市政道路改擴(kuò)建拓寬病害原因分析及防治技術(shù)研究

徐平

【摘要】基于城鄉(xiāng)統(tǒng)籌規(guī)劃戰(zhàn)略下，讓更多的人口涌入到城市當(dāng)中，在推動經(jīng)濟(jì)增長、廣大民眾生活質(zhì)量得到改善的同時，也讓汽車走入千家萬戶，導(dǎo)致交通壓力倍增。并且，當(dāng)前的城市相關(guān)公共設(shè)施在布局設(shè)計上，存在一定的局限性，而新建道路的拆遷任務(wù)量巨大，增加了在城市中新建道路的難度。目前，大多數(shù)城市均開始改造與擴(kuò)建城市的道路，不但可以緩解交通運(yùn)行的壓力，降低需要投資的數(shù)額，而且減小了帶給廣大民眾出行的不良影響，使施工周期變得更短。結(jié)合以往在公路施工建設(shè)中的經(jīng)驗，能夠獲得良好的建設(shè)成效。不過，對于城市道路具體的擴(kuò)建施工管理來說，依然欠缺有關(guān)規(guī)定和借鑒，所以，要求施工人員需要結(jié)合具體的現(xiàn)場情況，編制出科學(xué)、可行的施工策略，增強(qiáng)對各種病害問題的處理效果。

本文在研究的過程當(dāng)中，筆者在查閱和參考了大量的相關(guān)研究論著與文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)分析當(dāng)前市政道路改擴(kuò)建拓寬施工過程當(dāng)中存在的各種病害及其原因情況，與此同時，編制出市政道路改擴(kuò)建拓寬病害的有效防治技術(shù)策略，有助于避免或者減少具體施工過程當(dāng)中的病害現(xiàn)象，降低了施工風(fēng)險，在控制成本的基礎(chǔ)上，有效確保了市政道路改擴(kuò)建拓寬工程施工的質(zhì)量與安全，幫助施工企業(yè)達(dá)到既定的經(jīng)濟(jì)收益目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】市政道路;改擴(kuò)建;拓寬;病害原因;防治技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

對于我國來說，城市建設(shè)工作得到了很大的關(guān)注與重視，汽車的數(shù)量與日俱增，從前一些老舊的道路難以達(dá)到現(xiàn)階段城市建設(shè)的需要，呈現(xiàn)出嚴(yán)重堵塞的問題。不過，從當(dāng)前的城市規(guī)劃情況而言，難以讓城市交通保持通暢無阻。面對此種狀況，需要做好市政道路的拓寬改造工作，具有很大的實(shí)踐價值。借助改造與拓寬老舊道路，完善道路的相關(guān)功能，科學(xué)進(jìn)行城市空間的布局與設(shè)計。具體實(shí)施此項建設(shè)工作的時候，容易發(fā)生路基和路面方面的病害情況，比如，常見的路基差異沉降、路面縱向開裂等現(xiàn)象。所以，深入分析市政道路改擴(kuò)建拓寬施工當(dāng)中存在的不同病害原因，有助于相關(guān)施工技術(shù)人員吸取教訓(xùn)，歸納經(jīng)驗，制定出科學(xué)的防治方案。

一、市政道路改擴(kuò)建拓寬病害原因的分析

1.老路基交界位置的縱向裂縫病害及其原因說明

一般來說，因為路塹受到自重、兩邊邊坡土體重力的作用影響之后，使老路基、新開挖對應(yīng)的拓寬部分出現(xiàn)固結(jié)的情況，形成非均勻沉降的幾率較小，所以，發(fā)生該現(xiàn)象的通常是路堤。此時縱向裂縫得以發(fā)生，基于表面上而言，由于新老路基的結(jié)合位置出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象，并且沉降的速率也不一樣，形成很大的沉降差值。尤其對于那些新拓寬的路基來說，沉降現(xiàn)象很嚴(yán)重，老路基的沉降量同樣不容忽視，受得結(jié)合的位置形成了一個沉降差值突變點(diǎn)。分析其產(chǎn)生的原因，主要在于新、老路基的關(guān)聯(lián)位置出現(xiàn)了應(yīng)力集中的問題，此部位的彎拉應(yīng)力很大，相應(yīng)的界面強(qiáng)度很低，所以，該位置發(fā)生了開裂錯臺的情況，產(chǎn)生縱向裂縫[1]。

對于公路改擴(kuò)建拓寬工程來說，通常在斷面的布設(shè)方式、地基新增荷載的分布狀況如上圖1所示，主要運(yùn)用了地基彈性理論知識，對應(yīng)力歷史影響因素加以分析，借助科學(xué)的沉降量計算方式，可以完成定性分析的任務(wù)。結(jié)合圖lc能夠看出，原有公路已經(jīng)增添了補(bǔ)強(qiáng)層、新鋪筑了面層，增添了下部I區(qū)的土基壓力P1，而拓寬部分的地基外加壓力則依次是P2，P3，P4，受到上述荷載的影響，讓地基沿路基的橫斷面產(chǎn)生了不均勻沉降的情況，在這當(dāng)中，S2，S3，S4均>S1，如果路基的壓力超過地基的極限承載力情況下，將讓路基坡腳的周圍形成沉降S5，假如路基的壓力超過了土基的極限承載力，不僅會導(dǎo)致V區(qū)出現(xiàn)沉降的問題，而且造成Ⅵ區(qū)的地基也發(fā)生隆起的情況。

在S1小于S2的情況下，路面容易出現(xiàn)裂縫的情況，究其原因，主要涵蓋了下述幾個方面：①因為土基的地質(zhì)不佳，造成新老路的基底部土基受到荷載增加的影響，產(chǎn)生了沉降的情況。不過原路基的地基由于進(jìn)行改造的過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了固結(jié)沉降，同時增加的荷載沒有超過新拓寬的部分，所以，不難看出，沉降S2，S3是大于S1的;②新路基運(yùn)用的相關(guān)填筑材料、壓實(shí)度等，容易在施工過程當(dāng)中發(fā)生各類問題，由此導(dǎo)致新老路堤發(fā)生沉降的現(xiàn)象;③由于施工的工期較短，造成土基與新老路基的固結(jié)下沉沒有到位，致使出現(xiàn)很大的沉降現(xiàn)象;④施工之后的新老路基產(chǎn)生了差異性沉降的現(xiàn)象，使路基的穩(wěn)定性不足，具體體現(xiàn)在路堤中的破裂面外土體開始產(chǎn)生下沉側(cè)移的現(xiàn)象，使路面拉裂，同時表現(xiàn)出縱向開裂的情況。

2.路基邊坡坍塌病害及其原因說明

對于該病害而言，經(jīng)常在道路改擴(kuò)建之后的沿溪線、高路塹區(qū)域發(fā)生。具體的形成原因包含如下：第一，進(jìn)行具體改擴(kuò)建的過程當(dāng)中，在沿線的地質(zhì)水文狀況調(diào)查工作不到位。①針對巖石地段而言，在巖層走向、巖體節(jié)理發(fā)育狀況方面欠缺深入的探究與分析，一般來說，巖層走向與路線的方向相平行，其節(jié)理的發(fā)育容易出現(xiàn)破碎的情況，即便以相關(guān)規(guī)范作為依據(jù)，科學(xué)設(shè)計邊坡，依然無法確保巖體的穩(wěn)定性，在開挖路線結(jié)束以后，帶給巖體結(jié)構(gòu)很大的破壞，使得雨水、地表水容易侵入巖層的縫隙內(nèi)，受到凍脹融化反復(fù)作用，產(chǎn)生了邊坡坍塌的現(xiàn)象。②對于那些土壤是粉性土、砂性土的土顆粒很小、土質(zhì)的黏著力較弱的位置來說，會增加邊坡設(shè)計的難度，由于非常陡，部分地段的邊坡設(shè)計難以滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，不過因為相應(yīng)排水系統(tǒng)欠缺合理性，邊坡的上部尚未增設(shè)相應(yīng)的截水溝，導(dǎo)致地表徑流水會進(jìn)入到土體當(dāng)中，由于土體的抗剪力變?nèi)酰斐蛇吰碌姆€(wěn)定性無法保障，進(jìn)而出現(xiàn)坍塌的情況。第二，針對那些開挖難度很大的巖石邊坡而言，其路基邊坡沒有滿足設(shè)計坡度的相關(guān)規(guī)定[2]。

3.公路改擴(kuò)建之后的路基翻漿病害及其原因說明

此種問題以國內(nèi)的北方地區(qū)發(fā)生為主，與此同時，當(dāng)溪線、嶺線以及林區(qū)道路工程完成了改擴(kuò)建拓寬施工任務(wù)之后，也非常易于產(chǎn)生翻漿方面的情況。針對此種病害的形成原因，不僅包含了自然環(huán)境情況，而且也存在施工管理方面的因素。

（1）自然環(huán)境情況

①在土質(zhì)方面，其中，粉性土容易出現(xiàn)翻漿的情況，當(dāng)土內(nèi)水分增多的情況下，使強(qiáng)度下降的速度非?？欤瑢?dǎo)致其穩(wěn)定性嚴(yán)重不足;而粘性土僅處于水源足夠、凍結(jié)的速度緩慢的情況，方可以發(fā)生翻漿的現(xiàn)象;至于砂土則通常不會翻漿。②在溫度方面，導(dǎo)致翻漿的兩個重要因素包括了溫度、冷量。如果冰結(jié)線長久留在路面下的淺位置，會使路基的上端產(chǎn)生翻漿。③在水方面，路基周圍的面積水、很高的地下水位，則可以供應(yīng)一定的水源，容易造成翻漿的情況[3]。

（2）施工管理情況

通常情況下，翻漿的發(fā)生區(qū)域尚無對防凍方面的因素加以參考，沒有科學(xué)設(shè)置防凍層，造成其抗凍防水能力十分薄弱。并且，路基標(biāo)高的設(shè)計較低，相應(yīng)的填土高度很小，而地下水位則偏高，使路基長久保持潮濕的狀態(tài)。在改擴(kuò)建的過程當(dāng)中，沒有及時清理樹根和草皮。與此同時，分層壓實(shí)不到位，沒有滿足相關(guān)壓實(shí)規(guī)定。此外，進(jìn)行施工的時候，由于排水不通暢，致使路基受到水的浸泡影響，讓土壤變潮，進(jìn)行凍結(jié)的過程中，產(chǎn)生嚴(yán)重的聚冰現(xiàn)象，形成翻漿的問題。

二、市政道路改擴(kuò)建拓寬病害防治技術(shù)策略

1.縱向裂縫的防治措施

①根據(jù)有關(guān)規(guī)范中的規(guī)定，科學(xué)開挖臺階，實(shí)現(xiàn)逐層搭接處理，使臺階的尺寸高度≯30cm，而寬度≮45cm。在臺階挖完之后，和新路基一起采用分層回填的方式，做好壓實(shí)作業(yè)。②在接縫外邊的樹根、草皮以及雜土等，均應(yīng)該及時進(jìn)行清理，不然會使路基由于整體強(qiáng)度不夠，進(jìn)而形成不均勻沉降的問題，導(dǎo)致路面發(fā)生縱向裂縫的現(xiàn)象。③在新老路基的交接位置，需要運(yùn)用大噸位振動壓路機(jī)設(shè)備，對新舊兩半路基加以碾壓作業(yè)，如此，一方面，能夠讓所填筑的路堤滿足密實(shí)性的要求，另一方面，在舊路基土質(zhì)結(jié)構(gòu)被振動作用影響之后，其密實(shí)度可以和加寬的部位接近，不會形成差異沉降的情況。④對于低路堤的新老路基結(jié)合位置，通常運(yùn)用多層土工布處理的方式，使土工布寬通常是5cm，達(dá)到以水平的形式，鋪到新老路基結(jié)合位置的目的。

2.做好路基邊坡處理工作

一般而言，造成邊坡失去穩(wěn)定性的影響因素之一即為水的作用影響。尤其針對那些降雨很多區(qū)域的路基邊坡來說，形成了嚴(yán)重侵蝕的情況，為此，進(jìn)行施工作業(yè)的時候，需要每隔大約14m，挖一個橫向的臨時排水溝，便于排出臺階中的積水，同時編制出可行的截斷路面水策略，謹(jǐn)防受到雨水沖刷的影響，使得臺階面土體強(qiáng)度下降，規(guī)避帶給結(jié)合位置質(zhì)量的不良影響?；诮档屯诔笈_階上端土方坍塌現(xiàn)象發(fā)生幾率的目的，在雨季進(jìn)行施工作業(yè)的過程中，應(yīng)該盡可能對作業(yè)面進(jìn)行壓縮處理。具體施工的時候，需要以原路邊坡為對象，實(shí)施削坡，避免出現(xiàn)腐殖土、松軟土體的情況，對結(jié)合面進(jìn)行加固，并且對邊坡某個深度范圍中的表層土及時清除，做好換填、壓實(shí)工作。

3.加大對路基翻漿的防治力度

①做好路面路基的排水處理工作，充分發(fā)揮出路堤的良好作用?？梢栽诼坊纳隙嗽龃笈R空的面積，便于水分進(jìn)行蒸發(fā)，并且規(guī)避被水浸、雪埋等影響，使土壤處于干燥的狀態(tài)。進(jìn)行凍結(jié)的時候，避免出現(xiàn)過度聚冰導(dǎo)致穩(wěn)定性嚴(yán)重不足。對于很多重冰凍區(qū)域來說，無法僅僅借助增強(qiáng)路基達(dá)到提高穩(wěn)定性的目的，同時應(yīng)該采用不同類型的對策，比如，可以運(yùn)用砂墊層、石灰土基層等等。②如果地下水位很高的情況下，此時路基十分潮濕，同時無法提升路基，需要借助鋪設(shè)隔離層的方法解決。使其被鋪設(shè)到路基頂面下的0.6m位置，旨在避免處于負(fù)溫差情況下發(fā)生水分積聚的情況[4]。

4.加強(qiáng)運(yùn)營管理和后期養(yǎng)護(hù)

加強(qiáng)后期運(yùn)營管理，也是提高道路建設(shè)和擴(kuò)建工程耐久性的關(guān)鍵，一方面要加強(qiáng)超載管理，超載對道路有重大不利影響，超載大大增加應(yīng)力集中，因此很容易沿車輛方向顯示縱向裂紋。此時裂縫本身對道路病害的進(jìn)一步發(fā)展影響不大，但裂縫引起的雨水泥沙對基層和路基的破壞問題會很快發(fā)展成道路病害，在裂縫發(fā)生后的一段時間內(nèi)，應(yīng)及時采取灌漿等養(yǎng)護(hù)措施，從而提高路基路面的壽命。

結(jié)論：

開展城市交通建設(shè)工作的過程當(dāng)中，為了保持城市車輛行駛的通暢性，需要進(jìn)行市政道路改擴(kuò)建拓寬工程的施工，一方面，可以攻克建設(shè)初期投入資金數(shù)量不足的難題;另一方面，則達(dá)到了城市交通運(yùn)行方面的需要。通過對道路路基進(jìn)行加寬處理，能夠提升對老舊結(jié)構(gòu)的利用率，使得新舊路面相應(yīng)的受力狀況、溫度變形均得到有效調(diào)整，借助此項措施，可以保證上、下部結(jié)構(gòu)形式滿足舊路面的相關(guān)要求。為此，科學(xué)分析現(xiàn)階段道路拓寬工程施工過程當(dāng)中存在的各類病害情況，便于有關(guān)施工人員系統(tǒng)掌握施工現(xiàn)場的具體現(xiàn)狀，有助于提出合理的防治策略，讓整個施工過程變得更加科學(xué)，達(dá)到既定的經(jīng)濟(jì)利潤目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張攀.淺談城市道路拓寬改造工程常見病害產(chǎn)生原因及處治技術(shù)[J].科技信息，2019，219（119）：373-378.

[3]張攀.淺談城市道路拓寬改造工程常見病害產(chǎn)生原因及處治技術(shù)[J].科技信息，2019，000（019）：373-377.

[4]趙文英.市政道路常見病害成因分析及養(yǎng)護(hù)方法研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019，000（004）：1599.