公路拓寬改建工程病害原因分析及處置應(yīng)用

譚力豪

南寧市勘察測(cè)繪地理信息院 廣西南寧 530000

近年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，公路拓寬改建已成為迫在眉睫的問題。公路拓寬改建具有工期長(zhǎng)、施工技術(shù)復(fù)雜、易受外界因素影響等特點(diǎn)。在具體施工過程中，首先要解決路基拓寬和新舊路基結(jié)合的問題。只有這樣才能確保新老路基協(xié)調(diào)變形、降低路面開裂發(fā)生的概率，使新老路面共同負(fù)擔(dān)行車載荷。由于不同公路的地質(zhì)情況和周圍地勢(shì)各不相同，因此在設(shè)計(jì)新舊路面結(jié)合處時(shí)不僅要遵循規(guī)定的設(shè)計(jì)原則，還要選用適宜的處置技術(shù)。各承建單位應(yīng)積極借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，理論結(jié)合實(shí)際，解決實(shí)際修建問題。

1 路基拓寬改建病害原因

道路在拓寬過程中常會(huì)出現(xiàn)以下?lián)p壞：新舊結(jié)合部位剪切開裂或彎拉開裂、原有路基定層面開裂、新路基地面開裂。造成以上路基裂痕的主要原因是由于拓寬后的新路基不夠穩(wěn)定而導(dǎo)致的，與舊路基不協(xié)調(diào)變形。拓寬后的路面必須具備足夠的承受載荷應(yīng)力和結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，造成道路拓寬病害的主要原因就是新舊路基的不協(xié)調(diào)變形。

2 導(dǎo)致拓寬后路面出現(xiàn)裂縫的主要原因

通過對(duì)大量拓寬后路面產(chǎn)生的縱向裂縫的研究分析不難發(fā)現(xiàn)，縱向裂縫的產(chǎn)生主要由新舊路基差異沉降引發(fā)，而造成新舊路基差異沉降的主要原因有以下幾點(diǎn)：一是地質(zhì)差異。我國(guó)國(guó)土面積遼闊，不同地區(qū)地質(zhì)構(gòu)成和氣候特點(diǎn)各不相同，受土基地質(zhì)差異影響，拓寬后的新舊路基底部土基會(huì)因行車荷載增加或減少產(chǎn)生差異沉降。老舊路基下的地基因已經(jīng)過多年使用，在改造前早已固結(jié)沉降到位。在改建完成后，老舊路基載荷量的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新修建的路基，其沉降速率也遠(yuǎn)低于新建部位。二是在當(dāng)前技術(shù)下，新舊路基出現(xiàn)沉降差異在所難免，大大降低了擴(kuò)建后路基的穩(wěn)定性。路基不穩(wěn)的直接就導(dǎo)致路堤內(nèi)的破裂面外的土地出現(xiàn)移位下沉，拓寬后路面因下沉拉力造成路面縱向開裂，致使出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響行車安全和使用壽命。

3 公路拓寬改建工程中路基路面病害防治辦法

3.1 加強(qiáng)拓寬后路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

由于老路基的存在，公路拓寬工程勢(shì)必受到一定條件制約，在選線時(shí)不能像新建公路那樣詳細(xì)考量公路所在地的地質(zhì)土質(zhì)和地形地貌的不同情況。改建設(shè)計(jì)在規(guī)劃時(shí)應(yīng)在保障老舊路基穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，科學(xué)分析可能引發(fā)新老路基發(fā)生改變的各種因素，將主要精力集中在老舊路基處理、設(shè)置防側(cè)滑處理、嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)和施工進(jìn)展、改善現(xiàn)有路基填料性能等，對(duì)施工質(zhì)量有顯著影響的方面，確保拓建后的路基能達(dá)到設(shè)計(jì)需求，降低拓建后路基沉降發(fā)生的概率，從而避免發(fā)生路面縱向裂縫。

3.2 選擇適當(dāng)?shù)耐凉ず铣刹牧?/h3>

在路基施工過程中應(yīng)在新舊路基結(jié)合處設(shè)計(jì)雙向土工格柵，這種設(shè)計(jì)能有效增強(qiáng)新舊路基連接處的粘合力，避免拓寬后的路基發(fā)生側(cè)移和差異沉降。近年來，施工方主要采用玻纖格柵作為結(jié)合處的鋪設(shè)，這種材料的柔韌性更好、強(qiáng)度更強(qiáng)，能有效防止縱向開裂。

3.3 應(yīng)用配筋混凝土

公路拓寬工程往往會(huì)在一定程度上影響交通運(yùn)輸，因此通常對(duì)工期要求比較嚴(yán)格。在一般工程中，只要地基和路基經(jīng)過有效處理便可通車使用。此時(shí)，路基沉降還不到位，為預(yù)防出現(xiàn)縱向裂痕，可加設(shè)鋼筋混凝土板，以此增強(qiáng)結(jié)構(gòu)層的硬度和剛度，防裂效果極佳，不足之處在于造價(jià)過高。

3.4 裂痕養(yǎng)護(hù)維修

工程修建完工投入使用后如發(fā)生路面縱向開裂必須馬上修復(fù)，以免出現(xiàn)路面滲水破壞結(jié)構(gòu)層，縮短公路使用壽命。相關(guān)單位平時(shí)應(yīng)做好公路巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂痕情況并用熱瀝青等材料填補(bǔ)。如裂縫超過4 厘米并不再擴(kuò)大，可采用去除原有瀝青面灌縫處理后再恢復(fù)面層的做法。如基層損壞明顯嚴(yán)重影響路基穩(wěn)定，則需借助鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取代原有基層，加強(qiáng)抗裂性能。

4 處理路基拼接處的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 增強(qiáng)新路基的穩(wěn)定性

新舊路基結(jié)合面滑移是造成結(jié)合部剪切開裂的主要原因。因此，在分析路堤堤身的穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)采用Bishop 計(jì)算法，在計(jì)算路堤沿老路路基斜坡的穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)使用不平衡推力法計(jì)算。計(jì)算分析的系數(shù)必須高于JTG D30-2015 設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求。如計(jì)算結(jié)果小于安全系數(shù)擇需重新加固結(jié)合處，改善地基處理。

4.2 控制差異沉降

在進(jìn)行改建設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好新舊路基間的銜接，通過設(shè)計(jì)輔助工程避免新舊路基出現(xiàn)差異沉降以及由此引發(fā)的縱向開裂。施工前應(yīng)先對(duì)原有路基進(jìn)行加固，路基拓寬的關(guān)鍵技術(shù)是預(yù)防不均衡沉降，通過相互協(xié)調(diào)使新舊路基的受力需求達(dá)成一致。在維持原有路基穩(wěn)定的基礎(chǔ)上綜合考量通訊管線、沿線電力等問題。

4.3 增強(qiáng)拼接部的粘合力

公路拓寬設(shè)計(jì)應(yīng)建立在 “協(xié)同作用” 的基礎(chǔ)上，在維護(hù)原有路基的基礎(chǔ)上做好新路基的地基處理，綜合分析所用填充料的強(qiáng)度和密度，避免因材料選擇不當(dāng)而導(dǎo)致的不協(xié)調(diào)變形。加強(qiáng)處治新舊結(jié)合部位，在開挖路基邊坡臺(tái)階時(shí)要保證其尺寸與結(jié)合部的路基強(qiáng)度相一致。如出現(xiàn)明顯差異沉降，則要在拉應(yīng)力最大的拼接部位設(shè)置土工格柵，增強(qiáng)結(jié)合處的整體強(qiáng)度。

5 結(jié)語

綜上所述，公路拓寬改建對(duì)交通運(yùn)行安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。與新建公路不同，公路擴(kuò)建更為繁瑣，對(duì)技術(shù)的要求更高。以當(dāng)前的技術(shù)水平，還不能完全解決路基擴(kuò)寬荷載在分析模式、理論計(jì)算等方面存在的問題，亟待相關(guān)專業(yè)學(xué)者深入研究。公路擴(kuò)寬改建設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考量各種不利因素，因地制宜，合理規(guī)劃，確保改建后工程的整體質(zhì)量和性能。