国省干线公路改建工程中路基加宽常见问题

陈天问

（贵州省水城公路管理局,贵州 六盘水 553000）

0 前言

随着我国经济的发展，内陆地区的经济潜力开始受到重视，越来越多的企业开始探索内地的市场。为了加快内地市场的开发工作，各地纷纷加强当地的基建工作，通过完善基建创造一个良好的经济环境。在完善基建的过程中，公路改建工程成为了重中之重。我国目前的高铁还没有实现对所有县市的全面连接，很多地方还是只能依靠公路运输，为了提高公路的运输能力，加强各地的经济往来需要对当下的公路进行加宽以满足地方的经济发展需求[1-2]。

1 公路路基加宽的意义

我国幅员辽阔各地之间的往来都十分依赖公路，虽然近几年我国的高铁里程增长迅速，但很多地方受限于地理环境以及经济发展规划没有进行高铁的施工，我国绝大部分的县级行政单位都建立了公路交通网络，公路交通网络在各地的经济发展中发挥着不可替代的作用。在外部环境发展受限的形势下我国提出了经济“内循环”的发展战略，这就要求各地之间要加强经济沟通，充分发掘县镇一级的经济潜力。很多区域由于公路疏于养护，都出现了不同程度的病害，严重限制了国内各地之间的经济交流，针对这种情况部分地区提出了加宽道路的策略。道路加宽作为基建工程可以带动当地的就业，公路加宽完成之后各地之间的贸易往来会更加密切，有助于“内循环”经济结构的建设[3]。

2 公路改建工程中路基加宽常见的问题

2.1 工程设计脱离实际

目前我国部分地区的公路改建工程中存在设计不合理的情况，公路建成之后通常需要满足当地数十年的使用要求，因此公路改建过程中要尤其注重当地的实际情况。脱离实际情况进行工程设计不仅会将施工人员置于危险之中，严重的甚至会影响道路的正常使用。在众多公路出现的病害中路面坍塌最为常见，如果公路设计不合理，公路在使用过程中填方路基受到雨水的侵蚀或者雨水的冲刷，或者通行车辆超过道路设计载重就有可能导致公路失稳出现路面坍塌。造成公路路面坍塌的根本原因是道路设计部门在设计的过程中缺乏对施工现场的研究调查。针对这种情况设计部门在施工之前应对施工现场的地质水文条件进行调研，尤其是应考虑道路在长期使用过程中有可能出现的病害，并针对性地给出解决方案。如针对侧边坡坍塌，可以通过调研边坡土质，并给出科学的挡土墙设计，来降低侧边坡坍塌的可能。针对雨水侵蚀可能对道路造成的破坏，设计部门还应对当地的水文进行调查，如地下水位的情况以及当地的降雨情况，针对降雨较为充沛的地区应合理建设排水管道，并加强道路两侧绿植的培育，最大限度地减少雨水侵蚀对道路寿命的影响。

2.2 路基处理不到位

路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。因此路基的稳定性会直接影响道路的安全性。我国部分地区在进行公路改建工程的过程中忽视了对路基的处理导致公路在使用过程中反复出现病害，极大影响了公路的运输能力。在施工过程中部分施工方认为路基只要进行简单处理能够应付检查即可，这种思想严重影响了道路的安全性。在公路改建过程中，原本的公路两侧通常都会有排水渠，排水渠虽然可以减少水流对道路的破坏，但也会导致排水渠底部的土壤松软，强度不足，在进行道路加宽的过程中通常需要以原本的排水渠为路基，此时若不能科学处理路基就难以保障改建后公路的安全性。最常见的路面塌陷就是由于道路路基处理不当导致的，由于路面结构下部出现空洞或路侧发生滑移（如图1），导致下部结构对路面和车辆的支撑力不足而产生道路中间或路侧边坡出现大面积坍塌。

图1 公路侧边滑移

3 公路改建工程中路基加宽的施工策略

3.1 结合实际开展工程设计

在进行公路改建工程设计之前，设计人员要先对旧路的状况进行调查，包括施工现场的地质水文以及旧路的情况。在掌握现场的地质水文情况以及旧路存在的病害之后才能进行工程设计。在进行工程设计的过程中首先要考虑的就是公路建成之后的使用，根据使用情况进行工程设计工作；其次要考虑施工现场的地质水文，当地的土质是否适合对道路进一步加宽，根据土质的强度选择合适的施工方案，如雨水充沛的地区在进行基底处理时要铺设透水材料，在腐质土上方施工时要进行一定的基底加强等；最后是要充分考虑旧路的病害，旧路的病害种类、规模以及成因都对路基加宽工作的推进有重要的影响，以常见的伸缩缝破坏病害为例，设计不当、选型不当、施工操作失误等多种原因都会导致伸缩缝破坏病害，因此在进行施工设计之前必须先对旧路进行翔实的调查。以公路病害中较为严重的路面沉陷为例，公路路面沉陷大都是工程设计不合理导致的，由于工程设计不合理，道路在长期使用中路面结构层遭到破坏，出现局部的位移或者沉陷。在设计阶段对于路基设计不合理会导致路基出现不均匀的沉陷进而导致路面结构层遭到破坏；路面基层受到雨水侵蚀也会导致路面结构层底部出现空陷进而导致路面结构层的破坏。路基的不均匀沉降问题一般是路基土质过软导致的，路基受到雨水侵蚀也大都是因为公路路线选择导致的，因此这两种问题都可以通过优化公路工程设计的方式得以解决。

3.2 在施工前科学处理公路基底

我国很多国省干线公路两侧都是排水沟或者碎落台，公路在长时间的使用过程中，两侧边沟经过长期的雨水侵蚀，其底部的土质已经异常松软，甚至有部分公路两侧由于常年都是绿化带其基底土质已经变为腐质土。这两种情况下基底都难以满足施工要求，因此在施工之前需要对其进行清除再进行填埋，在地下水较为丰富的地区还需要铺设透水材料。进行路基加宽施工时要考虑三个方面的内容，首先是台阶的设计，我国公路基边坡坡率大都为1∶1.5，因此为了保障路基强度在进行施工时需要将旧的边坡挖成台阶状，在两台阶中间进行新路基的施工，保障新旧路基的交错结合，进而保障路基加宽之后的强度。同时现在的道路加宽大都是机械化操作，因此台阶在设计阶段应保留至少2 m的宽度以满足相关设备的操作。其次是路基填筑材料的选择，不同的公路设计载重都有所不同，为了满足工程的载重需求，在设计阶段应对施工过程中的填筑材料进行明确的规定，而且虽然新旧路基交错布局可以减少新路基后期的形变，但新路基地沉降现象不可避免，因此在进行路基填筑材料选择时应在保障透水性的前提下尽量选择较好的材料。在进行路基填筑作业前施工单位应对所选择填筑材料的承载比、液塑性以及抗打击性进行测试，保障填筑材料各项指标都符合设计要求。路基填筑施工过程中填筑速率也会对道路的强度产生影响，如填筑速率过快会导致地基产生较大的剪切形变。路基填筑速率影响因素较多，每个施工段应结合当地的实际情况对填筑速率进行控制，一般24 h内地面沉降率不应大于10 mm，坡角的水平位移速率应小于5 mm。最后是路基的碾压施工，在进行正式施工前应先进行碾压试验，影响路基碾压施工效果的因素较多，包括含水量、压实设备、碾压次数、碾压速度等，在碾压试验阶段技术人员应结合工程设计要求选择最佳的组合方式保障碾压施工的各项指标符合设计要求。针对碾压设备的选择应在台阶施工之前就确定，以保障台阶宽度满足设备要求，针对施工过程中分层碾压作业，应控制好每一层的碾压厚度以及压实度，尤其是在新旧路基相交的位置要保障碾压作业后路基的平整光滑[4-5]。

3.3 在施工过程中进行补强

道路的补强可以通过两方面实现，分别是铺设土工积物和冲击夯实。首先是土木格栅作业，土木格栅是道路补强的一种常用方式，由于土木格栅具有强抗拉性、低伸缩性等特点，使得其在作业过程中不易发生形变，能够与土体进行有效的连接，约束土体的侧向位移。在土工格栅中填充粗颗粒（如图2）可以有效提高路基加宽后的承载力和稳定性。土工格栅在路基加宽工程中能够得到广泛应用除了其自身性能优越外，更重要的是土工格栅施工便捷，可以满足不同路况的施工需求，如路基填筑1.5 m以内一般3层的土工格栅就能够满足施工需求；当路基填筑在1.5~10 m时，需要设置6层土工格栅，分别在路基底层和路基顶层设置3层土工格栅；当填筑高度大于10 m时需要设置9层土工格栅，确保土工格栅施工能够满足道路加宽的需求。在选择土工格栅时，需要结合具体的施工要求进行选择，一般建议采用钢塑双向土工格栅，此类格栅能够满足120 kN/m的施工需求，且能够满足大部分路段的施工技术要求。

图2 土工格栅施工

其次是冲击夯实作业，路基的密实度会直接影响后期道路在使用过程中出现的沉降现象，通过冲击夯实作业可以有效提高道路的密实度，使得道路在使用过程中的沉降降到最低，而且通过冲击夯实可以促进新旧路基的结合，减少新旧路基连接处由于密实度不同导致的裂缝[6-7]。

3.4 加强对公路使用过程中的保养维护

公路的保养维护不仅可以减少公路出现病害的可能，更重要的是通过科学的保养维护可以延长公路的使用寿命。经过统计，通过科学保养的公路使用寿命要明显长于未经过保养或者保养不到位的公路，如图3。公路的保养维护可以从四方面入手：一是加强公路预防性养护，是延长公路使用寿命，保持公路良好使用功能的前提，遵循“精确预判、未坏先补”的原则。在我国部分地区的公路养护工作中预防性养护工作缺乏科学的指导，难以实现其“预防”的效果，很多地区都是在公路出现病害之后进行抢救性维护，不仅增加了公路的养护成本，还会影响到道路的运输能力，难以发挥公路最大的经济效益。二是需要保持排水系统完好顺畅，保证路基的良好。我国相当一部分地区公路的病害都是由于排水系统间接或者直接导致的，由于排水不畅导致水流冲积公路底部的基底的填土，最终导致公路底部土质松软影响公路的安全性，更严重的会导致公路的塌陷。三是保持沿线设施功能完善是日常养护工作的一项重要内容。公路的保养维护工作会直接影响到公路的使用，因此在规划公路的保养维护工作时可以沿线架设自动化检测设备对公路的使用情况进行检测，在出现问题时及时处理，因此在进行公路的保养维护工作时还应加强对公路沿线设备的维护。四是加强绿化管护。公路的绿化建设也是公路日常养护的重要内容之一，通过在公路两旁进行绿化建设可以有效减少公路基底的水土流失，保障公路的强度，在一些山区通过绿化建设还可以巩固山体结构，减少泥石流等灾害的发生。

图3 公路发生病害时间统计图

4 结束语

综上所述，公路的改建加宽不仅关系到居民的日常出行，而且关系到我国的经济发展，通过科学设计、合理施工可以在公路投入使用前保障公路的安全性、可靠性，在公路投入使用后可以通过加强养护的方式来延长公路的使用寿命，提高公路的经济效益。