通過分析，結(jié)合國內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實踐中可根據(jù)實際情況有針對性選擇。

方案一：臺階開挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通?？梢圆徊捎锰厥獾奶幹未胧苯娱_挖臺階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時對基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，從理論分析和工程實踐上來看，是舊路加寬方案中較為理想的一種處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對軟弱地基進行處治是一種較為理想的方法，同時結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過于軟弱，含水量較大時，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類似。

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4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計

通過分析，結(jié)合國內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實踐中可根據(jù)實際情況有針對性選擇。

方案一：臺階開挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通?？梢圆徊捎锰厥獾奶幹未胧?，直接開挖臺階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時對基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，從理論分析和工程實踐上來看，是舊路加寬方案中較為理想的一種處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對軟弱地基進行處治是一種較為理想的方法，同時結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過于軟弱，含水量較大時，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類似。

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