摘要:舊路加寬主要的技術(shù)難題是如何減小新老路基之間的差異沉降，并保證新老路基的有效銜接，避免道路通車(chē)后路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫等病害。本文介紹舊路加寬工程的路基綜合處治設(shè)計(jì)，著重論述新老路基結(jié)合部位處理的方法，為其他舊路加寬工程提供借鑒。
　　關(guān)鍵詞:舊路加寬，路基，沉降，設(shè)計(jì)
　　
　　以前的舊路標(biāo)準(zhǔn)低，通行能力弱，日益不能滿(mǎn)足區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，路段的交通量迅猛增加需要進(jìn)行舊路改造以提高通行能力，但舊路加寬因?yàn)橐��?jié)省造價(jià)或原設(shè)計(jì)路線(xiàn)較為合理，往往是大多數(shù)路線(xiàn)沿著舊路加寬路基，局部路段才進(jìn)行裁彎取直等改造。路基加寬主要的技術(shù)難題是如何減小新老路基之間的差異沉降，并保證新老路基的有效銜接，避免道路通車(chē)后路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫等病害。為此，設(shè)計(jì)施工中采取了一系列路基綜合處治措施。通過(guò)改造后的道路運(yùn)營(yíng)使用，大多數(shù)構(gòu)造物功能正常，但也有不如意之處，由此使我們得到了一些成功或失敗的經(jīng)驗(yàn)。本文對(duì)該路段加寬工程路基綜合處治設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，為其他舊路加寬工程提供借鑒。
　　一、路基綜合處治設(shè)計(jì)
　　1、公路改造的施工特點(diǎn)。
　　公路改造中往往具有以下特點(diǎn)：
　　（1）標(biāo)準(zhǔn)高、路幅寬：現(xiàn)在的設(shè)計(jì)行車(chē)道大多為雙向二或四車(chē)道，標(biāo)準(zhǔn)高的公路還設(shè)計(jì)有中央分隔帶；
　　（2）位于城市邊緣，房屋建筑、地下管道及地面線(xiàn)路拆遷多，對(duì)路基工程也有一定的影響；
　　（3）沿線(xiàn)地表廣泛分布有人工雜填土、松軟填土；
　　（4）一般路基填土高度較小，低路堤多；
　　（5）道路交通量大；
　　（6）基本上是沿著舊路作單邊拓寬。
　　2、舊路加寬常見(jiàn)病害及其產(chǎn)生原因
　　在道路拓寬工程中，因新老路基之間不均勻沉降而導(dǎo)致道路通車(chē)后路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫等病害是較為普遍的現(xiàn)象。新拓寬路基工后沉降較大，而老路基的固結(jié)沉降已基本完成，新老路基結(jié)合部位沉降量不一致，在新老路基之間產(chǎn)生相對(duì)過(guò)大的差異沉降，成為道路產(chǎn)生裂縫的主要原因。在舊路邊坡上進(jìn)行拓寬填筑，新填的土方和運(yùn)營(yíng)后的汽車(chē)荷載也會(huì)引起老路基的附加沉降，進(jìn)而引起老路基變形，甚至可能出現(xiàn)路基拉裂、下沉過(guò)速等病害，如圖1所示。
　　圖1拓寬路堤引起原有路堤的變形
　　
　　新老路基產(chǎn)生不均勻沉降的主要原因有：
　　（1）新填土地基的工后沉降，導(dǎo)致新老路基之間的沉降差異。新拓寬路基工后沉降較大，而老路基的工后沉降已接近完成，這樣就產(chǎn)生一個(gè)沉降差值；
　　（2）新加寬路基土的壓縮變形和塑性累積變形比老路基大；
　　（3）新老路基結(jié)合部位處理不當(dāng)；
　　（4）水的作用。
　　3、路基綜合處治設(shè)計(jì)的目的與要求
　　進(jìn)行路基綜合處治設(shè)計(jì)之前，必須作原有舊路的調(diào)查和詳細(xì)的地質(zhì)勘探工作，收集有關(guān)舊路基設(shè)計(jì)、施工和現(xiàn)狀的資料。然后，在分析舊路基固結(jié)沉降的情況，以及拓寬新基對(duì)舊路基影響的基礎(chǔ)上，找出引起新舊路基差異沉降的因素，確定相應(yīng)的路基綜合處治措施。
　　原有舊路通車(chē)一般有多年甚至有幾十年，從理論計(jì)算，一般舊路通車(chē)達(dá)十年左右，地基固結(jié)度已接近100%，故一般可以認(rèn)為需舊路加寬的老路基的固結(jié)沉降已基本完成。
　　根據(jù)現(xiàn)有舊路狀況和沿線(xiàn)地質(zhì)條件，路基綜合處治設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下目的：
　　（1）通過(guò)地基處治，減少新拓寬路基的工后沉降量，控制新老路基的沉降差；
　　（2）通過(guò)新老路基結(jié)合部位的處理，加強(qiáng)新老路基的結(jié)合強(qiáng)度，減輕新老路基因材質(zhì)、施工質(zhì)量及路面結(jié)構(gòu)層的差異等所引起的病害；
　　（3）完善排水防滲系統(tǒng)，阻止雨水滲入新舊路基結(jié)合面。
　　二、地基沉降與路基穩(wěn)定性分析方法
　　在舊路加寬設(shè)計(jì)中，地基沉降和路基穩(wěn)定性分析無(wú)疑是非常重要的。沉降計(jì)算和穩(wěn)定性分析的結(jié)果，是決定地基是否需要處理和選擇處理方法的重要依據(jù)，也是控制路基填土施工的依據(jù)。工程地基沉降和路基穩(wěn)定性分析按《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017－96）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《軟基規(guī)范》）第4節(jié)的規(guī)定進(jìn)行。
　　1、穩(wěn)定驗(yàn)算
　　采用圓弧條分法進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。施工期驗(yàn)算采用總應(yīng)力法計(jì)算，營(yíng)運(yùn)期驗(yàn)算采用有效固結(jié)應(yīng)力法計(jì)算，穩(wěn)定安全系數(shù)容許值按《軟基規(guī)范》表4.2.4的規(guī)定。土工合成材料的加筋作用按在常規(guī)的圓弧穩(wěn)定分析方法中增加一個(gè)拉力的辦法進(jìn)行考慮，把加筋力作為水平力施加于滑動(dòng)土體，來(lái)計(jì)算其穩(wěn)定性和確定加筋層數(shù)。
　　2、沉降計(jì)算
　　在沉降分析中，假定舊路路基下的地基已趨于完全固結(jié)，采用分層綜合法計(jì)算新加寬部分路基的地基總沉降量。參照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2004）中表7.6.4-2，擬定新舊路基結(jié)合部位沉降標(biāo)準(zhǔn)為：工后沉降≤10cm。
　　（1）主固結(jié)沉降計(jì)算
　　根據(jù)《軟基規(guī)范》第4.3.1.1條，用ｅ－ｐ曲線(xiàn)和分層綜合法計(jì)算主固結(jié)沉降：
　　Ｓc=
　　（2）地基總沉降：根據(jù)《軟基規(guī)范》第4.3.4.1條的經(jīng)驗(yàn)公式Ｓ＝ｍ×Ｓc計(jì)算總沉降量（ｍ為沉降系數(shù)，范圍1.1～1.7），低路堤取1.2，高路堤處取1.6。
　　（3）在地基固結(jié)過(guò)程中任意時(shí)刻t的地基沉降：St=（m-1+Ut）Sc
　　地基平均固結(jié)度Ut根據(jù)《軟基規(guī)范》第4.3.5條計(jì)算。
　　三、地基綜合處治措施
　　為了對(duì)舊路加寬路基進(jìn)行處理，以減少沉降差異，有必要對(duì)一般路段進(jìn)行基本處治和對(duì)特殊路段進(jìn)行特殊處理。
　　1、一般路段基本處治措施
　　（1）清除耕地表面的腐殖土、浮土等不適宜土層，并對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)，路基下地表面以下30cm以?xún)?nèi)要求達(dá)到85%以上的壓實(shí)度（重型），如果路基填土高度小于80cm，基底的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%（重型）。原有路肩質(zhì)量較差、達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，須將路肩翻曬后再碾壓，以滿(mǎn)足質(zhì)量要求。
　　（2）人工填筑的雜填土，主要由粘性土、砂礫、碎石、碎混凝土塊等組成，不少是屬于生活垃圾或建筑垃圾，結(jié)構(gòu)松散，含水量大，必須將其挖除，換填符合要求的路基填料，并嚴(yán)格壓實(shí)。
　　（3）拆遷建筑物如房屋、電力鐵塔、廢棄的橋涵等遺留下來(lái)的基礎(chǔ)，最好將其完全挖除，無(wú)法完全挖除的，其頂面必須低于路槽底1.5米以上。這一點(diǎn)尤其值得注意。工程施工時(shí)，有個(gè)別建筑物基礎(chǔ)只挖除至路槽底面，結(jié)果通車(chē)不久即出現(xiàn)路面開(kāi)裂現(xiàn)象。
　　2、特殊路段地基處治
　　（1）淺層處理措施
　　低洼濕地及溝渠、池塘底的沉積淤泥，厚度在3.0m以下，采用清淤換填或填石擠淤的方法處理。
　　①基底清淤與換填
　　埋置較淺（<1.0m）且厚度較薄（<1.0m）的軟土層，主要地表淤泥或淤泥質(zhì)土，采用清淤與換填的方法處理。徹底清除軟弱土層以提高路基基底承載力，減小由于軟弱土層壓縮沉降而造成的新舊路基間的不均勻沉降。清淤后換填天然砂礫，砂礫層頂面需高出常水位20cm以上，并在其上設(shè)置3%的橫向排水坡以利排水。
　　②填石擠淤
　　對(duì)于溝渠、池塘底沉積形成的厚度大于2米的淤泥層，因淤泥數(shù)量大，徹底清除不僅難度大，也難以處置挖出來(lái)的淤泥，故采用填石擠淤的方法處理。施工時(shí)，先將水疏干，然后由靠舊路一側(cè)開(kāi)始拋填片石或塊石，邊填邊振壓，將淤泥往外排擠；當(dāng)填石完成后，用推土機(jī)、壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，直到地基無(wú)“彈簧”現(xiàn)象后，填30㎝厚砂礫，最后填土預(yù)壓。
　　（2）低路堤地基處理
　　低路堤很少存在象高路堤那樣的穩(wěn)定和側(cè)向位移，以及施工中大的沉降問(wèn)題。但是，開(kāi)放交通后，經(jīng)常發(fā)生路面不平整和路面破壞的現(xiàn)象。其原因有：①由于路堤較低，路槽不能得到充分壓實(shí)，很難達(dá)到要求的承載力；②由于地下水位相對(duì)較高，地下水上升至路槽附近，路基的承載力容易降低；③交通荷載不能在路堤中充分?jǐn)U散再傳遞到地基上，因而加劇地基的變形沉降；④交通荷載引起的震動(dòng)容易直接傳遞到地基上；⑤地基上層填土的不均勻性影響到路堤上。
　　低路堤地基在路基填土和路面荷載引起的沉降的基礎(chǔ)上，增加了由交通荷載引起的新沉降。根據(jù)多項(xiàng)工程施工中觀測(cè)的結(jié)果，低路堤新老路基工后不均勻沉降是明顯的，而且實(shí)測(cè)沉降小于理論計(jì)算沉降，地基沉降固結(jié)很慢，主要原因?yàn)榈乇碛矚�層使路基荷載應(yīng)力擴(kuò)散，即路基下土層實(shí)際附加應(yīng)力小于理論計(jì)算。
　　對(duì)于低路堤路基上的舊路加寬，除了常規(guī)處理方法，設(shè)計(jì)施工方面需進(jìn)行特殊處理，主要思路是為了提高地基的整體承載力，減輕新老路基不均勻沉降差所造成的破壞。常常采用的方法有：1、堆載預(yù)壓法處理地基；2、強(qiáng)夯法等方法進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓。以上方法是屬于超壓，實(shí)施超壓是有必要的，因?yàn)榈吐返痰鼗鶟B透性較小，超壓可使土體內(nèi)產(chǎn)生的超孔隙水壓力迅速消散，從而提高加固的效果。
　　3、新老路基結(jié)合部位的處理
　　為了使新老路基之間緊密銜接形成整體，在結(jié)合部位主要采取了以下措施：
　　（1）清除原路基邊坡上草皮、樹(shù)根及腐植土等雜物，并開(kāi)挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1ｍ，臺(tái)階挖好后與新路基一同進(jìn)行分層回填碾壓施工；
　　（2）如果原有路肩質(zhì)量較差，將土路肩翻曬重新碾壓，使達(dá)到質(zhì)量要求；
　　（3）在新路基底面以上采用了兩層土工格柵和一層土工布，土工布位于砂墊層之上起反濾作用并能使應(yīng)力均勻，土工格柵則位于土工布之上，間距20～50cm，并伸入老路基邊坡不小于1米。采用土工布、高強(qiáng)度土工格柵處理，以加強(qiáng)新老路基結(jié)合部位強(qiáng)度，增強(qiáng)路基路面的整體抗變形能力，防止新老路基結(jié)合部位路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫。
　　（4）新舊路基結(jié)合須考慮排水防滲措施，防止雨水滲入新老路基結(jié)合面。在新老路基結(jié)合部頂面鋪設(shè)一層不透水土工布有兩方面的好處：不透水土工布可起加筋作用，可增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性，減少路基的不均勻沉降；不透水土工布的隔離防滲作用，可防止雨水浸入對(duì)路基的破壞。
　　四、結(jié)論和建議
　　相對(duì)于新建公路的設(shè)計(jì)，舊路加寬對(duì)路基穩(wěn)定和工后沉降有更高的要求，舊路路基綜合處治設(shè)計(jì)施工以解決新老路基的不均勻沉降和整體銜接為主要考慮因素。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)
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　　5、高翔,劉松玉,王名磊.軟土地基上高速公路路基擴(kuò)建加寬中的關(guān)鍵問(wèn)題.公路交通科技,2004:1001-0268