城市道路設計中軟基加寬改造設計相關問題研究

李金寶

【摘要】城市道路的路網(wǎng)布局和線路走向往往受現(xiàn)狀城市建筑條件的控制，道路的線路走向往往多采用利用老路進行拓寬改造。在軟土地基上的拓寬升級，需要妥善解決新老路基的差異沉降問題，加之老路存在縱橫坡失效和管線綜合布設問題，對該類型城市道路設計和日常養(yǎng)護均提出了更高的要求，以某城市主干道加寬改造為例，提出了在設計和日常養(yǎng)護中的關鍵策略，供類似工程參考。

【關鍵詞】城市道路；軟基加寬；設計要點

城市主干道的拓寬改造，需要綜合考慮軟土地基處理方案、排水方案和管線布設、新老路基結合部的處理、日常運營養(yǎng)護等關鍵問題，在工程設計過程中需要統(tǒng)籌考慮。為延長工程服務壽命，提高拼接施工質量，必須要總結以往經(jīng)驗，針對現(xiàn)場實際情況進行分析，規(guī)范管理施工，降低各項因素的影響，尤其是要做好沉降觀測，做好路段沉降測控，避免拼接路段沉降超標。

1、新舊路基拼接施工分析

為滿足生產(chǎn)生活需求，在進行城市道路工程建設時，經(jīng)常會遇到填方路基拼接施工作業(yè)。面對新舊路段地基結構、壓實度以及設計方案之間的差異，想要減少不均勻沉降問題的發(fā)生，必須要嚴格按照專業(yè)規(guī)范完成各項作業(yè)。一般均會選擇應臺階拼接形式處理，按照由下向上順序開挖臺階，并且在拼接路段，還需要將原有防護工程拆除，對坡面松土進行全面清理，然后沿著路基坡面開挖臺階，將臺階設計成與內傾斜式，便于拼接部位的壓實。在施工時要重點控制壓實作業(yè)，新舊路基拼接部位需要利用打夯機分薄層填筑壓實，必要時可以利用沖擊碾壓方法加強壓實，爭取提高新接路基的壓實度，減少后期不均勻問題的發(fā)生。另外，很多高速公路工程拼接施工，為避免路基不均勻沉降問題，選擇在拼接部位每層臺階處鋪設一層土工格柵，沿著路基橫向攤鋪，且搭接寬度在20cm以上，利用 U型釘錨固處理，提高該部位路基穩(wěn)定性和抗拉強度。

2、拓寬部分地基處理方案設計

原路基處理方案：一般路基地段未作深層處理，僅做墊層處理或加筋墊層淺層處理，再填土預壓，實施過渡性路面，經(jīng)過沉降觀測，待預壓期結束工后沉降滿足要求后，再實施永久性路面，原路對于橋涵等構筑物處理主要采用攪拌樁復合地基和淺層換填方案。依據(jù)現(xiàn)行設計規(guī)范，擴建路面控制標準：要求路基拼接時，應控制新老路基之間的差異沉降，原有路基與拓寬路基的路拱橫坡度的工后增大至不應大于 0.5%，設計時主要控制的指標有：穩(wěn)定驗算、工后沉降控制，在滿足上述設計標準的前提下，進行路基處理優(yōu)化設計，為了既保證軟土地基處理后能正常承載，又能滿足業(yè)主對工程造價和施工工期的要求，選擇合適的加固方法是十分重要的，對于軟基上既有城市道路的擴建工程，其處理方案不同于常規(guī)的軟基上新建道路方案，通過對現(xiàn)有路基的擾動、差異沉降、施工方案等因素的綜合分析考慮，對不同處治方案的造價及工藝、材料、機具要求等方面做了多種方案比選。經(jīng)過多階段設計論證和方案優(yōu)化，工程最終采用了先實施過渡路面，待路基沉降穩(wěn)定和新老路基差異沉降滿足要求后，再實施永久性路面的方式，節(jié)約了工程投資，經(jīng)濟和社會效益明顯。

3、新老路基結合部處置方案設計

利用專用分析軟件，對道路拓寬改造新老路基搭接部進行了考慮時效性的有限元分析，基于上述理論分析，工程創(chuàng)造性提出了新老路拼接段，在路面結構層采用“土工格室+多層單向高強土工格柵”的處置方案，在過渡路面期內使用效果良好。新老路拼接段，在路面結構層下老路基與新路基拼接處鋪設二層單向高強土工格柵，寬度為3米，伸入新老路基各1.5米，土工格室內回填40cm碎石通過在面層鋪設高分子土工聚合物材料，摻入高效抗車轍劑提高動穩(wěn)定度，較好的解決了反射裂縫和交叉口進口道的車轍問題。

4、縱坡和排水優(yōu)化設計

原有公路存在大量的零縱坡段，改造成城市道路時，原先的自然排水不再適用，需要進行有組織的管道排水，為了利用現(xiàn)有道路硬殼層和減小附加沉降，不宜對現(xiàn)狀路面進行大填大挖造坡，如果采用連續(xù)邊溝或者鋸齒形街溝設計，將給施工控制帶來較大難度，連續(xù)式邊溝蓋板極易損壞，給最外側車道的行車帶來安全隱患。本工程采用了“組合式側、平石+加密雨水口”的排水構造，將雨水口進行加密至 10～15 米，雨水口之間的路段，將路面花崗巖平石切割，與側石共同組成流水槽，就近排入鄰近的雨水口，路面雨水排放快速高效，確保了行車安全。

5、日常養(yǎng)護策略

裂縫是大多數(shù)病害的早期形式，因此，預防性養(yǎng)護的主要工作是做好裂縫病害的處置。初期裂縫對瀝青路面平整度和行車舒適度影響不大，所以常被管理部門忽視。一旦進一步發(fā)展，有可能產(chǎn)生基層甚至路基的各種病害，新老路面處是老路改造加寬過程中的薄弱環(huán)節(jié)，對于因殘余差異沉降引起的微裂縫，應進行預防性養(yǎng)護，防止路面徑流透過裂縫下滲進而加劇基層發(fā)生水損破壞，必須摒棄以往“不壞不修”的養(yǎng)護思維，要在路面仍是優(yōu)良的狀態(tài)下即開始預防性養(yǎng)護。比如在裂縫剛剛出現(xiàn)（寬度在3mm之內）時，進行及時灌縫，此時裂縫尚未充分發(fā)展，地表水尚未侵入，道路受損最小。

道路自開通運營以來路況良好， 取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，今后在類似項目的拼寬改造過程中，針對以下問題可開展進一步細化設計：如橋頭處理區(qū)與普通處理區(qū)過渡設計問題、既有加固方法效果提升和更加符合綠色環(huán)保的處理方法、不中斷交通情況下的處理技術等。

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