公路改扩建工程中旧路路基施工处置措施研究

陈军

摘要 随着我国经济的增长，交通量持续增长，公路网不断完善，公路改扩建项目越来越受到人们的重视。在公路改扩建项目中旧路路基对公路的整体质量起着重要作用。因此公路改扩建中，应保证旧路路基的稳定性和安全性。文章针对公路改扩建项目进行了以下内容分析：公路改扩建病害分析、公路改扩建旧路路基施工难点分析、改扩建旧路路基施工措施分析，依据实际工程对改扩建旧路基处理进行了详细分析，保证旧路基具有较强的稳定性，为改扩建旧路施工提供了理论依据和分析方法。

关键词 旧路路基;改扩建;施工难点;施工措施

中图分类号 U418.8 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）03-0135-03

0 引言

高速公路在交通建设中起着重要的作用，新建高速公路耗时较长，且资源耗费较大，对周边道路通行车流量有较大影响。为改善交通现状，更好地利用现有道路，常通过改扩建的方式对道路进行升级。高速公路的改扩建不仅能改善现有交通状况，还能够有效地节约资源，近年来高速公路改扩建是一种有效解决问题的途径。改扩建工程施工过程中会遇到许多技术问题，最常见的病害就是新旧路基搭接后期产生的不均匀沉降导致路面开裂，尤其在沿海地区的软弱地基分布地区，不均匀沉降现象更加突出。该文主要基于高速公路改扩建泡沫轻质土路基分析，以更好地了解该方法在旧路扩宽中的优势和特点。

1 公路改扩建病害分析

1.1 公路扩宽方式

目前我国高速公路常用的扩宽类型有三种：分离式扩宽（即利用半幅新建半幅）、不完全拼接扩宽、完全拼接式扩宽。根据原有道路形式确定改扩建的扩宽形式，按照扩宽方式可以分为：两侧扩宽、单侧扩宽、中央分隔带预留扩宽、分离式扩宽、混合扩宽。

无论采用哪种改扩建方式，都是为了改善原有道路的交通状况，提高道路通行能力和服务水平，就常用的扩宽类改扩建方式而言，无论何种扩宽方式都会对原有路基附加荷载作用，在扩宽后新旧路基产生的沉降、应力、位移、孔隙水压力等都会有不同影响[1]。

1.2 公路扩宽病害机理分析

1.2.1 新旧路基变形不协调

（1）路基固结变形。路基施工时，采用的填料主要来自隧道的爆破以及挖方路段的弃土。这类土中常存在不良土质，如腐质土、生活垃圾，植物根茎等。这会导致路基填料不良、路基强度差、稳定性不足等[2]。因此在进行新旧路基拼接过程中，新路基的压实性不足，最终导致路堤出现竖向变形。当路堤的压实度不能满足要求时，路堤内部常出现积水的现象，使新旧路基间的沉降差更加明显。压实度不足的影响因素有很多，如：压实方法不当、松铺厚度较大等[3]。

（2）地基固结变形。当填方路基的地基为软土路基时，施工完后会存在一定沉降，会导致路基出现较大的沉降变形，新旧路基间出现沉降差。导致该现象发生的因素有：原地基处于低洼地带、未采用加固方法或加固方法错误、地基的强度不够等。

（3）其他。地下水或降雨侵入地基后，导致土体内部的应力分布状态和土体结构参数发生改变，使土体强度降低。路基填土含水量发生变化时，土的重度也会发生变化，导致新老路基间发生沉降差[4]。

由于道路进行了扩宽，通车后车流量向新路移动，这会使新路基在车辆荷载作用下发生固结沉降。旧路基运营年限较长，路基达到稳定状态，因此新旧路基间会产生沉降差。

1.2.2 结合部位处理不当

（1）施工原因。扩宽部位的路基具有施工复杂、施工难度大的特点。对路基进行压实时机械很大程度受限，最终导致新旧路基连接部位的压实度达不到规定要求。当施工完成后，未对结合部位、路肩部位、坡脚等进行沉降监测且养护条件未达到标准，会导致新旧路基结合部位强度不足。

（2）土工材料原因。路基相关规范要求：当填土高度大于3 m时，在新舊路基结合部位设置土工材料（土工格栅、土工格室）。如该处未设置土工材料，或未按照施工要求进行设置，材料不能发挥自身的功能，最终导致结合部位出现不良受力的状况[5]。

2 公路改扩建旧路路基施工难点

2.1 施工难点分析

公路改扩建施工中，旧路路基存在的主要问题是新旧路基拼接时裂缝的处置问题。新旧路基间存在的裂缝如图1所示。

旧路路基从建成到使用过程中，经历了较长时间的固结沉降，发生变形的程度较小。扩宽路基建成初期会出现较大程度的沉降，且沉降时间较短，因此在新旧路基拼接位置会出现不均匀沉降。不均匀沉降还会导致路基的附加应力增大，当附加应力大于路面材料的抗拉强度时，路面会出现纵向裂缝[6]。当雨水季节来临时，或地下水位较高时，地表水渗入到路基内部，降低路基土体强度，使路基病害程度增加，降低道路的耐久性和使用年限。

2.2 施工问题分析

2.2.1 公路改扩建理论不完善

近年来，我国公路改扩建项目主要是多车道的改扩建，施工过程中，旧路路基施工标准主要参照国外进行，国内没有符合我国地质情况和国情的理论方法，因此在对旧路施工时，路基的稳定性和施工安全性无法得到保证。

2.2.2 改扩建目标单一

我国公路进行改扩建的目的：现有道路等级无法满足持续增长的交通量。对于现状情况的局限性理解导致交通量成为公路改扩建唯一的目标。同时改扩建工程对自然环境和社会效益以及经济变化的影响分析较少。

2.2.3 缺乏路基沉降差控制标准

新旧路基结合部位，由于压实度不同、填料不同，最终导致该处出现较大沉降差异。但是由于国内外研究人员对于扩宽路基的差异沉降控制标准没有统一规定和理论研究，导致扩宽道路的旧路基施工没有统一的评价标准，对于沉降差的控制措施也存在一定的盲目性。

3 改扩建旧路路基施工措施

3.1 旧路路基施工要求

提高公路改扩建质量水平的主要方式是减少新旧路路基拼接的纵向裂缝。在进行施工设计时，采取措施加强该处的横向连接，避免病害的发生。公路改扩建项目中，对于旧路路基施工时的总体要求如下：

（1）公路改扩建项目施工时，施工计划主要依据标段划分。施工完成后，及时对完成路段进行防护和加强措施，防止纵向裂缝和纵向断裂等病害的发生。

（2）公路施工过程中，根据地勘情况采取不同地基处理措施来提高路基的稳定性。对于桥头路基应进行特殊处理，并提高路基的压实度。

（3）当地质条件较差时，采取相应措施进行加固补强。如通过强夯对旧路基基底进行处理。对于扩宽段应进行压实，保证路基的压实要求及稳定性。

（4）为保证路基的稳定性，同时路基不被雨水冲刷，填方地段设置排水沟，急流槽等汇集路面的水。挖方地段应设置边沟和截水沟等对路面水进行排除。对于雨量较大部位，设置临时排水设置，并做好边坡的防护工作。

（5）公路改扩建项目中，为保证路基的稳定性和安全性，认真落实防护工作。根据边坡坡率以及边坡的高度对边坡的防护形式进行确定。对于冲沟或鱼塘段进行护坡处理。对全线不稳定部位应进行加固处理。

3.2 旧路路基施工措施

3.2.1 基底处理

公路改扩建项目实施前，对原有道路的地质情况以及路面结构等进行调查，对旧路地表或坡面存在树根、杂草路段进行清除，并对不良土质进行清理。对于原有道路的边坡防护进行清除，坡脚存在支挡结构的部位进行圬工清理。对淤泥污水段，进行清淤处理，并换填一定强度的石渣，利用压路机压平，保证基底的压实度满足规定要求。对正常地段的路基，通过振动压路机碾压，使压实度满足要求。当地基存在红黏土或湿陷性黄土时，通过掺灰处理，提高基底的强度。

3.2.2 挖台阶

新路基填筑前，把旧路基交接面的杂草、表土清理干净，路基填筑前先对原地面碾压，然后在原有路基结合处挖台阶，新旧路基结合处铺设土工格栅，防止新旧路基衔接处产生不均匀沉降，同时选择优质路基填料，对新旧路基结合部进行强夯或冲击碾压、晾晒、换填等技术处理。

3.2.3 软基处治

如果对软土地基公路工程进行路基扩宽，必须先对旧路路基进行处理。软土地基的处理要按照地质情况、填筑高度、施工速度等因素综合考虑来确定合适的治理措施。与新建的公路工程相比，公路改扩建工程对于软弱地基的处理更加严格，对路基整体稳定性和工后沉降量大小也有更高的要求。根据软弱地基处理方法的适用范围可将其划分成以下几个方面：

（1）当软土层厚度不大于3 m时，采用换填法处治，清除局部分布的浅层软土后换填碎石土或砂砾土，如地下水丰富，则可换填碎石或砂砾等水稳性较好的材料。

（2）当软土层厚度大于3 m时，一般路段推荐采用排水固结法，包括砂垫层预压、塑料排水板或袋装砂井预压。砂垫层预压适用于软土浅的情况，对设置砂垫层预压就能达到规范要求的软土段落，推荐采用该方法。塑料排水板或袋装砂井预压适用于软土较深的路段。

（3）对于厚层软基地段的桥头、通道及涵洞地基处理，采用复合地基法（如水泥搅拌桩、碎石桩等）进行处理。

（4）新旧路路基衔接部位，通过超载预压、粉喷桩进行处理。该方法优点为：对原道路运营影响程度较小，施工费用较低。因此在我国改扩建项目中较为常用。

3.2.4 旧路路基加筋

为保证新旧路基间具有较好的结合性，在二者间设置土工格栅。土工格栅具有较强的抗拉性能，在旧路路基和路床位置铺设土工格栅可以有效减少纵向裂缝的产生，改变土体的应力分布形式，提高土体强度。具体作用形式及功能如下：

（1）提高地基的承载能力。公路荷载存在水平推力，铺设土工格栅可抵消部分水平推力，减少地基荷载。

（2）减小水平位移。当旧路基无土工格栅时，路基填料为散状颗粒，水平方向会产生一定程度位移。结果如图2所示。铺设土工格栅后会对土体的侧向位移进行约束。

4 案例分析

4.1 工程概况

工程为某地区的二级公路改扩建项目，采用双向四车道一级公路标准，设计时速80 km/h，路基宽度24.5 m。路基横断面构成为：0.75 m土路肩+2.5 m硬路肩+2×3.75 m行车道+0.5 m左侧路缘带+2 m中央分隔带+0.5 m左侧路缘带+2×3.75 m行车道+2.5 m硬路肩+0.75 m土路肩=24.5 m。路基标准横断面如图3所示。扩宽采用单侧扩宽。

4.2 旧路扩宽处理

路基扩宽前，对原路基表层土进行清除。软土厚度小于3 m，因此采用换填法进行处理，高液限粘土路段采用掺灰处理。旧路基坡面较为完整路段采用植草防护;冲刷严重路段，采用拱形骨架防护;浸水路段采用M7.5浆砌片石防护;受河水冲刷路段，采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，以保证路基稳定。新旧路基结合部位利用土工格栅进行横向加强。

5 结语

通过对扩宽路基进行分析，得到以下结论：

（1）扩宽路基施工的重点为消除新旧路基间的裂缝。

（2）目前我国对于公路改扩建施工存在的主要问题为理论不健全、建设目标过于单一、缺少沉降差控制标准。在以后的改扩建工程中還应分析以下内容：改扩建对交通的影响、对土地资源的影响。通过对公路进行改扩建达到降低施工成本的目的。

（3）在公路改扩建工程中，对于旧路路基进行的处理措施有：基底处理、挖台阶处理、软基处治、加筋处理。

参考文献

[1]李仲骏.高速公路改扩建工程路基稳定性及控制技术研究[J].安徽建筑，2021（10）：193-194.

[2]肖隽.改扩建公路路基路面设计优化探讨[J].科学技术创新，2021（27）：124-125.

[3]侯志斌.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].居舍，2021（27）：95-96.

[4]刘敏捷.对于改扩建公路路基路面设计存在问题及对策分析[J].绿色环保建材，2021（9）：89-90.

[5]杨晓松.改扩建道路路基扩宽施工技术[J].黑龙江交通科技，2021（9）：56-57.

[6]王佼.高速公路改扩建新旧路基衔接处施工质量控制[J].交通世界，2021（24）：112-113.