淺析舊路拓寬存在的問(wèn)題及處理措施

徐偉

（四川中恒工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000）

淺析舊路拓寬存在的問(wèn)題及處理措施

徐偉

（四川中恒工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的舊路亟待拓寬改造，如何處理新老路基的搭接，減少不均勻沉降對(duì)道路使用壽命及安全的影響成為此類(lèi)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。首先就舊路拓寬普遍性存在的不均勻沉降問(wèn)題及產(chǎn)生此類(lèi)病害的原因進(jìn)行了簡(jiǎn)述，總結(jié)了目前舊路拓寬工程中常用的處理措施。最后結(jié)合拓寬改造工程實(shí)例，以減少不均勻沉降為目的，從加寬斷面的選擇及加寬部分路基處理兩個(gè)方面進(jìn)行了介紹。

舊路拓寬；病害；處理措施

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市人口密度迅速增長(zhǎng)，土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的限制導(dǎo)致城市建設(shè)區(qū)域不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)道路交通運(yùn)量及需求亦迅猛增長(zhǎng)，原本連接城市周邊的道路已無(wú)法滿(mǎn)足城市發(fā)展和服務(wù)對(duì)象的需要，亟待增加機(jī)動(dòng)車(chē)道的數(shù)量、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道、管線、照明、景觀綠化等功能設(shè)施。根據(jù)過(guò)去拓寬改造的工程實(shí)踐，此類(lèi)工程較為常見(jiàn)的問(wèn)題是新老路基搭接的不均勻沉降問(wèn)題。如何處理新老路基的搭接，減少不均勻沉降對(duì)道路使用壽命及安全的影響成為此類(lèi)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 舊路拓寬改造的主要問(wèn)題

（1）路基的損壞主要表現(xiàn)為新老路基間的差異沉降、沿新老路基結(jié)合面的滑移和新填路基的整體失穩(wěn)。

（2）路基的差異變形會(huì)通過(guò)路面結(jié)構(gòu)反映到路表上，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的損壞。瀝青路面會(huì)在結(jié)合部產(chǎn)生縱向裂縫、面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等。水泥混凝土路面會(huì)在結(jié)合面附近出現(xiàn)擴(kuò)展的縱縫或橫縫、錯(cuò)臺(tái)，進(jìn)一步發(fā)展會(huì)引起板底卿泥、脫空，裂縫處板塊斷裂以及裂縫惡化等現(xiàn)象。

（3）特別是公路斷面拓寬為城市道路，城市道路作為城市管線的載體和敷設(shè)通道，路基與管線的不均勻沉降存在一定的沉降差，導(dǎo)致管線的接頭松動(dòng)、開(kāi)裂等病害。特別是雨污水管的損壞，將大量的外界水引入到路基中，進(jìn)一步加劇了新老路基的沉降差。過(guò)大沉降可能引發(fā)二次事故，如燃?xì)夤芫€爆燃、給水管爆管、電力通道漏電等。

（4）隨著路面病害的產(chǎn)生和道路縱橫坡的變化，道路結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能也隨之下降，當(dāng)路面狀況指數(shù)、結(jié)構(gòu)承載力、平整度等下降到一定程度時(shí)，影響行車(chē)舒適及安全，還將影響城市市容市貌，并產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。

2 引起拓寬道路病害的主要原因

（1）在設(shè)計(jì)過(guò)程中專(zhuān)業(yè)間存在設(shè)計(jì)方法、理論體系的差異。城市路基設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)道路路基的沉降值進(jìn)行了規(guī)定，未對(duì)新老路基間的沉降值做規(guī)定，僅對(duì)沉降差異引起的工后路拱坡度增大值有不應(yīng)大于0.5%的規(guī)定。目前沒(méi)有針對(duì)市政管線的沉降差控制標(biāo)準(zhǔn),管線主要通過(guò)管底承載力進(jìn)行控制，對(duì)管線設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)。設(shè)計(jì)沉降計(jì)算中將埋設(shè)在道路下的各種市政管線簡(jiǎn)化為置于彈性地基上的柔性梁,它隨地基的變形而變形,這與管線實(shí)際變形、受力情況差距較大，因?yàn)楣芫€的彈性模量和剛度同地基土相比均有很大的差距,在荷載作用下變形上有一個(gè)協(xié)調(diào)過(guò)程。同時(shí)很少針對(duì)市政道路實(shí)施監(jiān)測(cè),對(duì)埋設(shè)管道開(kāi)挖時(shí)土體的滑移情況及管線使用中各部分的受力情況缺乏了解,無(wú)法進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牡鼗幚恚瑢?dǎo)致道路、管線專(zhuān)業(yè)“各自為政”,缺少綜合考慮。

（2）新老路基不均勻沉降的差異。這是舊路拓寬工程容易產(chǎn)生縱向裂縫的最主要原因。新老路基壓縮固結(jié)時(shí)間不同，老路路基經(jīng)多年荷載作用，沉降變形己經(jīng)趨于穩(wěn)定，而新路路基在施工過(guò)程中以及竣工通車(chē)后都將有較大的沉降變形發(fā)生。因此，新老路基的土基不能完全協(xié)同變形，將產(chǎn)生不均勻沉降。同時(shí)，道路拓寬工程一般工期較短，控制工后差異沉降的難度較大。

（3）新老路基強(qiáng)度和剛度的差異。新老路修筑年代和填料的CBR值、粒徑、含水量不同，因此加寬路基填筑土料與老路基填料不可能完全相同。填料經(jīng)自身重量、路面和車(chē)輛等荷載的作用，老路基己經(jīng)完全被壓實(shí)，而新路基的填料雖經(jīng)嚴(yán)格壓實(shí)，仍有塑性累積變形的存在。

（4）新老路基結(jié)合部處治措施不當(dāng)。新老路基結(jié)合部是拓寬工程的最薄弱部位，最容易發(fā)生路基病害。若結(jié)合部表面土體強(qiáng)度不足、臺(tái)階開(kāi)挖不合理以及加筋處治不當(dāng)?shù)龋瑢?huì)導(dǎo)致拓寬路基沿結(jié)合面產(chǎn)生滑移或蠕變，在結(jié)合部路面產(chǎn)生縱向裂縫；如果工后路面排水措施不完善，路表水沿裂縫大量下滲，會(huì)加速路基的變形和失穩(wěn)。

（5）施工因素的影響。施工因素是導(dǎo)致拓寬路基病害的重要因素，新老路基結(jié)合部施工過(guò)程中的以下情況會(huì)形成路基病害隱患：

a.結(jié)合部的表面根植土、松散土層、腐殖土、風(fēng)化層、雜物等清理不徹底，原土路肩、硬路肩部位不適宜做填料的材料換填不徹底、填料粒徑偏大、含泥量多、透水性不佳等，使新老路基結(jié)合部形成薄弱的帶狀結(jié)合面。

b.邊坡開(kāi)挖面過(guò)大，在已開(kāi)挖的邊坡處沒(méi)有及時(shí)堆放反壓材料，使老的邊坡開(kāi)挖面長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，受到雨水直接沖刷，造成新老路基虧方，新老路疊合面減少。同時(shí)，地基處理施工、抽水清淤及交通荷載等都會(huì)對(duì)削坡開(kāi)挖后的老路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

c.路基填料壓實(shí)不到位，引起不均勻沉降，使新老路面結(jié)合部開(kāi)裂。道路拓寬改建通常受地形限制，加寬寬度較小時(shí)，大型壓實(shí)機(jī)具很難發(fā)揮作用，壓實(shí)難度較大，特別是新老路基結(jié)合部。較低的壓實(shí)度不僅會(huì)使路基塑性累積變形大大增加，而且抗變形能力也大幅下降。

d.填筑速率過(guò)快，由于拓寬改造工程工期相對(duì)較緊，過(guò)快的填筑速率使新路基的沉降速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原路基的沉降速率，造成原路基失穩(wěn)或?qū)⒃访胬隽芽p。

e.施工中路基排水措施不到位，雨水滲入新老路基，使得結(jié)合部土體的強(qiáng)度降低，影響結(jié)合面的黏結(jié)固結(jié)效果。

3 常用處理措施

舊路拓寬工程病害的成因是多方面的，但新老路基之間的不良結(jié)合和不均勻變形是最根本的原因，也是路基拓寬工程中的主要控制因素。因此，在道路拓寬工程中必須采取切實(shí)有效的工程技術(shù)措施，減小地基的不均勻沉降，保證新老路基的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性，加強(qiáng)新老路基結(jié)合部的處治措施，減少拓寬工程路基的病害發(fā)生。

（1）用地條件允許的情況下，避免直接搭接，盡量新老路基各自成為獨(dú)立的路基單元。比如老路加寬時(shí)在斷面形式選擇上在搭接處設(shè)置綠化帶、設(shè)施帶等對(duì)沉降要求低的斷面布置。

（2）當(dāng)不得以采用新老路基搭接時(shí)，盡量增加新老路基的整體性，如采取舊路路堤臺(tái)階開(kāi)挖、土工合成材料加筋墊層和加筋土路堤。

（3）減少路基土“水”的變化對(duì)路基穩(wěn)定性的影響。路基土中的“水”主要來(lái)自外界的地表水和內(nèi)部管線滲漏水的增多，路基土中“水”的變化帶來(lái)路基土的黏聚力和內(nèi)摩擦角變化引起路基土強(qiáng)度減弱。因此對(duì)路基土“水”的變化采取截、防、梳等方法：截是采取土工織物防滲和排水、鋪設(shè)土工合成材料防裂層；防是新埋管線接頭處理盡量采用柔性接頭，增加管線可變形程度，避免管頭接口破壞漏水；梳是采用透水性好的填料填筑和設(shè)置碎石盲溝等技術(shù)措施。

（4）減少路基自身的固結(jié)沉降對(duì)新老路基不均勻沉降的影響。路基土自身固結(jié)程度主要由材料自身特性和壓實(shí)度兩個(gè)因素決定，因此在新老路基搭接時(shí)，材料選擇上宜采用易于壓實(shí)、含水量易控制的透水性填料、高強(qiáng)改良土、中空膨脹混凝土填筑，對(duì)搭接的壓實(shí)度要求宜采用較高標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)加寬寬度小于1 m，不易碾壓時(shí)可采取超寬填筑或超挖既有路基。

（5）減少軟基處理對(duì)現(xiàn)狀路基的影響。軟土、人工填土等具有壓縮性高、承載力低等特點(diǎn)，對(duì)軟弱地基、基底淤泥、膨脹土、濕陷性黃土、地下水位較高軟土、液化性粉砂等路基拓寬范圍的軟土地基處理宜采用復(fù)合地基，不宜采用排水固結(jié)及強(qiáng)夯，此兩種方法會(huì)造成新老路基地基土層加速固結(jié)，增加了路基的不均勻沉降。當(dāng)原軟土地基需采用排水固結(jié)法處理時(shí)，路基拓寬不得降低既有路基下的地下水；對(duì)水塘、河流、水庫(kù)等路段進(jìn)行排水清淤時(shí)，必須采取防滲和隔水措施后降水。

（6）合理安排工期及鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)段。施工工序安排上，路基填筑速率不宜過(guò)快，需給新建路基提供自然固結(jié)的時(shí)間周期，然后鋪設(shè)路面。對(duì)于工程項(xiàng)目長(zhǎng)度較長(zhǎng)、地質(zhì)條件復(fù)雜的可采取鋪設(shè)試驗(yàn)段，通過(guò)試驗(yàn)段實(shí)測(cè)舊路路基與新建路基之間的沉降差，通過(guò)路面增加預(yù)鋪沉降差的高度，使新老路面在路基自然固結(jié)期結(jié)束后標(biāo)高基本一致，減少表觀上的沉降及裂縫。

（7）其他輔助措施。對(duì)于城市道路周邊一般均為開(kāi)發(fā)用地需要場(chǎng)平，因此可以盡早場(chǎng)平，減少路基坡面的臨空面，減少搭接處的沉降滑移。

4 工程實(shí)例

經(jīng)五路位于某市開(kāi)發(fā)區(qū)，原為省道，現(xiàn)狀道路為公路斷面，雙向四車(chē)道，設(shè)置有緊急停車(chē)道，寬度約為22.5 m。根據(jù)城市規(guī)劃，該道路為城市主干路，將該公路斷面改造拓寬為雙向六車(chē)道，同時(shí)增設(shè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道及綠化帶。

4.1 斷面選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，現(xiàn)狀道路僅使用了四年，路面情況較好，交通量較大，無(wú)法中斷交通?，F(xiàn)狀道路斷面劃分如圖1所示。

圖1 現(xiàn)狀道路斷面劃分示意圖（單位：cm）

現(xiàn)狀道路寬度可布置下雙向六車(chē)道，不影響現(xiàn)狀路拱，僅對(duì)標(biāo)志、標(biāo)線重新設(shè)置。增設(shè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道及人行道，如何減小新老路基的不均勻沉降為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。從斷面選擇上，考慮在新老路基搭接處設(shè)置1.5 m側(cè)分帶，側(cè)分帶很好地作為新老路基不均勻沉降的緩沖帶，同時(shí)作為機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)分隔保障非機(jī)動(dòng)車(chē)的騎行安全和路燈設(shè)置的設(shè)施帶，如圖2所示。

圖2 拓寬后道路斷面劃分示意圖（單位：cm）

4.2 搭接處及路基處理

新老路堤為性質(zhì)及壓實(shí)度有差異的兩個(gè)實(shí)體，保證新填路堤的穩(wěn)定，減少新老路堤的差異沉降，并確保施工期間經(jīng)五路不影響正常通車(chē)，對(duì)加寬路基斷面采取如下措施進(jìn)行處理：

（1）設(shè)置土工格柵。為了有效提高填土體的整體性和穩(wěn)定性，調(diào)整地基附加應(yīng)力分布，減小差異沉降，在新路堤中設(shè)置兩層土工格柵。格柵的強(qiáng)度不小于80 kN/m。

（2）設(shè)置臺(tái)階開(kāi)挖邊坡。填筑新路堤前，先改變舊路基邊坡線形，按每層填土厚度，將舊路邊坡開(kāi)挖成階梯式的折線形，臺(tái)階面寬1.5 m，高1 m，階梯頂面做成4%的倒坡，以加強(qiáng)新老路堤結(jié)合效果。

（3）填料選擇及施工參數(shù)。施工時(shí)采用與原路基相同或物理力學(xué)性能較好的材料填筑，并適當(dāng)提高新填路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，采用97%，減小新舊路基密實(shí)度差異。填筑時(shí)，控制好每層的松鋪厚度，嚴(yán)格控制含水量，保證所需的壓實(shí)遍數(shù)，按規(guī)定頻率檢查壓實(shí)度，確保達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）不良路基處理。根據(jù)地勘報(bào)告，新老路基范圍內(nèi)由上向下為人工填筑、雜填土、高液限黏質(zhì)土、中液限黏質(zhì)土、粉砂質(zhì)泥巖，清除人工填筑、雜填土后，根據(jù)高液限黏土深度采用水泥攪拌樁，使樁與軟土地基形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小地基變形，如圖3所示。

圖3 不良路基處理示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

舊路加寬處治的方案很多，各種方案都具其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。在進(jìn)行具體的方案設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)各種方案進(jìn)行充分的研究，然后綜合考慮具體工程的地質(zhì)條件、道路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、使用要求、現(xiàn)場(chǎng)施工條件以及對(duì)周?chē)h(huán)境的影響等因素，選擇最適宜的方案。

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U418.8

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1009-7716（2017）12-0034-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.010

2017-08-25

徐偉（1986-），男，四川成都人，工程師，從事路橋設(shè)計(jì)工作。