丘陵地區城市道路不良路基處治設計方案

呂 新 麗

(株洲市規劃設計院，湖南 株洲 412007)

?

丘陵地區城市道路不良路基處治設計方案

呂 新 麗

(株洲市規劃設計院，湖南 株洲 412007)

針對南方丘陵地區城市道路建設及改造升級中路基穩固存在的主要問題，分析了不良路基處治不當對路面質量和使用功能的影響，根據不良路基處治設計原則，依托丘陵地區株洲市向陽南路實體工程，提出了土工格柵加筋碎石墊層設計方案和土工聚合物材料，并對向陽南路處治路段進行檢測等工后評價，解決了路基的壓實度不足和不均勻沉降等問題。

丘陵地區，城市道路，路基，碎石樁

0 引言

隨著城市化進程的加快、路網的延伸擴大，很多等級高、路線長等主干骨架路網道路建設在郊野地區，建設場地工程地質情況較復雜，且伴隨著城市建成區的提質改造，市政道路建設將是改造的核心內容，由于老城區地下管網密集老化，加上城市文化生活長期積淀，積累下較多建筑垃圾，因此在城市路網擴大和舊區改造過程中，道路路基面臨的情況越來越復雜。

南方丘陵地區城市比較常見的不良路基為雜填土、素填土及軟土。對不良路基處理不到位，地基的承載能力低下，城市道路作為車流量高的帶狀體，各種車輛進行長期的碾壓，整個道路就會出現不同程度的沉降等問題。從目前現有的城市道路的檢測情況來看，在不良路基修建的各種路面會出現各種程度的不均勻沉降變形，沉降普遍都處在5 cm～20 cm，會導致路面出現錯位、凹陷、開裂等情況，嚴重地影響了城市道路的使用功能。

1 不良路基處治設計原則

1)全面、深入、準確的掌握項目地質勘察報告，在確保工程質量前提下，針對場地土層性質采用相應的處治方案。

2)注重工期及天氣等制約因素對方案的選擇。

3)加強優化工程設計方案對建設投資的控制作用。

4)厲行節約土地，保護環境，遵循方案與周邊場地環境相融合的設計原則。

2 不良路基處治常用材料

根據處治的作用機理，對路基處理方法大致分為兩類：一類是土質改良，二類是土的補強。就路基的加固方法的性質，大致分為四大類：換填法、加密法、化學加固法、土工聚合物法。各種方法常用的材料見表1。

表1 不良路基處治材料

3 處治實例

1)處治路基存在的主要問題。

向陽南路位于株洲市荷塘區東北部，是一條東西向交通性主干路，整個向陽南路長度7.6 km，路幅寬度40.0 m，設計速度60 km/h，荷載標準：城—A級，路面結構的設計使用年限：15年。

根據《株洲市荷塘區商貿城向陽南路地質詳細勘察報告》，測區區域性地層主要為第四系(Q)、中元古界冷家溪群小木坪組(Ptxz)板巖。第四系構成測區覆蓋層，板巖構成測區基巖。場地巖土層主要有素填土、雜填土、全風化板巖、強風化板巖。特殊性土有素填土、雜填土。經評價，素填土和雜填土均為人工堆填而成，未完成自重固結，均未經過處理，具有填筑雜亂、力學性能差的特點，分布局限，建議處理后再填筑路基。全風化板巖②1壓縮性和承載力中等，可作為路基持力層；強風化板巖③1壓縮性和承載力較高，可作為路基持力層。

根據野外測試及室內試驗報告，素填土和雜填土承載力基本容許值分別為100 kPa和80 kPa，低于城市主干路地基承載力要求，本文提出以下路基處理方案。

2)設計方案與材料。

對向陽南路地質勘察報告進行全面分析后，向陽南路軟土處理面積約為2 500 m2，結合場地周邊有新建成廠房及道路網的實際情況，換填法不可行，主要是軟土處理面積較大，深度較大，需換填的量非常大，造價高且運輸進場對城市交通及周邊環境影響較大；加密法和化學加固法，部分方法技術上可行，但是造價較高，工期較長，施工工藝較復雜，對施工單位技術水平有一定的要求；強夯法雖對于雜填土處理效果好，但受周邊新建成廠房的限制，在此不可行；土工聚合物—土工格柵法，作為一種較新的加固路基方法，是本文所采取的路基加固方案，對向陽南路實例進行了技術上和經濟上的分析研究，經評價取得較好的效果。

本文的向陽南路采用的土工格柵加筋碎石墊層處理方法，主要利用了土工格柵的加筋作用、隔離和防護作用，加筋功能可以有效的分布土體的應力，增加土體的強度，增加地基的承載能力，限制土體的側向位移，提高土體的整體性及穩定性。土工聚合物埋在路基中，可以充當抗拉元件。此法可以有效的控制土基施工后的沉降，避免路基不均勻沉降造成路面開裂破壞。土工格柵加筋碎石墊層施工工藝為：清表—開挖路槽—分層鋪設碎石層—分層鋪設土工格柵—填筑路基等。依據地質詳細勘察報告，處理路基以下1.5 m范圍，最底層鋪筑0.6 m級配碎石墊層，分2層填筑，于底層和中間滿鋪土工格柵，格柵層間距30 cm，要求采用50-50雙向土工格柵，土工格柵延伸率不大于10%時的縱、橫向抗拉強度不小于50 kN/m，肋條截面為矩形，土工格柵在路基范圍內全寬鋪設。路面結構層以下，需挖除150 cm厚土層，并對路基進行碾壓。復合地基承載力要求不小于120 kPa。土工格柵加筋碎石墊層處理斷面圖見圖1。

土工格柵加筋碎石墊層的方法，其作用主要有以下兩個方面：

a.利用土工格柵的加筋作用，很大程度上提高了碎石層的整體性和承載力，從而提高了路基的強度及控制了路基的不均勻沉降；

b.可以有效的減少碎石墊層的厚度，減少碎石用量，大幅度降低路基處理造價。土工格柵與碎石墊層形成的復合地基，二者共同作用，有效的控制了不均勻沉降，提高路基承載力。

3)工后評價。

路基處理完畢后，在路基回填之前，對路基處理工程進行了全面詳細的檢驗檢測，其中最重要的項目就是彎沉檢測和壓實度檢測，對機動車道路床的回彈彎沉值和壓實度進行檢測，檢測數據如表2，表3所示。

表2 K0+030～K0+260路床回彈彎沉檢測值表

經檢測，處治路段的代表彎沉值均高于設計彎沉值，且經檢測的彎沉值具有均勻、離散度小、整體強度高的共同特點。

表3 K0+030～K0+260路床壓實度檢測值表 %

經檢測，處治路段的壓實度均高于標準壓實度，且經檢測的數據也具有均勻、離散度小的特點。

經處治實例試驗證明,采用土工格柵加填料形成的夾層結構,能較好的解決地基土壓實、改變軟基的破壞形式的問題，從而提高軟基承載力。同時，土工格柵的位置越低，效果越好；土工格柵的層數越多，路基的整體性和均勻性也越好。道路建成通車運行至今，整體質量良好，未發生不均勻沉降等病害。土工格柵加筋碎石墊層法在保證處理質量的同時，還具有良好的經濟效益，采用土工格柵加筋碎石墊層法處理工程造價約為50萬元，經測算，采用碎石樁法處理工程造價約120萬元，節約工程造價約為70萬元。

土工格柵處理路段建成后現場圖見圖2。

4 結語

1)回顧向陽南路不良路基處治過程，城市雜填土、素填土等不良路基若處理不當，對路面使用功能及壽命有重要影響，因地制宜，選擇合理可行的處治方法非常必要而有意義。

2)根據地質勘察報告和場地建設條件，提出土工格柵加筋碎石墊層方案，在未完成自重固結沉降的雜填土上設置了土工格柵加筋碎石墊層，有效了保證了路床的壓實度和彎沉值滿足設計要求。

3)經實體工程檢驗，利用土工格柵加筋碎石墊層加固路基的方案是正確的，較好地解決了地基不均勻沉降缺陷，改變了不良路基的破壞形式，提高了路基承載力，且該方法施工工藝相對簡單、工期短、具有良好的經濟效益和社會效益，可為其他類似工程處理提供可靠的借鑒。

[1] 姚宏剛.土工聚合物在道路工程中的應用與研究[D].西安：西安建筑科技大學，2009.

[2] 鄭俊杰.地基處理技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2012.

[3] 黃仰賢.路面分析與設計[M].北京：人民交通出版社，1998.

[4] 劉俊卿，王保實，陳誠誠，等.車輛荷載作用下瀝青混凝土路面結構的應力響應分析[J].公路，2011,6(6)：10-13.

[5] 劉宵閱.北京地區道路不良地基處理設計實例分析及方案比選研究[J].城市道橋與防洪，2013,12(12)：140-143.

[6] 周志剛，鄭健龍，李 強.土工加筋材料處治填挖交界路基非均勻沉降設計方法研究[J].中國公路學報，2003,1(16)：27-31.

Design scheme of poor subgrade treatment of city road in hilly area

Lv Xinli

(ZhuzhouPlanning&DesignInstitute,Zhuzhou412007,China)

In light of major problems existing in city road construction of southern hilling area and subgrade stability in upgrading process, the paper analyzes the impact of poor subgrade treatment upon pavement quality and utilization. According to poor subgrade treatment design principles, based on Xiangyang south road engineering of Zhuzhou city in hilly area, it puts forward the reinforced gravel cushion design scheme and geogrid polymer material, and evaluates Xiangyang south road treatment section after completion. As a result, it solves some problems, such as poor subgrade compaction and uneven subsidence and so on.

hilly area, city road, subgrade, gravel pile

1009-6825(2017)18-0134-02

2017-03-30

呂新麗(1982- )，女，碩士，工程師

U416.1

A