韋世貴

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，廣西　南寧　530029)

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淺談欽防高速公路路基路面病害及處治方案

韋世貴

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，廣西南寧530029)

欽防高速公路的開通，使防城港、欽州作為中國最鄰近東南亞的港口，在中國西南物流業(yè)中的“龍頭”地位日益突出。文章通過對欽防高速公路路基路面現(xiàn)況的總體評價，分析了路基路面存在的病害及其原因，并提出了相應(yīng)的處治方案，為欽防高速公路路基病害的處治提供參考。

高速公路；路基；病害；處治方案

0　引言

欽防高速公路于1997年建成通車，十多年來交通量不斷增長，極大地促進(jìn)了廣西沿海地區(qū)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸體系的優(yōu)化和升級，交通資源得到了更好的配置，充分發(fā)揮了高速公路速度快、運(yùn)量大、效益好的運(yùn)輸比較優(yōu)勢，使欽州和防城港市運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展向前邁進(jìn)了一大步。但該路段通車運(yùn)行十多年以來，沿線路基、路面局部發(fā)生了不同程度的變形與破壞的病害，局部路段還明顯影響到行車舒適性以及行車安全。因此，查明路段內(nèi)病害的特征、類型及分布范圍，及時對目前存在病因及病害的路段進(jìn)行處治，刻不容緩。本文結(jié)合工程實際，根據(jù)初步掌握的病害分布范圍，在典型病害路基段、不良地質(zhì)和特殊巖土地段、高填及半填半挖路段，布設(shè)勘探點(diǎn)，綜合運(yùn)用地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、現(xiàn)場原位測試、室內(nèi)土工試驗及工程地質(zhì)類比等方法和手段，對公路沿線路基路段進(jìn)行勘察，為公路路基的處治方案提供了地質(zhì)依據(jù)。

圖1　項目所在區(qū)域路網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃布局示意圖

1　自然地理條件

(1)地形地貌

本項目位于廣西南部，欽州和防城港市境內(nèi)，路線呈南北走向展布，沿線地形地貌以剝蝕丘陵地貌為主，以北東-南西走向較為普遍，局部為河流階地地貌。沿線地形起伏較大，自然斜坡坡度角一般在10°～30°間，標(biāo)高多在3～100 m之間，局部達(dá)230 m，相對高差10～80 m。丘陵間沖溝、洼地比較發(fā)育，多呈條帶狀分布，局部路段分布比較密集，多開墾為水田或旱地。沿線植被較發(fā)育，以草灌、松樹、桉樹、水稻為主。

(2)水系

項目區(qū)為近海地區(qū)，地表水系較為發(fā)育，沿線溝渠縱橫，水庫密布，主要河流屬桂南沿海獨(dú)流入海水系，河流有黃屋屯江、西江、崠軍江、茅嶺江、沖侖江等，河面較寬，多具通航能力。

(3)特殊性巖土

沿線特殊性巖土主要有軟土，本項目段軟土比較發(fā)育，主要分布在山間洼地、溪流溝谷及水田地段，全線軟土路段總長約12.080 km。以飽和黏性土、淤泥質(zhì)黏土、淤泥為主，多呈軟～可塑狀，厚度在1.5～6.0 m之間，局部厚度>6.0 m。軟土對路線的不良影響主要表現(xiàn)為土體結(jié)構(gòu)疏松，孔隙比大，壓縮性強(qiáng)，屬中～高壓縮性土，力學(xué)強(qiáng)度低，路基填筑后極易形成沉降或由于不均勻沉降過大，導(dǎo)致路基出現(xiàn)剪切、滑動破壞等現(xiàn)象。鑒于軟土具有土質(zhì)軟弱、承載力低等特點(diǎn)，對公路路基穩(wěn)定性影響較大，一般不可直接將其作為路基持力層，因此，對于發(fā)育軟土的路段，必須對軟土地基進(jìn)行相應(yīng)工程處理后方可作為路基持力層使用。

2　路基路面現(xiàn)況總體評價

廣西沿海高速公路欽州至防城港段現(xiàn)有道路已運(yùn)營十多年，路基狀況總體良好，達(dá)到了設(shè)計要求和目標(biāo)，未發(fā)生大規(guī)模滑塌、劇烈沉陷等嚴(yán)重破壞。但通車運(yùn)行十多年以來，沿線路基路面局部發(fā)生了不同程度的變形與破壞病害，局部路段甚至明顯影響到行車舒適性及行車安全。

路基路面病害主要有路基沉陷、差異沉降、路基土蠕變、混凝土面板開裂、斷板、錯臺及唧泥等。路基路面變形、破壞程度與路基填土的性質(zhì)、密實程度、路基斷面形式、地下水等因素密切相關(guān)，其中病害最為普遍和嚴(yán)重的部位多為高填方路段、陡坡路堤地段、半填半挖路段及軟基路段。

3　路基路面病害原因分析

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探、原位測試及室內(nèi)試驗結(jié)果，路基路面的變形破壞主要表現(xiàn)為下沉、縱橫向拉裂、弧形開裂、面板脫空、錯臺等。分析其原因，主要有以下幾個方面：

(1)路基填土壓實度欠佳

路基填土壓實度欠佳的主要表現(xiàn)為填土壓實度未能滿足《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTG D30-2015)的要求、填筑順序不當(dāng)、未按要求分層填筑、填筑厚度不符合規(guī)定等，使壓實度達(dá)不到要求。填土壓實度嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)時，路面會產(chǎn)生過大沉降，引起行車產(chǎn)生明顯的“跳車”現(xiàn)象。

(2)路基填料質(zhì)量欠佳

路基填料質(zhì)量欠佳主要表現(xiàn)為填料承載比CBR值不能滿足路基填料強(qiáng)度要求，根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTG D30-2015)表3.2.2規(guī)定，高速公路上路床填方路基填料的最小強(qiáng)度(CBR)≥8%，下路床填方路基填料的最小強(qiáng)度(CBR)≥5%。承載比CBR值是路基土的強(qiáng)度指標(biāo)，當(dāng)路基填土的CBR值不能滿足要求時會導(dǎo)致路基強(qiáng)度不足，是引起路基、路面破壞的原因之一。

(3)天然地基中局部存在軟弱土層

由于受限于工期或當(dāng)時的技術(shù)要求相對較低等原因，對原地面局部存在的較軟弱土層，填筑前未作處理或未處理徹底，導(dǎo)致該路段在路堤填土荷載及汽車活動荷載長期作用下，形成路基土側(cè)移、路堤下陷。

(4)路基土的固結(jié)沉降的時效性

沿線路基填土、地基原狀土多為黏性土，其固結(jié)時間較長，通常施工條件下采用高功率短時間的機(jī)械壓實，難以達(dá)到理想的壓實效果。路基土的固結(jié)大部分是在后期由于土體自重和行車荷載作用下逐漸完成。填土越高，固結(jié)沉降越大；土體內(nèi)積聚的含水量越大(雨季)，其沉降量也越大。

(5)汽車動荷載作用下土體發(fā)生蠕變

因汽車超載嚴(yán)重，混凝土面板多沿切割縫斷裂，成為一塊塊平鋪的單板，相互間的約束作用主要限于水平方向，豎向約束力較弱。在單向行駛的汽車長期作用下，基層及路床范圍土層發(fā)生連續(xù)蠕動，使各塊面板向后旋轉(zhuǎn)，后部下沉，前部上揚(yáng)，形成“排骨路”，縱斷面上表現(xiàn)為“下樓梯”，原重車道(行車道)尤為明顯。另外，土體蠕變也會引起面板局部脫空、斷板等破壞。

(6)填挖交界部位沉降不均勻

由于路基穿過溝谷時，溝谷中心填土最大，并向兩端逐漸減小，這種不均勻沉降，引起了路基及路面剪裂、拉裂及錯臺，并使板面局部脫空。原地面斜坡越陡，產(chǎn)生的不均勻沉降、路基側(cè)移拉裂及錯臺就越嚴(yán)重。

(7)水文地質(zhì)條件的變化

由于項目為近海地區(qū)，填料中含水量增大，強(qiáng)度、穩(wěn)定性相應(yīng)降低，造成了路基下陷等破壞。

4　病害路段歸類及處治方案

沿線路基整體穩(wěn)定性較好，填土層固結(jié)沉降基本完成，原則上不需進(jìn)行大范圍、深層處治。對一些病害嚴(yán)重的路段，宜根據(jù)地質(zhì)勘察資料，結(jié)合施工條件，有針對性地進(jìn)行專門加固處治設(shè)計，鑒于本工程場地狹小、交通流量大、施工期不能完全中斷交通的情況，根據(jù)以上對路基病害形成原因的分析，建議采用如下處治方案：

(1)對于因路基填土壓實度不足、路基填料質(zhì)量欠佳、天然地基中局部存在軟弱土層等因素導(dǎo)致路面產(chǎn)生明顯沉降變形的路段，采用高壓旋噴注漿法，對路基進(jìn)行滿堂加固處治。

高壓旋噴注漿法是通過鉆孔埋設(shè)注漿管，利用高壓將水泥漿液充分注入到所要加固的路基土中，通過漿液在土體中的滲透、劈裂和擠壓等作用，使高濃度的水泥漿液與土體結(jié)合，形成具有較高強(qiáng)度的水泥土固結(jié)體和樹枝狀水泥網(wǎng)絡(luò)體，并擠密周圍的土體，和路基土一道組成復(fù)合地基，從而達(dá)到加固路基的作用。

適用范圍：注漿技術(shù)廣泛應(yīng)用于高速公路路基沉降、開裂的治理，無論是挖方路基還是填方路基都適用，并適用于多種基礎(chǔ)類型的加固修復(fù)處理。

高壓旋噴注漿法的特點(diǎn)：施工簡易、占地少、施工設(shè)備輕便、靈活、不需揭開路面結(jié)構(gòu)層、施工速度快、恢復(fù)道路時間短，處治效果良好。

(2)路面垂直灌漿，在開裂的路面上以2.5 m的孔距垂直灌漿，灌漿深度3 m。灌漿在一定程度上對填土起到改良作用，最重要的是對裂縫起到了封堵作用。

(3)對于路面縱向開裂、沉降不明顯的路段，在兩側(cè)硬路肩和邊坡上分別采用高壓旋噴注漿法，形

成多排水泥土樁，以約束路基側(cè)向變形。

(4)注漿填縫，消除水力劈裂作用，同時防止雨水通過裂縫下滲路基。

(5)對于產(chǎn)生橫向裂縫的路基變形路段，可在高填路堤邊坡坡底設(shè)置固腳墻、反壓護(hù)道等固腳措施，約束路基的水平位移，降低橫向不均勻沉降。對于填方>9.0 m的路段，特別是地基土相對較弱的高填方路段，約束地基土側(cè)向變形很有必要。固腳墻采用片石干砌，一般規(guī)格為5 m×3 m(寬×高)，在不新征土地的情況下，具有較好的可行性。

(6)對已有反壓護(hù)道的路段進(jìn)行夯實加固，最大限度地發(fā)揮其限制路基側(cè)向變形的功能。

(7)面板更換修復(fù)。嚴(yán)重錯臺的面板，縱斷面上表現(xiàn)為“下樓梯”，降低了行車舒適及行車安全。若采用其它方法處治，不能根本解決病害，可以采用面板更換的方式來處理。面板修補(bǔ)常用的方法有：壓注灌漿法、擴(kuò)縫灌漿法、直接灌漿法和條帶罩面法、全深度補(bǔ)塊法等，宜根據(jù)面板具體損壞情況擇優(yōu)選用。

5　結(jié)語

廣西沿海高速公路欽州至防城港段現(xiàn)有道路已運(yùn)營十多年，路基狀況總體良好，達(dá)到了設(shè)計要求和目標(biāo)，未發(fā)生大規(guī)?；×页料莸葒?yán)重破壞，通車運(yùn)行十多年以來，由于交通流量不斷擴(kuò)大，沿線路基路面局部發(fā)生了不同程度的變形與破壞病害，局部路段明顯影響到行車舒適性以及行車安全，但沿線路基整體穩(wěn)定性較好，填土層固結(jié)沉降基本完成，病害路段路基原則上不需進(jìn)行大范圍、深層處治，對一些病害嚴(yán)重的路段，宜根據(jù)地質(zhì)勘察資料，結(jié)合施工條件，有針對性地進(jìn)行專門加固處治設(shè)計。

[1]JTG_C20-2011，公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[2]JTG D30-2015，公路路基設(shè)計規(guī)范[S].

[3]地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4]王進(jìn)思，程海潛.路基路面病害處治[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]馬華堂.公路工程病害分析與防治[M].鄭州：黃河水利出版社，2008.

Discussions on Subgrade and Pavement Disease and Treatment Programs of Qinfang Expressway

WEI Shi-gui

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

With the completion of Qinfang Expressway，the“l(fā)eading”position of Fangchenggang and Qinzhou，as the ports in China closest to Southeast Asian，becomes increasingly prominent in the lo-gistics industry in southwest China.Through the overall evaluation on Qinfang Expressway subgrade and pavement status，this article analyzed the diseases existing in subgrade and pavement as well as their causes，and proposed the corresponding treatment programs，thereby providing the reference for the subgrade disease treatment of Qinfang Expressway.

Expressway；Subgrade；Diseases；Treatment programs

U418.5

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.003

1673-4874(2016)03-0012-03

2016-03-06

韋世貴(1979—)，工程師，主要從事工程地質(zhì)勘察工作。