基于舊路加寬的路基病害防治措施探討
0前言
近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通量呈現(xiàn)快速上漲的趨勢，為滿足日益增長的交通量需求，越來越多的舊路需要進行拓寬，實現(xiàn)改造升級。然而，舊路加寬過程中帶來的路基病害也逐漸顯現(xiàn)，各種病害的產(chǎn)生機理和防治措施也引起了人們的廣泛關(guān)注。本文針對舊路拓寬過程中常見的路基病害進行了對比分析論述，針對病害提出了相應(yīng)的防治措施，并在實際工程中得到了驗證，供道路改擴建工程的設(shè)計、施工及病害處理參考。
1舊路加寬方式
道路擴建加寬的方式，可分為整體式加寬和分離式加寬，其中整體式加寬又可分為單側(cè)加寬和兩側(cè)加寬。工程上也可組合上述加寬方式中的幾種，稱為混合加寬。
整體式加寬在原有路基基礎(chǔ)上加寬形成新路基（見圖1）。該方式最直觀的優(yōu)點是拆遷占地少，工程造價低，但是重建工作量大，施工期間封閉交通，對現(xiàn)有交通干擾比較大；新老路基間不均勻沉降也不容易控制；對凈空有需求的特殊地段，施工凈空難以滿足，增大了施工的難度。分離式加寬則另辟建筑空地，在現(xiàn)有路基一側(cè)或者兩側(cè)新建輔助道路協(xié)助通行（見圖2）。與整體式加寬相比，分離式加寬可以很好地解決新老路基不均勻沉降及凈空不足等問題，但其用地面積大，工程投資相對較高，使用功能上不能滿足車輛在車道間的靈活轉(zhuǎn)換，當(dāng)總車道數(shù)在小于八車道時，分離式加寬后斷面通行能力則遠不如前者[1]。
雙側(cè)加寬基本保持原有道路中線不變（見圖1），對現(xiàn)有線形調(diào)節(jié)較小，新舊道路橫斷面能有效組合，排水方式簡單。然而雙側(cè)加寬必須重新拆除路基兩側(cè)的防護工程、排水溝等設(shè)施；施工期間對現(xiàn)狀交通影響較大，新老路基沉降難以控制。單側(cè)加寬的路基中心線不重合，半幅路基可以全部新建，也就地利用部分原有路基可以保留單側(cè)防護設(shè)置（見圖3）。單側(cè)加寬對現(xiàn)狀交通干擾較小。由于單側(cè)施工，忽略場地中轉(zhuǎn)要求，但遇上跨橋梁、收費站、立交等特殊構(gòu)造物時，往往造成施工難度加大，且對現(xiàn)狀工程拆除量大，工程投資增加[2]。
2舊路基加寬常見的病害
新舊路基搭接常見的病害有不均勻沉降引起的縱向裂縫和新老路基搭接失穩(wěn)引起的滑移等。不同因素對路基病害的影響也不盡相同。
不同的加寬方式對新老路基沉降影響也不相同。雙側(cè)加寬不均勻沉降的控制效果優(yōu)于單側(cè)加寬。拓寬相同寬度，雙側(cè)加寬能使加寬路堤重力分配到舊路兩側(cè)，舊路兩側(cè)受力相對平衡，減少了新舊路基之間的沉降差。拓寬寬度不同，沉降差也有差別。當(dāng)拓寬寬度較小時，最大沉降發(fā)生在新路基路肩邊緣；隨著拓寬寬度增加，最大沉降位置逐漸向道路內(nèi)側(cè)偏移，新舊道路整體形成局部凹曲線，給日后道路損壞造成隱患。
施工中路基壓實度對差異沉降產(chǎn)生較大影響。通常情況下，路基壓實度越大，其模量越大，相同應(yīng)力下，產(chǎn)生的變形就越小，因而沉降差也越小。老路基在長期車輛荷載和自重壓力條件下，已完成大部分工后沉降，壓實度要大于新加寬路基。因此，提高新加寬路基壓實度，使其模量接近老路基模量，可改變路基的豎向受力狀態(tài)。
填土高度的控制對差異沉降也有影響。路基高度越大，新建路基因自重產(chǎn)生的工后沉降越大，反應(yīng)在路基頂面的局部凹形越明顯。如果新加寬路面實施渠化交通，新老路基上交通荷載不均勻?qū)⒓觿〔痪鶆虺两蛋l(fā)生，導(dǎo)致路基縱向開裂，嚴重事時引起路基失穩(wěn)。
3病害防治措施
路基沉降的處理的最終目的是控制新修路基的工后沉降。結(jié)合國內(nèi)實際工程應(yīng)用情況，我國處理新老路基搭接問題、提高新老路基穩(wěn)定性的主要措施有：提高壓實標準、鋪設(shè)土工格柵、原路邊坡開挖臺階以及采用輕質(zhì)路堤填料等等。
提高路基壓實標準通過提高路基本身承載力來增強路基強度，提高其抗變形能力。工程常見的做法是：設(shè)計時壓實度標準比規(guī)范標準高出1～2個點；新舊路基結(jié)合處增加壓路機碾壓遍數(shù)，加大碾壓強度；必要時，可以視情況采用強夯、沖擊壓實、振動壓實等手段提高壓實強度。遇到特殊路基時，還應(yīng)進行特殊路基處理。
土工格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵，它常用作加筋土結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)合材料的筋材等。鋪設(shè)土工格柵使填料與網(wǎng)格鎖合在一起，形成穩(wěn)定平面，防止填料分散下陷，加強新舊路基連接，保證其連續(xù)性。工程上一般沿開蹬縱向在新舊地基上搭接5m寬，當(dāng)既有地基寬度不足5.5m時，以距坡腳距離最小0.5m控制土工格柵的實際鋪設(shè)寬度。
開挖臺階的目的在于增加新舊路基的接觸面積，提高抗剪強度。橫向開挖臺階可在臺階面上鋪設(shè)土工格柵，為復(fù)合加固提供作業(yè)面。施做臺階前削坡30cm，除去坡面松散雜物；臺階高度視工程情況和路基穩(wěn)定性而定，一般控制臺階高度≥ 60cm，臺階寬度≥100cm。為方便新老路基接縫處壓實，也可做成臺階坡面向老路基傾斜的模式，坡度常設(shè)為1%或2%。
采用輕質(zhì)土填料也可減少新舊路基沉降差。常用的輕質(zhì)路堤填料為二灰土，二灰土由石灰和粉煤灰按比例混合而成，因粉煤灰質(zhì)輕，常被用作輕質(zhì)土填料。粉煤灰容重在12～16kN/m3，故不能期待太大的減重效果。二灰土來源廣泛，價格低廉，施工簡單，力學(xué)性能和穩(wěn)定性好。我國在二灰土的設(shè)計應(yīng)用方面也積累的大量的工程經(jīng)驗。工程上其他的輕質(zhì)土材料還包括EPS、EPS-Sandwich和SLS。EPS即薄膜塑料塊體輕質(zhì)土，是以泡沫塑料塊體作為路堤填料，其容重約0.2～0.3kN/m3，材料耐久性好，但不耐高溫、油污及微生物的影響，側(cè)壓力極小，造價昂貴[3]。路堤中各土層通過泡沫塑料塊體中的土柱結(jié)合在一起便形成了EPS-Sandwich，路堤受到的外荷載越大，各層粘結(jié)性能越好，抗剪切能力越強。與EPS相比，EPS-Sandwich工程造價可降低60%左右，且利于環(huán)保，穩(wěn)定性好。SLS使用泡沫塑料顆粒與土進行混合施工，抗?jié)B性能好，抗浮能力強，不吸水，與EPS相比可降低造價50%以上[4]。工程路基加寬中一般采用與主體路基相一致的材料，如果材料不一樣，必須使用土工格柵加固。
4結(jié)論
目前道路改擴建工程日益增加，而國內(nèi)對工程經(jīng)驗總結(jié)尚處在低水平階段，針對改擴建工程的設(shè)計和施工也無統(tǒng)一的規(guī)范可參考。本文根據(jù)工程實際，針對改擴建工程中的常見病害，總結(jié)分析了新舊路基加寬常見的方式、病害和處理方法，為今后公路改擴建工程的設(shè)計、施工提供科學(xué)依據(jù)，確保高速公路改擴建工程的質(zhì)量，這是本文研究的意義，同時也是實際工程中迫切需要解決的問題。
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