李 中 海

(山西长兴路桥工程有限公司，山西 长治 046000)

路基拓宽中的常见病害分析及加筋处治

李 中 海

(山西长兴路桥工程有限公司，山西 长治 046000)

介绍了路基拓宽中常见的病害类型，分析了路基拓宽工程病害的形成机理，提出了采用土工格栅对新老路基结合部位进行加筋处治的方法，并对其设计与施工质量控制进行了研究，指出该技术对提高新老路基承载力效果显著，是一种减少不均匀沉降的有效方法。

路基，格栅，病害，变形

近年来，在“普及与提高相结合，以提高为主”的公路建设方针指引下，我国的公路建设将以提高公路服务性能为主。通过对低等级公路或部分高速公路进行拓宽以提高服务水平将成为我国公路以后公路建设的主流，我国将面临越来越多的公路改扩建工程。在我国一些进行了路面拓宽的公路中，在新旧路基交接处出现的沉陷、裂缝、破碎等现象使得路面的使用性能降低。如何解决这些问题，提高交通质量和交通安全，延长道路使用寿命是公路路基拓宽的重点。

在公路拓宽设计中，沿新老路基结合面的破坏是不可避免的。新路和老路必须良好结合，新拓宽的路面结构性能必须尽可能和原有路面相近。因此，在路面拓宽工程设计中，通过工程措施来减小新老路基结合部位的不均匀沉降，是减少路面病害、提高路面使用性能的有效途径。

1 路基拓宽中的常见病害类型

在旧路拓宽工程中，拓宽后路基质量直接决定着改建后公路的使用寿命。在我国很多拓宽工程中，路面完工后产生了开裂，导致路基路面的破坏。

新旧路基结合部位的施工质量直接决定了路面质量。在新老路基结合部位病害中，主要病害类型有四种，分别是路基损坏、路面损坏、支挡结构损坏、路面整体性能下降。在新老路基拓宽工程中，路面损坏是最常见的病害，路基和支挡结构损坏是路基稳定性不足的具体体现，路面整体性能下降是各种病害发展的必然结果。

在我国很多拓宽的路面中，在新旧路基结合部位出现了沉陷、裂缝、破碎等病害(如图1，图2所示)，限制了路面的通行能力和使用效果，严重的甚至造成行车安全隐患。

2 路基拓宽工程病害的成因机理

在公路拓宽工程中，由于新路基稳定性不足和新老路基不协调变形，拓宽公路出现各种病害是不可避免的。

2.1 新路基稳定性不足

在路面拓宽工程中，拓宽部位地基过陡且软弱，其自身稳定性不能充分满足路基稳定性的要求。

2.2 新老路基不协调变形

在路面拓宽工程中，新老路基的不协调变形主要是新老路基的不均匀沉降，其中以横向不均匀沉降为主。工程实践表明，引起新老路基不协调变形的原因有：

1)新老路基存在差异沉降。根据导致差异沉降的原因不同，主要分为地基变形差异引起的差异沉降、填方高度不同引起的差异沉降和填料或压实度不同引起的差异沉降三种。

在公路拓宽工程中，新路基填料的工后压密变形大造成差异沉降。施工过程中，路基填料多半就近从挖方断面上直接获取，含有有机植物根茎及腐蚀性耕植土。山区路基填土多为土石混合料，对路表水和地下水有一定渗透能力，易发生掏蚀。这些都使得新路基压实度难以保证。

2)新老路基路面不同的抗变形能力差异。在路基拓宽工程中，老路基固结沉降完成而处于稳定，新路基才开始进行固结沉降，这会使得路基路面整体的回弹模量不同，导致新老路基路面的抗变形能力存在着不小的差异。老路基的抗变形能力要比新路基强。

3)老路基结合不良。主要是由于：a.结合面处治不当。新路基填筑时，新老路基结合部位的施工工艺复杂，施工难度较大，容易形成薄弱面或潜在的滑裂面，从而诱发路基失稳。b.台阶开挖不合理。在新老路基结合面上，严格按照规范进行台阶开挖是确保施工质量的关键。否则，不合理开挖形成的结合不良导致潜在的滑裂面隐患。c.结合面上的蠕滑。当新老路基结合部位强度不足时，容易导致路基沿结合面发生蠕滑，路面表现出产生错台、脱空、裂缝等病害。d.排水系统导致的病害。路面排水系统在设计中存在不完善，在后期养护中不及时等问题时，都会使得水分入侵路基，导致路基强度下降并出现病害。

3 新老路基的不协调变形

大量的工程实践表明，对路面结构产生影响的不是沉降总量，而是新老路基的不协调变形。拓宽宽度的增加导致了不协调变形的增加。

新老路基不协调变形主要由三个方面组成：1)新老路基的自身压缩变形(见图3a))；2)新路基作用下地基的固结沉降(见图3b))；3)新老路基结合部结合强度不足导致的不协调变形(见图3c))。

可以看出，在新老路基结合处，路基和路面结构层强度不一，地基沉降存在差异，容易导致路面开裂。为解决该问题，参考国内外许多工程经验，采用加筋技术来提高路基性能，有效减少和缓解路面病害的发生，其中，采用土工格栅对新老路基结合部位进行加筋处治，是一种延缓不均匀沉降发生的有效方法。

4 土工材料加筋处治技术的设计和施工

对新旧路基交接处不均匀沉降的影响，在路面拓宽工程中，采用土工格栅加筋处治能有效确保新旧路基压实度基本一致，有效减少不均匀沉降。

4.1 结合部土工格栅加筋设计

土工格栅具有高抗拉强度、低延伸率、无蠕变的特性，物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁性能良好，应用于新老路基加固，能将荷载和应力均匀地扩散在较大的面积范围内，对于缓解新旧路面沉降不均导致结合处的裂缝效果显著。

土工格栅主要有塑料格栅、钢塑格栅、玻璃纤维格栅和玻纤聚酯格栅四类，其中玻璃纤维格栅应用较为广泛。在工程设计中，根据工程地质、投资预算等综合因素考虑选择适用的格栅。

在施工中，应在新老路基结合部两侧的一定范围内水平铺设土工格栅，土工格栅的一端应伸入老路基的整个台阶宽度，另一端在新路基中的铺设长度应达到车道线外缘。在拓宽范围的原地面铺设一层，铺设层数不少于三层，尽可能每一台阶铺设一层(见图4)。

4.2 结合部土工格栅施工

在加筋施工中，严格按照施工要求进行施工是确保拓宽工程质量的关键。

1)底基层施工。在格栅铺设前，应将腐殖土等不良土层进行清除。在老路基开挖台阶前，对待开挖路段的土质、密实度、含水率等进行检测，以确定是否需要进行加固或调整开挖的台阶尺寸。若原路肩和基底密实度达不到设计要求时，可采用冲击碾压或强夯法等进行增强补压，确保压实度不低于95%，尽量减小新老路基拼接拓宽的差异变形。对施工基层进行清扫，在拼接缝两侧各1.5 m范围内进行清扫、吹尘和清洗。

2)铺设格栅。在施工中，土工格栅应沿线路的横向方向进行铺设，应确保格栅的铺设方向与线路走向保持垂直。先自老路堤向新路堤方向将土工格栅展开并剪断。再使用工具将格栅张开拉紧并使用U形锚钉将其固定。为确保格栅与路面的良好粘结，最后使用轻型胶轮压路机进行适度碾压。在新老基层拼接缝位置，应将土工格栅在其两侧各以一定宽度纵向连续铺设，应确保搭接长度不小于50 cm。

3)摊铺填料后碾压。铺好土工格栅后，铺设上层填料至设计厚度后使用压路机完成碾压。摊铺、碾压应从两边向中间推进，碾压自两边向中间进行，以确保压实度符合设计要求。

根据设计层数，重复进行2)，3)工序，直至路面施工。

4.3 施工质量控制

除正常的施工工艺外，还应注意以下内容：

1)在碎石层上摊铺土工格栅时，为避免直接接触碎石导致的破坏，可在铺设前撒铺一定厚度的粗砂。

2)在施工中，应连续铺设土工格栅。为防止出现格栅破坏和撕裂，在铺设过程中应避免扭曲、褶皱、过量拉伸等。

3)在施工中，应确保每层的填土厚度不超过30 cm。同时，进行压实度控制，路床范围内以不低于95%为宜，其他部位不低于93%为宜。

4)在施工中，严控运送混合料的车辆出入，在格栅层上禁止急转向、急刹车和倾泻混合料脚料，以防止对格栅的损坏。对发现的折损、刺破、撕裂等损坏，应及时修补或更换。

5)施工前做好临时排水系统，截断流向拓宽作业区的水源，开挖临时排水沟，保证施工期间排水通畅。

6)新老路基结合部位工艺复杂，施工难度大，易产生质量问题，应密切关注该部位的压实度。

5 结语

公路路基拓宽的关键在于控制新老路基的不均匀沉降，导致路面变形或开裂。大量的工程实践表明，加筋处治法能有效减少新路基的沉降，对防止填料局部下陷，最大程度地减少地基的不均匀沉降效果显著。

在旧路改建过程中，特别是路面拓宽工程中，使用土工格栅加筋法进行新老路基结合部处治，能有效提高路面承载力，减小不均匀沉降的发生，这对延长路面使用寿命，确保公路交通安全和交通质量意义重大。

[1] 应荣华.新老路基结合部处治技术[D].长沙：长沙理工大学公路工程学院，2007.

[2] 黄洪锋.土工格栅处理新旧路交接的方法[J].现代企业文化，2009(6)：89-92.

[3] 王玉杰.土工格栅在新旧路基搭接中的应用[J].国防交通工程与技术，2014(8)：111-113.

The common diseases analysis and reinforcement treatment in sub-grade widening

LI Zhong-hai

(ShanxiChangxingRoad&BridgeEngineeringLimitedCompany,Changzhi046000,China)

This paper introduced the common diseases types in sub-grade widening, analyzed the forming mechanism of sub-grade widening engineering diseases, put forward the method using the geo-grid to make reinforcement treatment to new and old sub-grade combination parts, and researched its design and construction quality control, pointed out that the technology had significantly effect to improve the new and old sub-grade bearing capacity, was an effective method to reduce uneven settlement.

sub-grade, grille, disease, deformation

1009-6825(2014)28-0144-02

2014-07-13

李中海(1969- )，男，工程师

U416.1

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