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(yǎng)護和應(yīng)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(yǎng)護和應(yīng)急中心666100）

國民經(jīng)濟快速發(fā)展的時代背景下，傳統(tǒng)交通運輸網(wǎng)絡(luò)已無法滿足社會發(fā)展需求，因此各地公路等基礎(chǔ)工程都展開擴建施工。特別是某些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，這一現(xiàn)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(chǔ)工程設(shè)施具有公共服務(wù)型特征，因此施工質(zhì)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(xiàn)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(guān)注的重點。本文正是基于此現(xiàn)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(guān)鍵、質(zhì)量提高是核心、安全風險防范是保障、病害預(yù)防是重點。本文將按照這一思路，重點結(jié)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(yīng)對策略。

1 公路改擴建路基病害表現(xiàn)及成因

1.1 公路改擴建老路基交界部位產(chǎn)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(jié)，因此產(chǎn)生不規(guī)則沉降的部位通常為路堤。該裂縫的出現(xiàn)，一方面是因新老路基結(jié)合部沉降速率以及沉降部位不同，導致二者產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性沉降差；另一方面，新老路基相關(guān)聯(lián)區(qū)域會產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此沉降部位彎拉應(yīng)力較大。如果外部結(jié)構(gòu)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(shè)新面層與增設(shè)補強層的同時，會導致（Ⅰ區(qū)）土基壓力P1上升，Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)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(chǎn)生不規(guī)則沉降現(xiàn)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(chǎn)生壓力差，因此路面產(chǎn)生裂縫[2]。

1.2 公路路基翻漿問題表現(xiàn)與成因

此現(xiàn)象在我國北方各地區(qū)及南方季節(jié)性冰凍區(qū)較為常見。一方面自然因素導致，比如粉質(zhì)土最易翻漿，同時當冰結(jié)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(shè)置防凍層及公路路基標高設(shè)計不足、分層壓實度不夠、甚至路面排水設(shè)施不良，都會導致翻漿。

1.3 公路改擴建高路堤表現(xiàn)與成因

在老路改造過程中，提高路基高度會導致路基穩(wěn)定性下降、路基變形等問題出現(xiàn)，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(cè)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(guān)施工指標不能達到如下要求，也可能導致公路病害出現(xiàn)。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(jié)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(yè)。公路老路肩接縫部位應(yīng)將雜物清理徹底，避免路基產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象。公路新老路基交接部位應(yīng)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(jié)構(gòu)強度不同而產(chǎn)生差異沉降現(xiàn)象。同時，在新老路基結(jié)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(shè)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(shè)施，在路基上部適當增加臨空面積，以增強水分蒸發(fā)。與此同時，避免公路路基受水浸及雪埋而結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。在某些粉性土質(zhì)以及重冰凍區(qū)地段，不能單純依靠提升路基高度而增強其結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(shè)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(tài)下，路基水分集聚，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)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(shè)路基滲溝或盲溝，以護路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.3 公路改擴建高路堤處治與防治

高路堤填筑作業(yè)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(shè)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(fā)生嚴重沉降變形情況。當公路路基為軟土地質(zhì)時，應(yīng)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(jié)合部，可利用土工格柵及挖臺階或鋪設(shè)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(jié)構(gòu)失穩(wěn)，尤其是暴雨多發(fā)地區(qū)，公路路基會受到邊坡沖刷及雨水侵蝕作用。針對上述現(xiàn)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(nèi)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(shù)換掉。

3 結(jié)束語

綜上所述，公路改擴建施工過程中，病害具有突發(fā)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(xiàn)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(yīng)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(fā)現(xiàn)，公路改擴建路基處理方式有多種，各種方案都有各自的優(yōu)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(jié)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(jié)凍土地區(qū)改擴建公路路基的設(shè)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(yǎng)·機械），2015，08：58～59.

[3]楊靜，李海平.壓力灌漿技術(shù)在新舊路基差異沉降防治中的應(yīng)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