李寶安

摘 要：針對(duì)公路改擴(kuò)建中新舊路基連接部位的處治問(wèn)題，從力學(xué)角度對(duì)路基進(jìn)行了分析，研究了新路基填筑的方法和新舊路基銜接問(wèn)題，給出了新舊路基綜合處治設(shè)計(jì)方案，研究結(jié)果表明，提出的綜合處理方案能夠滿(mǎn)足公路改擴(kuò)建新舊路基的處治。

關(guān)鍵詞：公路改擴(kuò)建；新舊路基；新路基填筑；綜合處治

1.序言

在公路改建中，拓寬后路基的質(zhì)量問(wèn)題很大程度上決定著改建后公路的使用壽命。而控制、延緩連接部處的開(kāi)裂是保證拓寬改造公路質(zhì)量的關(guān)鍵之一。由于路基原因引起的路面縱向裂縫兩類(lèi)，一類(lèi)是由于路基拓寬后新舊路之間的不均勻沉降，致使在連接部產(chǎn)生的縱向裂縫；另一類(lèi)是由于路基填土的強(qiáng)度不足，新填筑的路基土頂面的當(dāng)量回彈模量和原路面頂面的當(dāng)量回彈模量相差較大，在新鋪設(shè)的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，特別是在交界處位置產(chǎn)生較大應(yīng)力，甚至產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，而引起的路面開(kāi)裂。

從力學(xué)角度分析，路基土的模量對(duì)路面結(jié)構(gòu)影響較大，增加路基強(qiáng)度及回彈模量，可以適當(dāng)減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度，降低工程造價(jià)；同時(shí)，也必須保證路面結(jié)構(gòu)下承層的均勻性，在加寬路段，在新填路基上鋪筑一定厚度的水泥石灰穩(wěn)定土，以期取得與舊路頂面相同的當(dāng)量回彈模量。

2.新路基填筑

2.1地基處治

（1）低路堤處治

對(duì)于低路堤，當(dāng)?shù)鼗敛皇鞘周浫鯐r(shí)，新拓寬段地基部分可以按一般路基進(jìn)行填筑，必要時(shí)可進(jìn)行換填和加固。主要是因?yàn)槁坊钔粮叨容^小，作用于地基上的應(yīng)力不大，當(dāng)?shù)乇碛杏矚訒r(shí)，路基下土層實(shí)際附加應(yīng)力更小。因此設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)盡量利用原狀土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不擾動(dòng)下臥層。在路基填筑時(shí)如有必要可鋪設(shè)土工布或土工格柵，以加強(qiáng)路基的整體強(qiáng)度及板體作用，防止路基不均勻沉降而產(chǎn)生反射裂縫。

（2）高路堤處治

高路堤拓寬部分地基必須進(jìn)行特殊處理，這是由于高路堤引起的沉降較大，如不進(jìn)行處治，必然會(huì)引起較大的不均勻沉降，從而導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生。如果高路堤拓寬部分為軟土地基，就更應(yīng)采取措施加強(qiáng)處治。因此設(shè)計(jì)及施工中為了確保路基穩(wěn)定、減少路基工后沉降，對(duì)高路堤拓寬可采取粉噴樁、砂樁、塑料排水體、碎石樁等處理措施，并配合填筑輕型材料。江蘇連云港地區(qū)204國(guó)道拓寬改造高路堤試驗(yàn)路段拓寬路基部分軟土地基采用粉體攪拌樁處理，效果相當(dāng)明顯，它確保了高路堤路基穩(wěn)定，最大限度的降低了施工沉降和工后沉降，從而減少了新舊路基的不均勻沉降；同時(shí)還能縮短工期，確保工程質(zhì)量。

在高路堤的處治過(guò)程中，不宜單獨(dú)采用換填砂石或加固土處治，因?yàn)檫@些方法只適合于淺層處治以及路基填土較低的情況。單獨(dú)采用土工格柵進(jìn)行處治也是徒勞無(wú)功的，它只能減小沉降差。加強(qiáng)新舊路基連接部位強(qiáng)度，對(duì)于減少大規(guī)模沉降是不起作用的，但土工格柵可以結(jié)合粉噴樁、砂井排水等措施，鋪設(shè)于新舊路基連接部位開(kāi)挖臺(tái)階處，從而形成綜合處治措施。

高路堤路基一側(cè)拓寬時(shí)，還應(yīng)防止新路基失穩(wěn)，由于路基不均勻沉降差值大，易在連接部位產(chǎn)生滑動(dòng)剪切面，若再施工過(guò)快，極易使路基滑動(dòng)。因此，高路堤拓寬時(shí)，一定要進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗(yàn)算，采取有效措施，防止路基失穩(wěn)。

2.2新填路基

新路基填土的模量對(duì)于沉降及側(cè)位移影響較小，增大填土壓實(shí)度對(duì)降低總沉降影響并不明顯，但路基填土模量對(duì)其自身的壓縮變形有很大影響，特別是對(duì)于高路堤這種影響比較明顯。因此，加強(qiáng)路基填土壓實(shí)很有必要。提高和改善填料性質(zhì)的措施有：

（1）輕質(zhì)填料路堤

采用粉煤灰、石灰的輕質(zhì)填料填筑的路堤，不僅可以降低新路堤的自重，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，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，從理論和工程實(shí)踐分析，是舊路加寬方案中較為理想的一種措施。

（2）砂礫石填料

砂礫石可壓縮性較小，采用砂礫石填料可大大減小路堤的壓縮變形，提高承載力。如石料來(lái)源緊張，可用磚渣等代替，同時(shí)還可采用隔層填筑的方法，即每填筑4～5層土后，再用碎磚灰土填筑一層，起補(bǔ)強(qiáng)作用，使填料更具整體性。

（3）沖擊補(bǔ)強(qiáng)

采用沖擊壓實(shí)方法可以有效地提高壓實(shí)度，降低工后沉降量。

3.新舊路基銜接

路基拓寬處理后，在連接部產(chǎn)生一定的沉降差值，特別是新拓寬路基工后沉降較大，而舊路基已經(jīng)完成了相當(dāng)?shù)墓ず蟪两盗?，這樣不可避免地在連接部位產(chǎn)生沉降差值突變，由此產(chǎn)生的集中應(yīng)力易導(dǎo)致道路產(chǎn)生縱向裂縫。因此，需采取處治措施，以減少新拓寬路基的沉降量，進(jìn)一步縮小新舊路基的沉降差；同時(shí)加強(qiáng)新舊路基的銜接，并保證路基的填筑質(zhì)量，用來(lái)減輕新舊路基性質(zhì)差異所產(chǎn)生的危害。

新拓寬路部分比舊路部分有較大的沉降量，這是導(dǎo)致路面縱向裂縫的主要因素，如果連接部位處理不好、連接部強(qiáng)度不足，更加劇縱縫的出現(xiàn)。因此，要采取一定的技術(shù)處理措施，加強(qiáng)新舊路基的銜接：

（1）清除舊路肩邊坡上草皮、樹(shù)根及腐蝕土等雜物。

（2）舊路肩質(zhì)量較差，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，將土路肩翻曬或摻灰重新碾壓，

以達(dá)到質(zhì)量要求。可以通過(guò)修建試驗(yàn)路，改進(jìn)路基開(kāi)挖臺(tái)階的方案，由從土路肩開(kāi)始下挖臺(tái)階，改為從硬路肩開(kāi)始下挖臺(tái)階，這種改進(jìn)方案可以消除舊路基邊坡壓實(shí)度不足的弊病，加強(qiáng)新舊路基的結(jié)合程度，減少新舊路基結(jié)合處的不均勻沉降。

（3）嚴(yán)格按照施工規(guī)范中對(duì)新舊路基銜接的要求開(kāi)挖臺(tái)階，而且臺(tái)階的數(shù)量要盡可能多，為新舊路基的銜接提供更多接觸面，更利于新舊路基的結(jié)合。在部分填方較高的路段采取逐步開(kāi)挖的方式施工，同時(shí)做好排水與安全防護(hù)工作。

（4）嚴(yán)格控制新舊路基結(jié)合帶的壓實(shí)，對(duì)新舊路基結(jié)合帶（大型壓路機(jī)的壓實(shí)施工死角）用打夯機(jī)分薄層填筑壓實(shí)。必要時(shí)可采用沖擊碾加強(qiáng)壓實(shí)，實(shí)踐證明沖擊碾壓可以提高新舊路基的壓實(shí)度，對(duì)加強(qiáng)新舊路基的結(jié)合和減少不均勻沉降，效果非常明顯。

4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)

通過(guò)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性選擇。

方案一：臺(tái)階開(kāi)挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通?？梢圆徊捎锰厥獾奶幹未胧?，直接開(kāi)挖臺(tái)階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時(shí)，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來(lái)代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對(duì)較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，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處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行處治是一種較為理想的方法，同時(shí)結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過(guò)于軟弱，含水量較大時(shí)，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類(lèi)似。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳英.土工格柵在道路建設(shè)中的若干應(yīng)用[J].科技信息，2011.25.

[2] 曹盛明、程名.論高速公路收費(fèi)站改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012.03.

[3] 李冬雪、鄧衛(wèi)東、葛娟.考慮土工格柵蠕變的加筋路堤變形分析[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011.05.

[4] 封曉黎.高速公路路基加寬施工技術(shù)[J].交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2011.08.

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4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)

通過(guò)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性選擇。

方案一：臺(tái)階開(kāi)挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通常可以不采用特殊的處治措施，直接開(kāi)挖臺(tái)階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時(shí)，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來(lái)代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對(duì)較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，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處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行處治是一種較為理想的方法，同時(shí)結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過(guò)于軟弱，含水量較大時(shí)，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類(lèi)似。

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[8] 張躍志.高速公路路基加寬工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].北方交通，2011.11.

4.舊路基加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)

通過(guò)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)路基拓寬工程中應(yīng)用的處治措施，推薦適合低路堤和高路堤的綜合處治方案。方案一和方案二可應(yīng)用于低路堤路段，方案三至方案五可應(yīng)用于高路堤或軟土地基路段，各種方案都在路基頂部設(shè)置了土工格柵，在具體工程實(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性選擇。

方案一：臺(tái)階開(kāi)挖+土工格柵（如圖1所示）

低路堤的沉降較小，因此，通?？梢圆徊捎锰厥獾奶幹未胧?，直接開(kāi)挖臺(tái)階，如有必要可跨接縫設(shè)置土工格柵。

方案二：天然砂礫+土工格柵（如圖2所示）

當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱時(shí)，為加快地基排水固結(jié)，可在新填路基底部鋪設(shè)砂礫，并相應(yīng)設(shè)置土工格柵。

方案三：天然砂礫+土工格柵+輕質(zhì)路基（如圖3所示）

由于高路堤本身的壓縮變形較大，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)壓力也較大，因此，可用輕質(zhì)路堤來(lái)代替普通填土，以減小沉降量。方案三適合于地質(zhì)條件相對(duì)較差的情況，采用粉煤灰等輕質(zhì)填料填筑路堤，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處治措施。

方案四：粉噴樁+天然砂礫+土工格柵（如圖4所示）

采用粉噴樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行處治是一種較為理想的方法，同時(shí)結(jié)合土工格柵的加固作用，可有效降低路基豎向沉降，減少沉降差。用粉噴樁+砂礫+土工格柵的綜合處治方法在多條高速公路的改造中都有較好應(yīng)用。

方案五：塑料排水板（碎石樁）+天然砂礫+土工格柵（如圖5所示）

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過(guò)于軟弱，含水量較大時(shí)，采用塑料排水板法將明顯加快地基土的排水固結(jié)，使沉降速率加快，從而減少工后沉降量。土工格柵的作用同上述幾種方法類(lèi)似。

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