淺談公路路基加寬方案及路面施工排水措施

顧仕敏　孫　辰

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通運(yùn)量迅猛增長(zhǎng)，為了緩解道路交通動(dòng)量的壓力，實(shí)施了大量的公路、城市道路等舊路加寬加鋪改造工程。而隨著舊路加寬加鋪工程的大量實(shí)施，其中不乏出現(xiàn)許多路基病害問(wèn)題影響了路基的穩(wěn)定性，而水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，因此本文不僅針對(duì)舊路加寬加鋪的幾種方案進(jìn)行了介紹，以便同行進(jìn)行選擇，并對(duì)公路路基路面施工排水措施進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：公路；路基加寬；方案；路面排水；措施

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通運(yùn)量迅猛增長(zhǎng)，為了緩解道路交通動(dòng)量的壓力，實(shí)施了大量的公路、城市道路等舊路加寬加鋪改造工程。而隨著舊路加寬加鋪工程的大量實(shí)施，其中不乏出現(xiàn)許多路基病害問(wèn)題影響了路基的穩(wěn)定性，而水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，因此本文不僅針對(duì)舊路加寬加鋪的幾種方案進(jìn)行了介紹，以便同行進(jìn)行選擇，并對(duì)公路路基路面施工排水措施進(jìn)行了介紹。

1 公路路基加寬方案

1.1 基本處治措施

1.1.1 基底清淤與換填

舊路修筑時(shí)因就地取土而在路基邊坡外側(cè)形成了沿路線(xiàn)走向約1.5m深的積水溝，溝底堆積了大量的淤泥。因此，必須徹底清除邊溝內(nèi)的淤泥以提高路基基底強(qiáng)度，減小由此而造成的新舊路基間的不均勻沉降。邊溝清淤后換填天然砂礫，砂礫層頂面需高出常水位20cm以上，并在其上設(shè)置3%的橫向排水坡以利排水。

1.1.2 臺(tái)階開(kāi)挖與構(gòu)筑

為增加新舊路基的整體穩(wěn)定性，在填筑前須先將舊路路基邊坡面開(kāi)挖成臺(tái)階狀。單側(cè)加寬部分第一級(jí)臺(tái)階寬350cm，高100cm，其上三級(jí)臺(tái)階的寬×高均為150cm×100cm。雙側(cè)加寬部分均開(kāi)挖成寬120cm，高分別為120cm、80cm、80cm的三級(jí)臺(tái)階。

1.2 舊路路基單側(cè)加寬方案

1.2.1 方案一：二灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+二灰。

在路基頂面以下1.0m范圍內(nèi)采用粉煤灰∶熟石灰=0.9∶0.1(質(zhì)量比)的比例均勻拌和后填筑，以構(gòu)成輕質(zhì)路堤。二灰作為輕質(zhì)路堤填料具有很好的工程性質(zhì)：其后期強(qiáng)度高、整體穩(wěn)定性好，能夠有效地減小新舊路基間的剛度差；其自重荷載小，能有效地減小路堤因自重荷載作用而產(chǎn)生的壓縮變形，對(duì)確保路基的容許工后沉降非常有利。

1.2.2 方案二：三層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。

土工合成材料加筋路堤不僅可以增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性，而且還可以使新加寬路基的強(qiáng)度和剛度得到很大的提高，從而可有效地減小新舊路基間的剛度差異。土工合成材料還具有減小新加寬路基的不均勻沉降和側(cè)向位移的作用，從而使得路基橫斷面上的沉降趨于均勻。

1.2.3 方案三：兩層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。

根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)路堤填方高度低于4.0m時(shí)，在新加寬路基中可只鋪設(shè)2層土工網(wǎng)。但考慮到行車(chē)荷載在新舊路基結(jié)合部的局部荷載作用和路基頂部可能產(chǎn)生的滑動(dòng)對(duì)路面的剪切作用，故在舊路路基單側(cè)加寬方案二中鋪設(shè)了3層土工網(wǎng)。

1.3 舊路路基雙側(cè)加寬方案

1.3.1 方案一：粉質(zhì)土填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉質(zhì)土+不透水土工布+粉質(zhì)土+不透水土工布。

在粉質(zhì)土路堤的內(nèi)部和頂面各鋪設(shè)一層不透水土工布，可起加筋和隔離防滲的作用。由于不透水土工布的加筋作用可增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性好，減小路基的不均勻沉降；由于不透水土工布的隔離防滲作用，可防止墊層砂礫料的陷入，并能防止雨水浸入對(duì)路基的破壞，同時(shí)也可在一定的程度上減少路堤自身的壓縮變形。

1.3.2 方案二：粉煤灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉煤灰+二灰+不透水土工布。

方案二是針對(duì)地質(zhì)條件相對(duì)較差的公路路基實(shí)施的方案，采用粉煤灰+二灰的輕質(zhì)填料填筑路堤，不僅可以降低新路堤自重，減小路堤的壓縮變形，而且還可以提高新路堤的強(qiáng)度和剛度，并可減小路基在行車(chē)荷載作用下的塑性累積變形。輕質(zhì)填料路堤同時(shí)起到了減小新舊路基間剛度差異和不均勻沉降的作用，從理論分析和工程實(shí)踐上來(lái)看，是舊路加寬方案中較為理想的一種綜合處治措施。

1.3.3 方案三：砂礫填筑方案，即：自基底換填至整個(gè)路堤全填天然砂礫。

由于天然砂礫的滲水性填料，可以很好地將浸入路堤中的雨水排出，同時(shí)天然砂礫也具有很高的強(qiáng)度和剛度，有利于減小新舊路基間的剛度差，并可減小路基在行車(chē)荷載作用下的塑性累積變形。但天然砂礫由于自重較大，使得地基和路堤可能在自重荷載作用下產(chǎn)生較大的沉降和壓縮變形，從而造成新舊路基間較大的不均勻沉降。

1.3.4 方案四：二灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+粉質(zhì)土+二灰+不透水土工布。

方案四針對(duì)的路基地質(zhì)條件相對(duì)較好，采用粉質(zhì)土+二灰的半輕質(zhì)路堤，可使高新路堤的強(qiáng)度和剛度得到部分提高，并能減小一部分路堤的壓縮變形和塑性累積變形，可作為與其它加寬處治方案的比較進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x用。

2 公路路基路面施工排水措施

水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的，另外，從保護(hù)環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中，應(yīng)重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。

2.1 地面排水

最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預(yù)制板塊也開(kāi)始廣泛應(yīng)用。高速公路和一級(jí)公路通過(guò)水網(wǎng)地段的路基，過(guò)去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進(jìn)，對(duì)路線(xiàn)兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置，免去了穿越路線(xiàn)的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質(zhì)量。

2．2 路面排水

路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應(yīng)≥2％。

雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水，在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶，以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水，每隔20-50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過(guò)設(shè)在中央帶的園形開(kāi)口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。在西部降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設(shè)過(guò)水槽排水。第二種是分散排水，多用于西北地區(qū)地勢(shì)平坦，路線(xiàn)縱坡小于0．3％的長(zhǎng)路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經(jīng)過(guò)地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長(zhǎng)擋住橫向排水出路造成路表積水，改進(jìn)的方法是硬化路肩，設(shè)置路肩排水溝，增大溝坡排水。

3 地下排水

路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等，其特點(diǎn)是以滲透力式排水，當(dāng)水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物，幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8-30cm，很適用于地下排水。