淺析舊路拓寬存在的問題及處理措施

徐偉

（四川中恒工程設計研究院有限公司，四川 成都 610000）

淺析舊路拓寬存在的問題及處理措施

徐偉

（四川中恒工程設計研究院有限公司，四川 成都 610000）

隨著社會的不斷發(fā)展，越來越多的舊路亟待拓寬改造，如何處理新老路基的搭接，減少不均勻沉降對道路使用壽命及安全的影響成為此類工程的重點和難點。首先就舊路拓寬普遍性存在的不均勻沉降問題及產(chǎn)生此類病害的原因進行了簡述，總結(jié)了目前舊路拓寬工程中常用的處理措施。最后結(jié)合拓寬改造工程實例，以減少不均勻沉降為目的，從加寬斷面的選擇及加寬部分路基處理兩個方面進行了介紹。

舊路拓寬；病害；處理措施

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市人口密度迅速增長，土地開發(fā)強度的限制導致城市建設區(qū)域不斷擴大，與此同時道路交通運量及需求亦迅猛增長，原本連接城市周邊的道路已無法滿足城市發(fā)展和服務對象的需要，亟待增加機動車道的數(shù)量、非機動車道、人行道、管線、照明、景觀綠化等功能設施。根據(jù)過去拓寬改造的工程實踐，此類工程較為常見的問題是新老路基搭接的不均勻沉降問題。如何處理新老路基的搭接，減少不均勻沉降對道路使用壽命及安全的影響成為此類工程的重點和難點。

1 舊路拓寬改造的主要問題

（1）路基的損壞主要表現(xiàn)為新老路基間的差異沉降、沿新老路基結(jié)合面的滑移和新填路基的整體失穩(wěn)。

（2）路基的差異變形會通過路面結(jié)構(gòu)反映到路表上，導致路面結(jié)構(gòu)的損壞。瀝青路面會在結(jié)合部產(chǎn)生縱向裂縫、面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等。水泥混凝土路面會在結(jié)合面附近出現(xiàn)擴展的縱縫或橫縫、錯臺，進一步發(fā)展會引起板底卿泥、脫空，裂縫處板塊斷裂以及裂縫惡化等現(xiàn)象。

（3）特別是公路斷面拓寬為城市道路，城市道路作為城市管線的載體和敷設通道，路基與管線的不均勻沉降存在一定的沉降差，導致管線的接頭松動、開裂等病害。特別是雨污水管的損壞，將大量的外界水引入到路基中，進一步加劇了新老路基的沉降差。過大沉降可能引發(fā)二次事故，如燃氣管線爆燃、給水管爆管、電力通道漏電等。

（4）隨著路面病害的產(chǎn)生和道路縱橫坡的變化，道路結(jié)構(gòu)性能和服務性能也隨之下降，當路面狀況指數(shù)、結(jié)構(gòu)承載力、平整度等下降到一定程度時，影響行車舒適及安全，還將影響城市市容市貌，并產(chǎn)生不良的社會影響。

2 引起拓寬道路病害的主要原因

（1）在設計過程中專業(yè)間存在設計方法、理論體系的差異。城市路基設計規(guī)范對道路路基的沉降值進行了規(guī)定，未對新老路基間的沉降值做規(guī)定，僅對沉降差異引起的工后路拱坡度增大值有不應大于0.5%的規(guī)定。目前沒有針對市政管線的沉降差控制標準,管線主要通過管底承載力進行控制，對管線設計缺乏依據(jù)。設計沉降計算中將埋設在道路下的各種市政管線簡化為置于彈性地基上的柔性梁,它隨地基的變形而變形,這與管線實際變形、受力情況差距較大，因為管線的彈性模量和剛度同地基土相比均有很大的差距,在荷載作用下變形上有一個協(xié)調(diào)過程。同時很少針對市政道路實施監(jiān)測,對埋設管道開挖時土體的滑移情況及管線使用中各部分的受力情況缺乏了解,無法進行恰當?shù)牡鼗幚恚瑢е碌缆贰⒐芫€專業(yè)“各自為政”,缺少綜合考慮。

（2）新老路基不均勻沉降的差異。這是舊路拓寬工程容易產(chǎn)生縱向裂縫的最主要原因。新老路基壓縮固結(jié)時間不同，老路路基經(jīng)多年荷載作用，沉降變形己經(jīng)趨于穩(wěn)定，而新路路基在施工過程中以及竣工通車后都將有較大的沉降變形發(fā)生。因此，新老路基的土基不能完全協(xié)同變形，將產(chǎn)生不均勻沉降。同時，道路拓寬工程一般工期較短，控制工后差異沉降的難度較大。

（3）新老路基強度和剛度的差異。新老路修筑年代和填料的CBR值、粒徑、含水量不同，因此加寬路基填筑土料與老路基填料不可能完全相同。填料經(jīng)自身重量、路面和車輛等荷載的作用，老路基己經(jīng)完全被壓實，而新路基的填料雖經(jīng)嚴格壓實，仍有塑性累積變形的存在。

（4）新老路基結(jié)合部處治措施不當。新老路基結(jié)合部是拓寬工程的最薄弱部位，最容易發(fā)生路基病害。若結(jié)合部表面土體強度不足、臺階開挖不合理以及加筋處治不當?shù)龋瑢е峦貙捖坊亟Y(jié)合面產(chǎn)生滑移或蠕變，在結(jié)合部路面產(chǎn)生縱向裂縫；如果工后路面排水措施不完善，路表水沿裂縫大量下滲，會加速路基的變形和失穩(wěn)。

（5）施工因素的影響。施工因素是導致拓寬路基病害的重要因素，新老路基結(jié)合部施工過程中的以下情況會形成路基病害隱患：

a.結(jié)合部的表面根植土、松散土層、腐殖土、風化層、雜物等清理不徹底，原土路肩、硬路肩部位不適宜做填料的材料換填不徹底、填料粒徑偏大、含泥量多、透水性不佳等，使新老路基結(jié)合部形成薄弱的帶狀結(jié)合面。

b.邊坡開挖面過大，在已開挖的邊坡處沒有及時堆放反壓材料，使老的邊坡開挖面長時間暴露在外，受到雨水直接沖刷，造成新老路基虧方，新老路疊合面減少。同時，地基處理施工、抽水清淤及交通荷載等都會對削坡開挖后的老路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

c.路基填料壓實不到位，引起不均勻沉降，使新老路面結(jié)合部開裂。道路拓寬改建通常受地形限制，加寬寬度較小時，大型壓實機具很難發(fā)揮作用，壓實難度較大，特別是新老路基結(jié)合部。較低的壓實度不僅會使路基塑性累積變形大大增加，而且抗變形能力也大幅下降。

d.填筑速率過快，由于拓寬改造工程工期相對較緊，過快的填筑速率使新路基的沉降速率遠遠高于原路基的沉降速率，造成原路基失穩(wěn)或?qū)⒃访胬隽芽p。

e.施工中路基排水措施不到位，雨水滲入新老路基，使得結(jié)合部土體的強度降低，影響結(jié)合面的黏結(jié)固結(jié)效果。

3 常用處理措施

舊路拓寬工程病害的成因是多方面的，但新老路基之間的不良結(jié)合和不均勻變形是最根本的原因，也是路基拓寬工程中的主要控制因素。因此，在道路拓寬工程中必須采取切實有效的工程技術措施，減小地基的不均勻沉降，保證新老路基的強度、剛度和整體穩(wěn)定性，加強新老路基結(jié)合部的處治措施，減少拓寬工程路基的病害發(fā)生。

（1）用地條件允許的情況下，避免直接搭接，盡量新老路基各自成為獨立的路基單元。比如老路加寬時在斷面形式選擇上在搭接處設置綠化帶、設施帶等對沉降要求低的斷面布置。

（2）當不得以采用新老路基搭接時，盡量增加新老路基的整體性，如采取舊路路堤臺階開挖、土工合成材料加筋墊層和加筋土路堤。

（3）減少路基土“水”的變化對路基穩(wěn)定性的影響。路基土中的“水”主要來自外界的地表水和內(nèi)部管線滲漏水的增多，路基土中“水”的變化帶來路基土的黏聚力和內(nèi)摩擦角變化引起路基土強度減弱。因此對路基土“水”的變化采取截、防、梳等方法：截是采取土工織物防滲和排水、鋪設土工合成材料防裂層；防是新埋管線接頭處理盡量采用柔性接頭，增加管線可變形程度，避免管頭接口破壞漏水；梳是采用透水性好的填料填筑和設置碎石盲溝等技術措施。

（4）減少路基自身的固結(jié)沉降對新老路基不均勻沉降的影響。路基土自身固結(jié)程度主要由材料自身特性和壓實度兩個因素決定，因此在新老路基搭接時，材料選擇上宜采用易于壓實、含水量易控制的透水性填料、高強改良土、中空膨脹混凝土填筑，對搭接的壓實度要求宜采用較高標準，同時對加寬寬度小于1 m，不易碾壓時可采取超寬填筑或超挖既有路基。

（5）減少軟基處理對現(xiàn)狀路基的影響。軟土、人工填土等具有壓縮性高、承載力低等特點，對軟弱地基、基底淤泥、膨脹土、濕陷性黃土、地下水位較高軟土、液化性粉砂等路基拓寬范圍的軟土地基處理宜采用復合地基，不宜采用排水固結(jié)及強夯，此兩種方法會造成新老路基地基土層加速固結(jié)，增加了路基的不均勻沉降。當原軟土地基需采用排水固結(jié)法處理時，路基拓寬不得降低既有路基下的地下水；對水塘、河流、水庫等路段進行排水清淤時，必須采取防滲和隔水措施后降水。

（6）合理安排工期及鋪設實驗段。施工工序安排上，路基填筑速率不宜過快，需給新建路基提供自然固結(jié)的時間周期，然后鋪設路面。對于工程項目長度較長、地質(zhì)條件復雜的可采取鋪設試驗段，通過試驗段實測舊路路基與新建路基之間的沉降差，通過路面增加預鋪沉降差的高度，使新老路面在路基自然固結(jié)期結(jié)束后標高基本一致，減少表觀上的沉降及裂縫。

（7）其他輔助措施。對于城市道路周邊一般均為開發(fā)用地需要場平，因此可以盡早場平，減少路基坡面的臨空面，減少搭接處的沉降滑移。

4 工程實例

經(jīng)五路位于某市開發(fā)區(qū)，原為省道，現(xiàn)狀道路為公路斷面，雙向四車道，設置有緊急停車道，寬度約為22.5 m。根據(jù)城市規(guī)劃，該道路為城市主干路，將該公路斷面改造拓寬為雙向六車道，同時增設非機動車道、人行道及綠化帶。

4.1 斷面選擇

根據(jù)現(xiàn)場條件，現(xiàn)狀道路僅使用了四年，路面情況較好，交通量較大，無法中斷交通。現(xiàn)狀道路斷面劃分如圖1所示。

圖1 現(xiàn)狀道路斷面劃分示意圖（單位：cm）

現(xiàn)狀道路寬度可布置下雙向六車道，不影響現(xiàn)狀路拱，僅對標志、標線重新設置。增設非機動車道及人行道，如何減小新老路基的不均勻沉降為本次設計的重點。從斷面選擇上，考慮在新老路基搭接處設置1.5 m側(cè)分帶，側(cè)分帶很好地作為新老路基不均勻沉降的緩沖帶，同時作為機動車和非機動車分隔保障非機動車的騎行安全和路燈設置的設施帶，如圖2所示。

圖2 拓寬后道路斷面劃分示意圖（單位：cm）

4.2 搭接處及路基處理

新老路堤為性質(zhì)及壓實度有差異的兩個實體，保證新填路堤的穩(wěn)定，減少新老路堤的差異沉降，并確保施工期間經(jīng)五路不影響正常通車，對加寬路基斷面采取如下措施進行處理：

（1）設置土工格柵。為了有效提高填土體的整體性和穩(wěn)定性，調(diào)整地基附加應力分布，減小差異沉降，在新路堤中設置兩層土工格柵。格柵的強度不小于80 kN/m。

（2）設置臺階開挖邊坡。填筑新路堤前，先改變舊路基邊坡線形，按每層填土厚度，將舊路邊坡開挖成階梯式的折線形，臺階面寬1.5 m，高1 m，階梯頂面做成4%的倒坡，以加強新老路堤結(jié)合效果。

（3）填料選擇及施工參數(shù)。施工時采用與原路基相同或物理力學性能較好的材料填筑，并適當提高新填路基的壓實標準，采用97%，減小新舊路基密實度差異。填筑時，控制好每層的松鋪厚度，嚴格控制含水量，保證所需的壓實遍數(shù)，按規(guī)定頻率檢查壓實度，確保達到設計壓實標準。

（4）不良路基處理。根據(jù)地勘報告，新老路基范圍內(nèi)由上向下為人工填筑、雜填土、高液限黏質(zhì)土、中液限黏質(zhì)土、粉砂質(zhì)泥巖，清除人工填筑、雜填土后，根據(jù)高液限黏土深度采用水泥攪拌樁，使樁與軟土地基形成復合地基，提高地基承載力，減小地基變形，如圖3所示。

圖3 不良路基處理示意圖

5 結(jié)語

舊路加寬處治的方案很多，各種方案都具其自身的優(yōu)缺點和適用條件。在進行具體的方案設計時，要對各種方案進行充分的研究，然后綜合考慮具體工程的地質(zhì)條件、道路等級標準、使用要求、現(xiàn)場施工條件以及對周圍環(huán)境的影響等因素，選擇最適宜的方案。

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U418.8

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1009-7716（2017）12-0034-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.010

2017-08-25

徐偉（1986-），男，四川成都人，工程師，從事路橋設計工作。