公路改扩建路基病害原因与防治方法探析

周小红

（云南省西双版纳公路管理总段机械化养护和应急中心666100）

公路改扩建路基病害原因与防治方法探析

周小红

（云南省西双版纳公路管理总段机械化养护和应急中心666100）

国民经济快速发展的时代背景下，传统交通运输网络已无法满足社会发展需求，因此各地公路等基础工程都展开扩建施工。特别是某些经济发达地区，这一现象异常明显，新建公路项目不断增多，改扩建项目施工如火如荼。由于公路等基础工程设施具有公共服务型特征，因此施工质量要求高、施工改建周期长、施工不可控因素多。为此，在施工过程或工程项目投入运营后期，会出现诸多工程病害。如何针对不同类型公路病害展开积极处理与防范，成为公路运营管理方与施工方关注的重点。本文正是基于此现状，对我国公路施工中暴露的问题及问题成因展开探讨，试图找到针对性防治措施。

公路；改扩建；路基病害；成因；防治措施

公路改扩建施工中，路基处理是关键、质量提高是核心、安全风险防范是保障、病害预防是重点。本文将按照这一思路，重点结合公路项目改扩建施工中路基病害及成因进行分析，通过问题剖析，找到病害风险防范的科学应对策略。

1 公路改扩建路基病害表现及成因

1.1 公路改扩建老路基交界部位产生纵向裂缝

公路路堑在两边边坡重力和自重作用力下，新开挖部分或老路基已固结，因此产生不规则沉降的部位通常为路堤。该裂缝的出现，一方面是因新老路基结合部沉降速率以及沉降部位不同，导致二者产生结构性沉降差；另一方面，新老路基相关联区域会产生明显的应力集中现象，因此沉降部位弯拉应力较大。如果外部结构强度不足，此时就会导致公路新老路基错台开裂，从而形成狭长的纵向裂缝。具体工程拓宽改造断面图如图1[1]。

图1 基于地基弹性理论分析地基下沉原理示意图

从以上原理图中可知，在公路改扩建过程中，铺设新面层与增设补强层的同时，会导致（Ⅰ区）土基压力P1上升，Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区拓宽部位地基外新增压力为P2、P3、P4，这些新增荷载均会导致公路路基横断面产生不规则沉降现象。当S1＞S2时，就会因原路基荷载小于扩建改造后的地基荷载，从而产生压力差，因此路面产生裂缝[2]。

1.2 公路路基翻浆问题表现与成因

此现象在我国北方各地区及南方季节性冰冻区较为常见。一方面自然因素导致，比如粉质土最易翻浆，同时当冰结线长时间停留于路面较强部位时，就会导致路基上部翻浆。另一方面，在施工时，如果未设置防冻层及公路路基标高设计不足、分层压实度不够、甚至路面排水设施不良，都会导致翻浆。

1.3 公路改扩建高路堤表现与成因

在老路改造过程中，提高路基高度会导致路基稳定性下降、路基变形等问题出现，同时会增加公路纵向裂缝。究其原因：①路堤填筑过高，自重增大，导致路基侧移及沉降；②路基抬高，边坡面积变大，雨水会不断冲刷与侵蚀路基；③施工中路基压力不均匀。此外，如果公路改扩建拓宽及增高过程中，如果相关施工指标不能达到如下要求，也可能导致公路病害出现。如图2是公路新老路堤改扩建施工断面图[3]。

图2

2 公路改扩建路基病害处理与防治

2.1 公路改扩建路基裂缝处理与防治

结合实际，按要求挖台阶、逐层搭接宽45cm、高30cm的公路台阶，挖好台阶后方可与公路新路基同时展开分层填筑并对其碾压作业。公路老路肩接缝部位应将杂物清理彻底，避免路基产生不均匀沉降现象。公路新老路基交接部位应采用大吨位振动式压路机碾压或使用强夯法密实加固处理，避免新老路基因结构强度不同而产生差异沉降现象。同时，在新老路基结合部位的较低处，采用3～5层宽为4cm以上的土工布进行处理，将其水平铺设于该公路新老路基交接处。

2.2 公路改扩建路基翻浆处理与防治

修筑好公路路基、路面排水设施，在路基上部适当增加临空面积，以增强水分蒸发。与此同时，避免公路路基受水浸及雪埋而结构失稳。在某些粉性土质以及重冰冻区地段，不能单纯依靠提升路基高度而增强其结构稳定性，而要通过石灰土层及砂垫层进行加固处理。如果公路路基地面或地下水位较高而不利于提高路基时，可于路基顶面以下大约0.5～0.8m的位置铺设一隔离层，其可避免毛细血管水上升进入路基上部，同时有效防止负温差状态下，路基水分集聚，从而产生结构裂缝。除此之外，还可于公路路基上层部位换填厚度为40～60cm的砂性土，同时设路基渗沟或盲沟，以护路基结构稳定。

2.3 公路改扩建高路堤处治与防治

高路堤填筑作业时，因路堤本身自重较大，会导致地基沉降。实践表明，通过科学设置砂砾等排水垫层，可改善地基排水状况，同时保护公路冻土及降低冻土融化深度、适当降低路堤填筑高度，可避免公路地基发生严重沉降变形情况。当公路路基为软土地质时，应通过砂桩及粉喷桩、碎石桩、塑料排水桩等进行科学处理，辅之以轻型施工材料进行填筑施工。同时，在公路新旧路基结合部，可利用土工格栅及挖台阶或铺设土工布等方式进行针对性处理。

2.4 公路改扩建路基边坡处理与防治

水的作用会导致路基边坡结构失稳，尤其是暴雨多发地区，公路路基会受到边坡冲刷及雨水侵蚀作用。针对上述现象，可在公路路基改扩建施工时，每间隔15m的距离挖一横向排水沟，以排除路基台阶内积水。对于超高路段，为了有效避免雨水冲刷及渗透公路边坡，可截断路面排水，适当降低台阶面的土体强度。为了防止挖除后台阶上部土方坍塌，在雨季施工时尽量压缩工作面，改扩建施工中，如果需对原公路路面进行削坡处理，必须将松软与腐殖土处理彻底，并将表层土压实，将强度不足的土体采用换填技术换掉。

3 结束语

综上所述，公路改扩建施工过程中，病害具有突发性与严重危害性，但并非难以防范与处理。通常情况下，公路路基病害具体成因不同，因此会有不同表现形式。本文着重对上述几种常见路基病害及病害成因进行探讨，文中采用地基弹性理论方法及重点考虑应力历史影响的沉降计算方法，对公路路基进行定性与定量分析研究。从中不难发现，公路改扩建路基处理方式有多种，各种方案都有各自的优缺点及具体适用条件，因此只有在具体处理和防范时，才能结合工程实际，采用性价比更高的处理方案进行处治，提高安全风险防范的针对性。

[1]何乃武.季节冻土地区改扩建公路路基的设计方法分析[J].路基工程，2016，03：157～161.

[2]杨栋.高等级公路改扩建工程路基病害类型、成因及对策[J].交通世界（建养·机械），2015，08：58～59.

[3]杨静，李海平.压力灌浆技术在新旧路基差异沉降防治中的应用[J].山西建筑，2013，22：132～134.

U416.1

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1004-7344（2016）28-0187-02

2016-9-5