公路改擴建工程中舊路路基施工處置措施

胡豐振

（中交一公局集團有限公司海外事業(yè)部，北京 100024）

近年來隨著我國經(jīng)濟水平的飛速發(fā)展，公路作為我國基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)步伐日益加快。原有的公路由于設(shè)計標準較低，隨著交通量的逐年提高已經(jīng)超過其設(shè)計通行能力，造成公路交通壓力大，容易出現(xiàn)交通擁堵等現(xiàn)象，并可能導(dǎo)致其在路網(wǎng)中的地位與實際運輸能力不符。目前解決這一問題一般有新建公路和改擴建公路兩種方式，后者由于建設(shè)周期短、占地面積少、耗費資金少等特點，在改善公路通行能力上應(yīng)用廣泛。但是公路改擴建項目難度較大，需要考慮新路和老路的銜接問題、老路的交通問題等，這使得公路改擴建過程中會受到許多約束。與此同時，舊路路基作為公路的基礎(chǔ)，對整個公路改擴建工程的建設(shè)質(zhì)量都起著至關(guān)重要的作用，在公路改擴建工程的各個環(huán)節(jié)都必須確保舊路路基工程的施工。因此，在公路改擴建過程中，應(yīng)對舊路路基的施工處治措施展開深入的分析。這樣不僅能更好地保證公路整體項目的建設(shè)水平，還可以為類似公路改擴建工程建設(shè)理論指導(dǎo)，從而推動我國公路改擴建工程建設(shè)水平。

1 公路改擴建舊路路基施工難點及存在的問題

1.1 舊路路基施工難點

公路改擴建舊路路基施工難點在于如何減少或消除新舊路基銜接產(chǎn)生的裂縫。新舊路基結(jié)合處出現(xiàn)裂縫的原因如圖1 所示。

圖1 路基加寬不均勻沉降示意圖

舊路路基經(jīng)過長時間的固結(jié)沉降，基本不再變形，而改擴建路基填土的沉降時間較短，新舊路基結(jié)合位置容易出現(xiàn)不均勻沉降。新舊路路基間的不均勻沉降使得公路路面結(jié)構(gòu)層間附加應(yīng)力大于路面材料的抗拉強度，從而出現(xiàn)裂縫。這些會使得公路在降雨等地表水滲入路基內(nèi)部，影響路基的強度參數(shù)，導(dǎo)致公路的病害增多，降低道路的服務(wù)水平[1]。

1.2 舊路路基施工存在的問題

（1）公路改擴建工程理論不完善。目前國內(nèi)公路工程的擴建工程主要為多車道改擴建，但是舊路路基施工理論只是對國外通行方法的借鑒，沒有形成適合國情的分析方法，這就可能導(dǎo)致在舊路工程施工時安全性不滿足要求等問題。

（2）僅把交通量需求作為公路改擴建目標。目前公路改擴建工程在設(shè)計時往往只考慮到交通量的變化，將原有公路車道數(shù)進行單側(cè)或雙側(cè)的增加。在設(shè)計過程中沒有對自然環(huán)境、社會效益的變化進行綜合的考慮。

（3）缺乏路基差異沉降控制標準。公路改擴建工程的新舊路路基結(jié)合位置容易出現(xiàn)差異性沉降，但是目前國內(nèi)外學者對路基拼接的差異沉降控制標準并沒有進行深入的研究[2]。這樣舊路路基施工時就沒有統(tǒng)一的標準，新舊路路基拼接施工中沉降控制措施也存在一定程度的盲目性。

2 公路改擴建方案的選擇

公路改擴建形式的選擇會直接影響舊路路基施工方法的確定。公路改擴建方案的確定應(yīng)當有一個統(tǒng)一的原則，然而目前的公路項目對公路的擴建方式并無明確的確定方法。因此，各參建單位和技術(shù)專家在對具體的擴建形式討論時，不可避免地會開展大量的重復(fù)工作，結(jié)果可能缺乏科學性和系統(tǒng)性。

2.1 公路改擴建的形式

公路改擴建的形式多種多樣，劃分方式也各有差異[3]。依據(jù)工程處理方式，公路改擴建形式可劃分成整體式拼接和分離式兩大類，在此基礎(chǔ)上按照具體的擴建方式又分成單側(cè)拓寬和雙側(cè)拓寬兩種，如圖2 所示。按照橫斷面形式，公路改擴建方案可以劃分成對稱擴建和不對稱擴建兩大類。按照道路的規(guī)模，公路改擴建方案可分為六車道方案、八車道方案、十車道方案等。

圖2 公路改擴建方案劃分形式

2.2 公路改擴建方案的確定原則

公路改擴建工程方案的確定要對交通規(guī)劃發(fā)展、施工技術(shù)等因素進行綜合考慮，并實現(xiàn)項目效益最大化。公路改擴建方案的確定原則具體體現(xiàn)在減少對現(xiàn)有公路交通的影響、節(jié)約土地資源、便于公路養(yǎng)護管理、最大程度利用現(xiàn)有工程、采用成熟合理的施工技術(shù)、降低施工成本等幾個方面。

3 公路改擴建工程舊路路基施工處置措施

3.1 舊路路基施工總體要求

減少、消除公路新舊路路基拼接位置的縱向裂縫是提高公路改擴建工程建設(shè)水平最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在舊路路基施工時應(yīng)當采取相應(yīng)的處置措施來增強新舊路路基的橫向連接穩(wěn)定性，減少其結(jié)合位置的不均勻沉降，避免公路病害的發(fā)生[4]。公路改擴建工程舊路路基施工總體要求主要有以下幾個方面：第一，公路改擴建工程施工作業(yè)往往是按照標段展開的，應(yīng)當及時對已經(jīng)完成的路段采取措施來預(yù)防可能出現(xiàn)的病害。第二，當公路各段地質(zhì)條件不同時，應(yīng)選擇針對性的處理措施，尤其是路橋過渡段部分。第三，對土質(zhì)較差的地段要采取強夯、重夯等方法對舊路路基的基底進行處理。與此同時，要對舊路路基要加寬地段的路基部分給予充分的壓實。第四，做好舊路路基的排水作業(yè)。必須做好路基的關(guān)鍵排水通道等設(shè)施，對于水量較大部位還需要布置臨死排水設(shè)施。第五，做好舊路路基的坡面防護加固工作，特別是在老路有可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的部位或已經(jīng)產(chǎn)生損壞的結(jié)構(gòu)物處。

3.2 舊路路基具體施工處置措施

（1）基底處理。公路改擴建工程施工期間要使用挖掘機把舊路路基地表或邊坡上的表土、樹根、灌木、雜草等清除干凈。與此同時，還要疏干舊路路基的淤泥污水，并把全部翻漿路段的土體換填成堅硬的石渣，隨后用推土機將舊路路基整平。對于非軟土地段的舊路路基，應(yīng)當使用振動壓路機進行碾壓，使其壓實度滿足規(guī)范的要求；對于軟土地段的舊路路基要處理之后再進行碾壓[5]。

（2）挖臺階。在舊路路基開挖臺階能增強新舊路路基結(jié)合部位的橫向連接，從而提高改擴建公路路基的整體穩(wěn)定性。《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D30-2015）規(guī)定：當原地面自然橫坡或舊路路基的邊坡陡于1 ∶5 時，要進行開挖臺階，臺階寬度一般不得小于2m，且臺階向內(nèi)要有2%～4%的橫坡。臺階在開挖過程中，一定要保證密實，以提高路基的整體穩(wěn)定性。

（3）軟基處治。如果對公路工程進行路基加寬遇見軟土地基，必須先對舊路路基進行處理。軟土地基的處理要按照地質(zhì)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(wěn)定性和工后沉降量大小也有更高的要求。根據(jù)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舊路路基表層軟土有硬殼層，可采用預(yù)壓法；②舊路路基軟土較薄，填新土后會導(dǎo)致其工后沉降增加，甚至超出規(guī)范的沉降控制量，可采用強力置換或復(fù)合地基法；③如舊路路基的軟土層較厚，填土較高，可采用復(fù)合地基法；④對于新舊路路基的結(jié)合位置，應(yīng)采用超載預(yù)壓或粉噴樁法。其中復(fù)合地基加固法如圖3 所示是國內(nèi)處理公路改擴建舊路路基應(yīng)用最廣泛的方法，該方法具有施工耗費時間短，對原來公路交通運營影響小，施工費用低等優(yōu)點。

（4）舊路路基加筋。為了提高公路改擴建工程新舊路路基的結(jié)合緊密程度，可以在公路舊路路基上鋪土工格柵。舊路路基加筋的原理在于利用土工格柵會與周圍土體界面的摩擦和咬合作用產(chǎn)生應(yīng)力傳遞，從而使得土體的應(yīng)力應(yīng)變分布情況發(fā)生改變，提高了土體的強度和韌性。舊路路基加筋的具體作用主要有以下兩個方面：（1）提高地基的承載能力。公路的荷載不僅會產(chǎn)生一定的水平推力，由于土工格柵的抗拉性能強，可以承擔一部分水平推力，從而減少地基的荷載；（2）提高地基土約束力，減小其水平方向的位移，如圖3 所示。如果舊路路基沒有鋪裝土工格柵，路基的填料相當于散體顆粒，地基表層土的側(cè)向受到的約束基本可以忽略不計，在荷載作用下新舊路路基可能出現(xiàn)橫向錯動。如果舊路路基鋪裝土工格柵，加筋體與地基土之間存在界面作用，會在很大程度上約束土體的側(cè)向變形。

圖3 加筋體約束路基側(cè)向變形示意圖

4 結(jié)束語

文章對公路改擴建工程中舊路路基施工存在的問題、施工難點以及具體的處治措施等展開了分析，主要得到了以下幾個方面的結(jié)論：（1）公路改擴建舊路路基施工難點在于如何減少或消除新舊路路基銜接出的裂縫；（2）公路改擴建工程中舊路路基施工存在的問題主要有改擴建工程理論不完善、僅把交通量需求作為公路改擴建目標、缺乏新舊路路基差異沉降控制標準等方面；（3）公路改擴建方案的確定是要綜合考慮在減少對現(xiàn)有公路交通的影響、節(jié)約土地資源、便于公路養(yǎng)護管理、最大程度利用現(xiàn)有工程、降低施工成本等因素；（4）公路改擴建工程中舊路路基具體施工處置措施主要有基底處理、挖臺階、軟基處治、舊路路基加筋。