旧路加宽的处治与设计

民营科技　市政与路桥　霭丽　旧路加宽的处治与设计　高崇新　（秦皇岛市海港区市政工程管理处，河北秦皇岛０６６０００）　摘要：旧路加宽改造既是提高道路等级的有效措施，又是解决当前资金投入困难有效方法，它既能快速满人们足日益增长的交通需要，又能节　省资金消耗。旧路加宽主要的技术难题是如何减小新老路基之间的差异沉降，并保证新老路基的有效衔接，避免道路通车后路面出现纵、横向裂缝　等病害。对旧路加宽工程路基综合处治设计进行分析。　关键词：旧路；加宽；分析　随着国民经济的快速发展，道路交通运量迅猛增长，既有公路、城市　道路等旧路加宽加铺改造工程也随着大量的付诸实施。对旧路进行加宽　加铺改造时要特别注意：１）新旧路基间的不均匀沉降以及新路基的塑性　累积变形对路面结构响应的影响；２）新旧路基间的刚度差异对路面结构　量较差、达不到设计要求，须将路肩翻晒后再碾压，以满足质量要求。２）　人工填筑的杂填土，主要由粘性土、砂砾、碎石、碎混凝土块等组成，不少　是属于建筑垃圾，结构松散，含水量大，必须将其挖除，换填符合要求的　路基填料，并严格压实。３）拆迁建筑物如房屋、电力铁塔、废弃的桥涵等　响应的影响；３）面层反射裂缝的防治等。为此，在旧路加宽改造工程的实　施之前必须进行先期的方案试验研究。通常可采用软弱地基处理、基底　清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土　工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防　裂层或增大加铺层厚度等工程技术措施。　１　路基综合处治设计的目的与要求　１．１　旧路加宽常见病害及其产生原因　在道路拓宽工程中，因新老路基之间不均匀沉降而导致道路通车后　路面出现纵、横向裂缝等病害是较为普遍的现象。特别是软弱地基地段，　新拓宽路基工后沉降较大，而老路基的固结沉降已基本完成，新老路基　结合部位沉降量不一致，在新老路基之间产生相对过大的差异沉降，成　为道路产生裂缝的主要原因。另外，在旧路边坡上进行拓宽填筑，新填的　土方和运营后的汽车荷载也会引起老路基的附加沉降，进而引起老路基　变形，甚至可能出现路基拉裂、下沉过速等病害，如图所示。　拓宽路堤引起原有路堤的变形　新老路基产生不均匀沉降的主要原因有：　１）软弱地基的工后沉降，导致新老路基之间的沉降差异。新拓宽路　基工后沉降较大，而老路基的工后沉降已接近完成，这样就产生一个沉　降差值；２）新加宽路基土的压缩变形和塑性累积变形比老路基大；３）新　老路基结合部位处理不当；４）水的作用。　１．２路基综合处治设计的目的与要求　进行路基综合处治设计之前，必须作原有旧路的调查和详细的地质　勘探工作，收集有关旧路基设计、施工和现状的资料。然后，在分析旧路　基固结沉降的情况，以及拓宽新基对旧路基影响的基础上，找出引起新　旧路基差异沉降的因素，确定相应的路基综合处治措施。　２　旧路加宽的地基沉降与路基稳定性分析　在旧路加宽改造中，地基沉降和路基稳定性分析无疑是非常重要　的。沉降的处理就是在路基施工过程中加速因新修路基而引起的地基沉　降，或者采取有效措施控制路基由于剪切变形而产生的侧向位移，从而　减小路基的工后沉降。对于稳定性的处理则必须增大新修路堤及地基的　强度，提高其抗剪切变形的能力。　由均质粘性土填筑的路堤的稳定性根据Ｆｅｌｌｅｎｉｕｓ滑动圆弧法进行　分析，路堤坍塌破坏时，其滑动面为一曲面，假定其为圆弧形，圆弧滑动　面的位置用４．５Ｈ法确定。土工合成材料的加筋作用按在常规的圆弧稳　定分析方法中增加一个拉力的办法进行考虑，把加筋力作为水平力施加　于滑动土体，来计算其稳定性和确定加筋层数。　在旧路加宽改造工程中，由于新旧路基的固结程度不同，将会导致　路基的横向不均匀沉降，从而造成路面的开裂破坏。因此，必须准确掌握　加宽路基的最终沉降量及固结度，并验算其剩余沉降量是否满足工后沉　降量的要求。在沉降分析中，可假定旧路路基下的地基已趋于完全固结，　采用分层总和法计算新加宽部分路基的地基总沉降量。　３　１日路加宽的综合处治措施　３．１基本处治措施　１）清除耕地表面的腐殖土、浮土等不适宜土层，并对地基进行压实，　路基下地表面以下３０ｃｍ以内要求达到８５％以上的压实度（重型），如果　路基填土高度小于８０ｅｒａ，基底的压实度应达到９５％（重型）。原有路肩质　遗留下来的基础，最好将其完全挖除，无法完全挖除的，其顶面必须低于　路槽底１．５ｍ以上。这一点在软弱地基路段尤须值得注意。该工程施工　时，有个别建筑物基础只挖除至路槽底面，结果通车不久即出现路面开　裂现象。　３．２软弱地基处治　低洼湿地及沟渠、池塘底的沉积淤泥，厚度在３．０ｍ以下，采用清淤　换填或填石挤淤的方法处理。　１）基底清淤与换填。埋置较浅（＜１．０ｍ）且厚度较薄（＜１．０ｍ）的软土　层，主要是地表淤泥或淤泥质土，采用清淤与换填的方法处理。彻底清除　软弱土层以提高路基基底承载力，减小由于软弱土层压缩沉降而造成的　新旧路基间的不均匀沉降。清淤后换填天然砂砾，砂砾层顶面需高出常　水位２０ｅｒａ以上，并在其上设置３％的横向排水坡以利排水。２）填石挤　淤。对于沟渠、池塘底沉积形成的厚度大于２ｍ的淤泥层，因淤泥数量　大，彻底清除不仅难度大，也难以处置挖出来的淤泥，故采用填石挤淤的　方法处理。施工时，先将水疏干，然后由靠旧路一侧开始抛填片石或块　石，边填边振压，将淤泥往外排挤；当填石完成后，用推土机、压路机进行　碾压，直到地基无“弹簧”现象后，填３０ｃｍ厚砂砾，最后填土预压。　４新老路基结合部位的处理　为了使新老路基之间紧密衔接形成整体，在结合部位主要采取了以　下措施：　１）清除原路基边坡上草皮、树根及腐植土等杂物，并开挖台阶，台阶　宽度不小于ｌｍ，台阶挖好后与新路基一同进行分层回填碾压施工。２）原　有路肩质量较差，将土路肩翻晒重新碾压，使达到质量要求。３）在新路基　底面以上采用了两层土工格栅和一层土工布，土工布位于砂垫层之上起　反滤作用并能使应力均匀，土工格栅则位于土工布之上，间距２０—５０ｃｍ，　并伸人老路基边坡不小于ｌｍ。采用土工布、高强度土工格栅处理，以加　强新老路基结合部位强度，增强路基路面的整体抗变形能力，防止新老　路基结合部位路面出现纵、横向裂缝。４）路基填筑材料多以砂性土为主，　故须考虑排水防渗措施，防止雨水渗入新老路基结合面。在新老路基结　合部顶面铺设一层不透水土工布有两方面的好处：不透水土工布可起加　筋作用，可增强新旧路基间的整体稳定性，减少路基的不均匀沉降；不透　水土工布的隔离防渗作用，可防止雨水浸入对路基的破坏。　５结论和建议　相对于新建公路的设计，旧路加宽对路基稳定和工后沉降有更高的　要求，路基综合处治设计以解决新老路基的不均匀沉降和整体衔接为主　要考虑因素。从对旧路基综合处治设计中总结以下体会：　１）软土地基低路堤的拓宽，采用超载预压措施处理地基，是行之有　效的办法。为了加快地基的固结沉降，可设砂垫层、砂桩等排水通道，必　要时在新路基坡脚以外设较深的排水沟，以降低地下水位。但保证预压　时间却是关键。２）对于高路堤，若采用堆载预压措施处理地基，由于软土　沉降固结较慢，往往施工周期过长。同时，新拓宽路堤引起老路堤的变　形，使老路堤产生裂缝，这种裂缝通常在袋装砂井施工时就可能出现。要　避免老路堤的变形开裂，一般是在新拓宽路基底预先填砂或土，也可以　在旧路边坡上部采用打板桩的方法对旧路进行加固。因此，对于高路堤　的拓宽，宜采用粉喷桩等复合地基处理方法处理地基，一方面可以缩短　施工周期，另一方面可以先在旧路边坡上部设桩，增）ＪＵｌｔ３路的稳定性。加　宽部分桩体布置可采用里密外疏的方式布置，以节省工程量。３）新老路　基结合部位采取挖台阶和加铺土工合成材料的处理方法，效果是明显　的。可以加强路基的整体强度及板体作用，防止路基因不均匀沉降而产　生反射裂缝，具有较好的推广价值。