市政道路舊路拓寬新舊路基變形協調綜合處治措施

王 剛，張 鵬

(1.西安西北民航項目管理有限公司，陜西 西安 710000；2.中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

由于我國城市建設起步較晚，早期的城市規劃不夠科學，建成的市政道路，在經濟高速發展下逐漸出現了不能適交通發展的需要，受到當時經濟發展和施工技術等因素的限制，這些道路的路面寬度已無法滿足當下交通運輸需求，使用壽命也難以達到設計使用年限。一方面，道路病害頻出，導致交通運輸能力大幅下降；另一方面，社會經濟發展迅速，對交通運輸能力的要求越來越高。基于這些方面的原因，市政道路舊路拓寬工程已經勢在必行。

道路拓寬工程所面臨的問題要根據舊路的實際情況，需要分別從道路的加寬類型，地下管線情況，路基當時施工質量，道路地質條件，行車荷載承重程度等方面因素綜合考慮，其均會對加寬工程造成影響。在眾多的加寬工程病害中，不均勻沉降是最為常見也是最不容易處理的問題。在不均勻沉降控制方面最有效的方法就是建立控制變形，監控變形的監測控制體系。常用的監測手段主要包括，設計階段控制、質量試驗控制、施工階段控制、路基加固控制、地基處理控制，施工及工后監測六種方式。

隨著道路的使用，原有道路路基在多年固結排水變形后基本完成了工后沉降，達到了最終沉降量，幾乎不會再發生變形。而新建道路由于建成年限短，地基處理時間不足，地基也未在行車荷載作用下發生變形，極難與舊路基達到同步變形。所以無論采用何種措施，理論上新舊路基之間必然會產生不均勻沉降變形。但只要將其控制在一定范圍內，就可以有效控制路基表面縱向裂縫的產生。因此，控制新舊路基的差異沉降就是市政舊路拓寬工程的重中之重。

1 新舊路基差異沉降產生原因

在傳統的土力學之中，通常將土作為固液氣三相材料，性質復雜。其受力變形特性直接受到材料組成的影響。土體受壓變形時，隨著土顆粒的擠密變形，土骨架中的氣體與液體逐漸排出，土體空隙變小，承載能力也逐漸提升，從而產生沉降，在行車荷載的作用下這一過程會進一步加快。

在市政道路拓寬工程中，舊路基主要受到新增路面自重荷載，行車交通荷載以及路基自重應力產生，由于沉降基本完成，變形量非常小。而擴建的新路基需要通過提高施工質量，嚴格控制沉降，采用如多次碾壓，增加壓實度等方式來減小新路基后期沉降。

以應力擴散原理為基礎，對路基分層碾壓施工，相較于地基土，路基土更為密實，其承載能力也更高。所以舊路拓寬后發生在道路上的沉降變形主要是由新建道路部分地基土的變形產生。新舊路基的差異沉降主要由三大部分組成。

(1)原有路基下方地基已基本完成固結，后續僅會發生徐變，變形量很小，而在旁邊新地基上修筑的路基處于欠固結狀態，在后續荷載作用下逐漸固結完成，變形量較大。

(2)新建路基受自重應力影響，路基雖經過充分壓實依然會在自重應力作用下逐漸產生向下的固結沉降。

(3)新舊路基均受到行車荷載作用，在動荷載作用下變形不斷累計產生變形。

舊路拓寬工程所產生的不均勻沉降主要是新舊路基填料的物理力學性質差異所引發的變形不同導致的，通過系統分析差異沉降產生的原因，進而采取有效的措施，有利于保證路基不均勻沉降在允許范圍內。通常出現不均勻沉降主要是由于：

(1)新舊路基二者材料不同，使用時間不同，導致的固結度不同引起不協調變形。

(2)新舊路基結合部分未經過充分處理或采取處理措施不合理。

(3)新路基的施工工藝肯定無法與老路基的施工工藝完全一致，固結時間也有差異。受施工水平和進度等因素的限制，新路基填料壓實度無法達到規范要求時，也容易造成差異沉降。當施工質量存在缺陷時，如施工過程中檢查不到位，導致填料中有不符合規范要求的材料混入也會產生不均勻沉降。

2 新舊路基差異沉降的控制標準

由于不同地區的地質情況不同，根據實際情況所用的差異沉降處治方法和施工技術也不同，相應的技術控制指標就要做出改變。目前國內外廣泛采用的控制指標主要側重通過總沉降量的控制和不均勻沉降最大值作為控制標準。市政道路的路基沉降主要分為施工階段變形、前期運營階段變形、后期徐變變形。其中施工沉降占了主要部分。因此，通過控制總沉降的最好辦法就是控制施工期地基沉降。不同的差異沉降控制標準，決定了后續的施工方法和處治差異沉降的方案，故因地制宜的確定新舊路基差異沉降控制標準十分重要。

3 舊路加寬改建工程中路基加寬方式

3.1 單側拓寬

單側拓寬路基是指在舊路基的某一側進行道路拓寬，這種方法適用于拼接寬度與原有路基寬度相差不大的情況。在道路一側進行拓寬，就城市人口建筑密集的狀況而言，影響范圍相對較小，臨時交通容易組織。新舊搭接面少，施工工藝相對簡單，施工速度快，可以充分保證加寬部分工程質量。這種拼接方式下新舊路基中心線不重合，其缺點就是新路基必然會有部分要建設在新的地基上，它的沉降量難以保證與老路基相同。

3.2 兩側拓寬

兩側加寬就是指以舊路中心線基本作為拓寬后道路的中心線，在舊路基的兩側基本一致的增加路基寬度。此種方法更適合市政道路，通過拆遷道路兩側居民住房等建筑物，減少道路約束，拓寬路基。兩側拓寬的方式可以有效避免道路拓寬過程中左右幅兩側路基沉降量不一致的問題，保證路基結構的對稱性。但是這一方式的缺陷在于，施工期間必須全面封閉道路交通，會對市內交通造成很大的影響。

4 不均勻沉降處治措施及案例分析

4.1 工程概況

本案例所分析的工程實體位于陜西省西安市西南部，在道路使用期內，進行過路面砂改油改造工程，范圍全長約15 km，設計前期先對舊路基進行了詳細調研，提出相應的舊路利用方案。通過初勘，得到了設計所需的各項指標。在此基礎上對道路拓寬工程中不均勻沉降提出了治理以及預防措施。具體施工方法為：采用單側加寬設計方案，對舊路拼接一側邊坡開挖臺階，并用強夯機械夯實，新路基分層碾壓填筑，填筑完成后對拼接范圍路基進行重復碾壓，達到設計壓實度的辦法。

4.2 結合處開挖臺階

開挖臺階可以使新舊路基間更充分接觸，方便壓實，有效增強路基整體性，提高結合部填料抗剪強度指標。值得注意的是，開挖時要做好氣象的預警預報工作，已完成開挖的臺階不能過長時間的暴露，否則在連續降雨天氣進行施工易造成雨水滲入，施工現場要做好防止雨水滲入舊路基的防護措施。同時不可一次性完成開挖，容易造成邊坡的失穩崩塌。在施工開挖過程中經常遇到土體含水率高的情況，需要將其翻開晾曬或者摻灰，并在新路基鋪設后同時進行碾壓整平。

4.3 強夯法處理

隨著道路的使用，老路基的強度會因外界水滲入等因素逐漸降低。僅僅依照規范的要求對老路基邊坡挖臺階、分層填筑碾壓新路基，很難使新舊路基達到相同的壓水度水平，尤其是拼接部位。這時采用強夯工藝對結合部位的狹窄區域進行處理非常適合。

4.4 多遍壓實補強新舊路基結合部強度

新舊路基結合部是整個拓寬工程中最容易發生縱向裂縫的部分，通常在對老路基臺階進行強夯處理之后，都會需要采用專門機械對新路基和老路臺階部分進行重復碾壓補強。通常使用的壓路機為32 t重型壓路機。

5 結 論

本文通過目前市政道路拓寬工程中存在的問題，對道路拓寬工程的常見病害與致災機理進行了分析，對市政道路拓寬工程不均勻沉降的發展過程進行了詳細分析，匯總提出了常見的工程治理方法，并列舉了各種工程方法的優勢。通過結合工程實例對市政道路拓寬過程中面臨的實際問題以及常用處理方案進行了詳細闡述。為日后市政道路拓寬工程設計和建設提供一點參考。