陳米蘭
福建省融旗建筑工程有限公司
在我國市政道路方面,受到諸多因素(含初始設計、經濟發展、資金等)影響,再加之車流量與車輛荷載的持續提高,導致多數區域已建成的市政道路不能滿足當前交通運輸所需,故對其加以改造拓寬具備一定必要性。本文從選擇路基加寬技術方面著手,對路基加寬期間發生的諸多問題進行剖析,同時提出具備有效性、可行性的解決辦法。
(1)當前改造拓寬項目存在以下2類形式:一側加寬、雙側加寬。在橫向方面又存在直接拼接、分離擴建之分,形式詳情可見圖1。

圖1 改造拓寬路基加寬方式
(2)一側拼接加寬。此形式在整治先前路基方面難度較高,此區域中央隔離帶同樣有待整治,如此難以使新路基和舊路基兩者的強度保持一致。
(3)分離加寬。此形式在新路基施工方面存在工程量巨大特點,此方面所花費的工程量與用地面積基本與項目重建相當,同時舊路基橫坡的整治難度極高。
(4)雙側拼接加寬。雖然此形式無須較大工程量,然新、舊路基在諸多方面(含設計與施工等)存在顯著不同,如此不能保證雙方間結合的緊密度,結合處大多會見諸多質量缺陷。
(5)現今我國所交工的改造拓寬公路項目中,在路基拓寬形式上主選雙側拼接加寬,一些路段受到外部因素影響,需采取分離加寬或者一側拼接形式。整個項目能否成功的關鍵在于新舊路基間緊密度以及銜接度如何。
路基拼接加寬斷面的構成部分有新路基、舊路基與兩組結合部,這三個部分在結構方面相互獨立的同時還相互影響。在車輛長期加載下,舊路基經不間斷性的振動、碾壓與沖擊,自身路基土密實度已逼近上限,沉降量幾乎無波動;新路基則無上述問題存在,在行車荷載持續作用下,新路基定然會有所變形,同時在所用材料上新、舊路基有所不同,勢必會導致兩者之間發生程度不等的橫向位移與沉陷現象;全面分析現今國內已完工的大量改造拓寬項目后發現,這些項目中,在路基拼接加寬環節,可出現以下三種類型的破壞。
(1)路基損壞:所形成的水平位移、豎向形變,相較于舊路基,新路基較大,由此導致兩者間差異性沉降的產生,順銜接處出現滑移,若為較大形變同時不斷發展,則存在新路基失穩或塌陷高風險。導致因素主要為,拼接處地基過陡、新舊路基銜接處強度不足、地基處于硬度較低的下臥層等。此類損壞通常發生于山地較陡處、填方較高的路堤處、軟土地基處。
(2)支擋結構損壞:國內施工的改造拓寬項目,受限于地形、資金、征地與環境等方面,一般于原始道路坡度較大處設置擋墻,以此防范新路堤滑移現象的發生。在路基損壞中,此類損壞具備一定特殊性,當土體自身無穩定性、外部荷載作用、底端被降水沖刷與浸泡時,即可導致此類損壞,由此使得路基承載能力顯著減弱。
(3)路面損壞:路基發生無規則性形變,導致自身結構層穩定性下降,多數道路改造拓寬項目自身路面質量問題出現的原因皆為路基破損。其路面破損形式以裂縫、翻漿、擁包與坑槽等為主,其中最為廣泛以及危險度最高的質量問題是新舊路基銜接區域的縱向裂縫。此問題的導致因素為新舊路基的沉降程度有所區別。因在結構層厚度和強度、所用材料等方面,新舊路基有所不同,使得兩者銜接部位有臨界面出現,此外,受到諸多因素(包括新舊路基間壓實度、填方厚度、排水程度,還有新路基沉降、新舊路基銜接部位強度偏低等)影響,雙方銜接區域應力形成突變,由此導致縱向裂縫的形成。待路面結構強度、平整度與相關參數下降至標準水平以下,即妨礙到行車安全,使得公路服務性能顯著下降。
龍騰路是龍巖中心城區南北走向的一條主要通道,本次改造路段起于現狀羅龍路位置鐵路框架涵的北側樁號K0+040,終點至現狀金雞路南側200m位置樁號K4+144.5,全長約4.1km,其中本標段施工范圍K1+350-K2+800。本次施工內容主要有:道路工程改造(含機動車道局部拓寬,加鋪瀝青面層,人行道改造);雨水管道、污水管道、照明工程、交通工程、電力工程等相關附屬設施改造完善;綠化工程改造等工程。由于路基拼接加寬出現的若干質量問題是諸多因素協同作用的結果,這些質量問題可導致低車輛通行實用價值與安全性顯著下降,本文以此類情況為基礎,從改造拓寬項目的設計、施工以及后期維護等方面入手,全方位討論前文所列損壞類型的相應整治途徑。
拓寬具體施工要點分析如下。
(1)設計市政道路改造拓寬項目的前期工作是,全面調研待施工項目,包括系統調查原有道路附近的地形、土質、地質、氣候以及水文等信息,并對原有道路每年的路況、路面質量問題(包括坍陷、水毀、裂縫與擁包等)發生狀況及其相關整治對策展開全面了解;另外,尚需全方位勘查地基,及時掌握軟土地基厚度與分布區域信息,由此給出具備有效性、可行性的治理方案,從而有效避免路基完工后失穩問題的發生。
(2)對路基加寬方案進行設計的環節,應統籌各方面的因素,包括地形因素、車輛荷載因素、地質因素與水文因素等,同時驗算其穩定性,由此設計出完備性更佳的路基加寬施工計劃。計劃主要涉及以下四個方面:①增強加寬路基的穩定性;②減弱新舊路基間的形變;③增強道路整體的抗變形能力;④運用綜合治理措施。主要目的是為了做好全面增強新建路基穩定性的基礎工作,從而使新舊路基間的形變量降至最低。
(3)舊邊溝、邊坡施工與臺階開挖。原有道路兩側的水溝因長期浸在雨水中,其下方土質非常松軟,甚至部分演變成腐殖質土,應對其實施回填處理;在邊坡施工方面,根據1:0.5進行削坡處理,如此可徹底清理其表面的雜土,使其承載能力得到充分保障;在臺階開挖部分,開挖過程中,其最下端應向內放坡(一般控制在2%~4%區域內),同時以從下至上的次序逐階挖填,每個臺階的高度控制在80cm 以內,并規范遵循規范要求實施壓實操作,直至臺階開挖到平齊于舊地面的深度,并于臺階處進行土工格柵的布設(如圖2所示);邊坡處理以及臺階開挖施工,可達成銜接處全面融合目的,提高銜接處的抗剪性能與摩擦力,由此促進新舊路基整體剛度與強度的顯著增強。

圖2 臺階開挖
(4)填料的選擇與路基的穩定存在一定程度的直接聯系。為有效抑制新舊路基間不均勻下沉現象的發生,應在選擇填料環節盡量選擇具備良好質地的土體;此外,為有效避免新舊路基強度不同導致的問題,應最好選擇在性能方面類似于舊路基填料的土體;還有,為使施工質量與效率得到有效保障,碾壓操作應借助沖擊式壓實機完成,同時準確把控其密實度。
(5)采用沖擊式壓路機碾壓,完成路基填前碾壓操作,同時全面控制其壓實度,待滿足規范標準,可酌情放寬壓實標準。對中期施工與后期施工時的沉降比例進行合理調控,上調施工期間的沉降速率。
(6)重點做好整治舊路基與軟土地基工作,挖除舊路基內的土體,換之以輕質填料,如此可有效防止附加應力所致的消解影響;待成功完成原有路邊坡處理工作,基于軟土深度情況,確定出適宜的處理軟土地基的治理方案,接著采取常規手段對路基實施加寬操作,同時合理把控路基填筑速度。
(7)排水設施缺乏使得路基長時間浸于雨水里,由此導致路基濕軟、承載力偏低,造成路基不規則變形后果。除了應保障排水設施設計到位,還應于新舊路基銜接區域設置隔水土工布,從而防止裂縫內有降水進入,使路基受損加劇。此外,尚需有效實施相關排水系統(諸如道路邊溝等)的維護工作。
路基拼接加寬可出現以下三大類損壞形式:路基損壞、路面損壞、支擋結構損壞。探尋使其設計水平與施工質量有效提升的科學方法,已成為當前本領域研究的主流。本文對質量問題的致因與相關應對策略展開系統分析,同時圍繞其設計與施工部分,提出具備合理性的控制措施。在市政道路路基加寬中,選擇填料與整治舊路基環節非常重要,其同路基穩定性顯著相關;另外,充分壓實以及特殊化處理新路基基底操作,也可使新舊路基整體穩定性大幅增強。