公路改扩建中新旧路基连接综合处治

李宝安

摘 要：针对公路改扩建中新旧路基连接部位的处治问题，从力学角度对路基进行了分析，研究了新路基填筑的方法和新旧路基衔接问题，给出了新旧路基综合处治设计方案，研究结果表明，提出的综合处理方案能够满足公路改扩建新旧路基的处治。

关键词：公路改扩建；新旧路基；新路基填筑；综合处治

1.序言

在公路改建中，拓宽后路基的质量问题很大程度上决定着改建后公路的使用寿命。而控制、延缓连接部处的开裂是保证拓宽改造公路质量的关键之一。由于路基原因引起的路面纵向裂缝两类，一类是由于路基拓宽后新旧路之间的不均匀沉降，致使在连接部产生的纵向裂缝；另一类是由于路基填土的强度不足，新填筑的路基土顶面的当量回弹模量和原路面顶面的当量回弹模量相差较大，在新铺设的路面结构内，特别是在交界处位置产生较大应力，甚至产生局部应力集中，而引起的路面开裂。

从力学角度分析，路基土的模量对路面结构影响较大，增加路基强度及回弹模量，可以适当减薄路面结构层的厚度，降低工程造价；同时，也必须保证路面结构下承层的均匀性，在加宽路段，在新填路基上铺筑一定厚度的水泥石灰稳定土，以期取得与旧路顶面相同的当量回弹模量。

2.新路基填筑

2.1地基处治

（1）低路堤处治

对于低路堤，当地基土不是十分软弱时，新拓宽段地基部分可以按一般路基进行填筑，必要时可进行换填和加固。主要是因为路基填土高度较小，作用于地基上的应力不大，当地表有硬壳层时，路基下土层实际附加应力更小。因此设计及施工中应尽量利用原状土结构强度，不扰动下卧层。在路基填筑时如有必要可铺设土工布或土工格栅，以加强路基的整体强度及板体作用，防止路基不均匀沉降而产生反射裂缝。

（2）高路堤处治

高路堤拓宽部分地基必须进行特殊处理，这是由于高路堤引起的沉降较大，如不进行处治，必然会引起较大的不均匀沉降，从而导致纵向裂缝的产生。如果高路堤拓宽部分为软土地基，就更应采取措施加强处治。因此设计及施工中为了确保路基稳定、减少路基工后沉降，对高路堤拓宽可采取粉喷桩、砂桩、塑料排水体、碎石桩等处理措施，并配合填筑轻型材料。江苏连云港地区204国道拓宽改造高路堤试验路段拓宽路基部分软土地基采用粉体搅拌桩处理，效果相当明显，它确保了高路堤路基稳定，最大限度的降低了施工沉降和工后沉降，从而减少了新旧路基的不均匀沉降；同时还能缩短工期，确保工程质量。

在高路堤的处治过程中，不宜单独采用换填砂石或加固土处治，因为这些方法只适合于浅层处治以及路基填土较低的情况。单独采用土工格栅进行处治也是徒劳无功的，它只能减小沉降差。加强新旧路基连接部位强度，对于减少大规模沉降是不起作用的，但土工格栅可以结合粉喷桩、砂井排水等措施，铺设于新旧路基连接部位开挖台阶处，从而形成综合处治措施。

高路堤路基一侧拓宽时，还应防止新路基失稳，由于路基不均匀沉降差值大，易在连接部位产生滑动剪切面，若再施工过快，极易使路基滑动。因此，高路堤拓宽时，一定要进行路基稳定性验算，采取有效措施，防止路基失稳。

2.2新填路基

新路基填土的模量对于沉降及侧位移影响较小，增大填土压实度对降低总沉降影响并不明显，但路基填土模量对其自身的压缩变形有很大影响，特别是对于高路堤这种影响比较明显。因此，加强路基填土压实很有必要。提高和改善填料性质的措施有：

（1）轻质填料路堤

采用粉煤灰、石灰的轻质填料填筑的路堤，不仅可以降低新路堤的自重，减小路堤的压缩变形，而且还可以提高新路堤的强度和刚度，减小路基在行车荷载作用下的塑性累积变形。轻质填料路堤同时起到了减小新旧路基间刚度差异和不均匀沉降的作用，从理论和工程实践分析，是旧路加宽方案中较为理想的一种措施。

（2）砂砾石填料

砂砾石可压缩性较小，采用砂砾石填料可大大减小路堤的压缩变形，提高承载力。如石料来源紧张，可用砖渣等代替，同时还可采用隔层填筑的方法，即每填筑4～5层土后，再用碎砖灰土填筑一层，起补强作用，使填料更具整体性。

（3）冲击补强

采用冲击压实方法可以有效地提高压实度，降低工后沉降量。

3.新旧路基衔接

路基拓宽处理后，在连接部产生一定的沉降差值，特别是新拓宽路基工后沉降较大，而旧路基已经完成了相当的工后沉降量，这样不可避免地在连接部位产生沉降差值突变，由此产生的集中应力易导致道路产生纵向裂缝。因此，需采取处治措施，以减少新拓宽路基的沉降量，进一步缩小新旧路基的沉降差；同时加强新旧路基的衔接，并保证路基的填筑质量，用来减轻新旧路基性质差异所产生的危害。

新拓宽路部分比旧路部分有较大的沉降量，这是导致路面纵向裂缝的主要因素，如果连接部位处理不好、连接部强度不足，更加剧纵缝的出现。因此，要采取一定的技术处理措施，加强新旧路基的衔接：

（1）清除旧路肩边坡上草皮、树根及腐蚀土等杂物。

（2）旧路肩质量较差，达不到设计要求，将土路肩翻晒或掺灰重新碾压，

以达到质量要求。可以通过修建试验路，改进路基开挖台阶的方案，由从土路肩开始下挖台阶，改为从硬路肩开始下挖台阶，这种改进方案可以消除旧路基边坡压实度不足的弊病，加强新旧路基的结合程度，减少新旧路基结合处的不均匀沉降。

（3）严格按照施工规范中对新旧路基衔接的要求开挖台阶，而且台阶的数量要尽可能多，为新旧路基的衔接提供更多接触面，更利于新旧路基的结合。在部分填方较高的路段采取逐步开挖的方式施工，同时做好排水与安全防护工作。

（4）严格控制新旧路基结合带的压实，对新旧路基结合带（大型压路机的压实施工死角）用打夯机分薄层填筑压实。必要时可采用冲击碾加强压实，实践证明冲击碾压可以提高新旧路基的压实度，对加强新旧路基的结合和减少不均匀沉降，效果非常明显。

4.旧路基加宽综合处治方案设计

通过分析，结合国内路基拓宽工程中应用的处治措施，推荐适合低路堤和高路堤的综合处治方案。方案一和方案二可应用于低路堤路段，方案三至方案五可应用于高路堤或软土地基路段，各种方案都在路基顶部设置了土工格栅，在具体工程实践中可根据实际情况有针对性选择。

方案一：台阶开挖+土工格栅（如图1所示）

低路堤的沉降较小，因此，通常可以不采用特殊的处治措施，直接开挖台阶，如有必要可跨接缝设置土工格栅。

方案二：天然砂砾+土工格栅（如图2所示）

当地基土较软弱时，为加快地基排水固结，可在新填路基底部铺设砂砾，并相应设置土工格栅。

方案三：天然砂砾+土工格栅+轻质路基（如图3所示）

由于高路堤本身的压缩变形较大，同时对基础压力也较大，因此，可用轻质路堤来代替普通填土，以减小沉降量。方案三适合于地质条件相对较差的情况，采用粉煤灰等轻质填料填筑路堤，从理论分析和工程实践上来看，是旧路加宽方案中较为理想的一种处治措施。

方案四：粉喷桩+天然砂砾+土工格栅（如图4所示）

采用粉喷桩对软弱地基进行处治是一种较为理想的方法，同时结合土工格栅的加固作用，可有效降低路基竖向沉降，减少沉降差。用粉喷桩+砂砾+土工格栅的综合处治方法在多条高速公路的改造中都有较好应用。

方案五：塑料排水板（碎石桩）+天然砂砾+土工格栅（如图5所示）

当地基土质过于软弱，含水量较大时，采用塑料排水板法将明显加快地基土的排水固结，使沉降速率加快，从而减少工后沉降量。土工格栅的作用同上述几种方法类似。

参考文献

[1] 陈英.土工格栅在道路建设中的若干应用[J].科技信息，2011.25.

[2] 曹盛明、程名.论高速公路收费站改扩建工程设计要点和方法[J].交通标准化，2012.03.

[3] 李冬雪、邓卫东、葛娟.考虑土工格栅蠕变的加筋路堤变形分析[J].长安大学学报（自然科学版），2011.05.

[4] 封晓黎.高速公路路基加宽施工技术[J].交通世界（建养.机械），2011.08.

[5] 王大智.软土路基加固设计应用探讨[J].黑龙江交通科技，2011.05.

[6] 丁晶.浅析扩建工程中路基加宽纵向裂缝的处理[J].中国新技术新产品，2011.21.

[7] 高占升.高等级公路路基加宽差异沉降处治对策[J].广东建材，2011.07.

[8] 张跃志.高速公路路基加宽工程施工质量控制要点[J].北方交通，2011.11.

4.旧路基加宽综合处治方案设计

通过分析，结合国内路基拓宽工程中应用的处治措施，推荐适合低路堤和高路堤的综合处治方案。方案一和方案二可应用于低路堤路段，方案三至方案五可应用于高路堤或软土地基路段，各种方案都在路基顶部设置了土工格栅，在具体工程实践中可根据实际情况有针对性选择。

方案一：台阶开挖+土工格栅（如图1所示）

低路堤的沉降较小，因此，通常可以不采用特殊的处治措施，直接开挖台阶，如有必要可跨接缝设置土工格栅。

方案二：天然砂砾+土工格栅（如图2所示）

当地基土较软弱时，为加快地基排水固结，可在新填路基底部铺设砂砾，并相应设置土工格栅。

方案三：天然砂砾+土工格栅+轻质路基（如图3所示）

由于高路堤本身的压缩变形较大，同时对基础压力也较大，因此，可用轻质路堤来代替普通填土，以减小沉降量。方案三适合于地质条件相对较差的情况，采用粉煤灰等轻质填料填筑路堤，从理论分析和工程实践上来看，是旧路加宽方案中较为理想的一种处治措施。

方案四：粉喷桩+天然砂砾+土工格栅（如图4所示）

采用粉喷桩对软弱地基进行处治是一种较为理想的方法，同时结合土工格栅的加固作用，可有效降低路基竖向沉降，减少沉降差。用粉喷桩+砂砾+土工格栅的综合处治方法在多条高速公路的改造中都有较好应用。

方案五：塑料排水板（碎石桩）+天然砂砾+土工格栅（如图5所示）

当地基土质过于软弱，含水量较大时，采用塑料排水板法将明显加快地基土的排水固结，使沉降速率加快，从而减少工后沉降量。土工格栅的作用同上述几种方法类似。

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[8] 张跃志.高速公路路基加宽工程施工质量控制要点[J].北方交通，2011.11.

4.旧路基加宽综合处治方案设计

通过分析，结合国内路基拓宽工程中应用的处治措施，推荐适合低路堤和高路堤的综合处治方案。方案一和方案二可应用于低路堤路段，方案三至方案五可应用于高路堤或软土地基路段，各种方案都在路基顶部设置了土工格栅，在具体工程实践中可根据实际情况有针对性选择。

方案一：台阶开挖+土工格栅（如图1所示）

低路堤的沉降较小，因此，通常可以不采用特殊的处治措施，直接开挖台阶，如有必要可跨接缝设置土工格栅。

方案二：天然砂砾+土工格栅（如图2所示）

当地基土较软弱时，为加快地基排水固结，可在新填路基底部铺设砂砾，并相应设置土工格栅。

方案三：天然砂砾+土工格栅+轻质路基（如图3所示）

由于高路堤本身的压缩变形较大，同时对基础压力也较大，因此，可用轻质路堤来代替普通填土，以减小沉降量。方案三适合于地质条件相对较差的情况，采用粉煤灰等轻质填料填筑路堤，从理论分析和工程实践上来看，是旧路加宽方案中较为理想的一种处治措施。

方案四：粉喷桩+天然砂砾+土工格栅（如图4所示）

采用粉喷桩对软弱地基进行处治是一种较为理想的方法，同时结合土工格栅的加固作用，可有效降低路基竖向沉降，减少沉降差。用粉喷桩+砂砾+土工格栅的综合处治方法在多条高速公路的改造中都有较好应用。

方案五：塑料排水板（碎石桩）+天然砂砾+土工格栅（如图5所示）

当地基土质过于软弱，含水量较大时，采用塑料排水板法将明显加快地基土的排水固结，使沉降速率加快，从而减少工后沉降量。土工格栅的作用同上述几种方法类似。

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