浅析旧路拓宽存在的问题及处理措施

2018-01-03徐伟

城市道桥与防洪 2017年12期

关键词：旧路结合部拓宽

徐伟

（四川中恒工程设计研究院有限公司，四川成都 610000）

浅析旧路拓宽存在的问题及处理措施

徐伟

（四川中恒工程设计研究院有限公司，四川成都 610000）

随着社会的不断发展，越来越多的旧路亟待拓宽改造，如何处理新老路基的搭接，减少不均匀沉降对道路使用寿命及安全的影响成为此类工程的重点和难点。首先就旧路拓宽普遍性存在的不均匀沉降问题及产生此类病害的原因进行了简述，总结了目前旧路拓宽工程中常用的处理措施。最后结合拓宽改造工程实例，以减少不均匀沉降为目的，从加宽断面的选择及加宽部分路基处理两个方面进行了介绍。

旧路拓宽；病害；处理措施

0 引言

随着国民经济的快速发展，我国城市人口密度迅速增长，土地开发强度的限制导致城市建设区域不断扩大，与此同时道路交通运量及需求亦迅猛增长，原本连接城市周边的道路已无法满足城市发展和服务对象的需要，亟待增加机动车道的数量、非机动车道、人行道、管线、照明、景观绿化等功能设施。根据过去拓宽改造的工程实践，此类工程较为常见的问题是新老路基搭接的不均匀沉降问题。如何处理新老路基的搭接，减少不均匀沉降对道路使用寿命及安全的影响成为此类工程的重点和难点。

1 旧路拓宽改造的主要问题

（1）路基的损坏主要表现为新老路基间的差异沉降、沿新老路基结合面的滑移和新填路基的整体失稳。

（2）路基的差异变形会通过路面结构反映到路表上，导致路面结构的损坏。沥青路面会在结合部产生纵向裂缝、面层破碎、结合料松散、道路横坡改变等。水泥混凝土路面会在结合面附近出现扩展的纵缝或横缝、错台，进一步发展会引起板底卿泥、脱空，裂缝处板块断裂以及裂缝恶化等现象。

（3）特别是公路断面拓宽为城市道路，城市道路作为城市管线的载体和敷设通道，路基与管线的不均匀沉降存在一定的沉降差，导致管线的接头松动、开裂等病害。特别是雨污水管的损坏，将大量的外界水引入到路基中，进一步加剧了新老路基的沉降差。过大沉降可能引发二次事故，如燃气管线爆燃、给水管爆管、电力通道漏电等。

（4）随着路面病害的产生和道路纵横坡的变化，道路结构性能和服务性能也随之下降，当路面状况指数、结构承载力、平整度等下降到一定程度时，影响行车舒适及安全，还将影响城市市容市貌，并产生不良的社会影响。

2 引起拓宽道路病害的主要原因

（1）在设计过程中专业间存在设计方法、理论体系的差异。城市路基设计规范对道路路基的沉降值进行了规定，未对新老路基间的沉降值做规定，仅对沉降差异引起的工后路拱坡度增大值有不应大于0.5%的规定。目前没有针对市政管线的沉降差控制标准,管线主要通过管底承载力进行控制，对管线设计缺乏依据。设计沉降计算中将埋设在道路下的各种市政管线简化为置于弹性地基上的柔性梁,它随地基的变形而变形,这与管线实际变形、受力情况差距较大，因为管线的弹性模量和刚度同地基土相比均有很大的差距,在荷载作用下变形上有一个协调过程。同时很少针对市政道路实施监测,对埋设管道开挖时土体的滑移情况及管线使用中各部分的受力情况缺乏了解,无法进行恰当的地基处理，导致道路、管线专业“各自为政”,缺少综合考虑。

（2）新老路基不均匀沉降的差异。这是旧路拓宽工程容易产生纵向裂缝的最主要原因。新老路基压缩固结时间不同，老路路基经多年荷载作用，沉降变形己经趋于稳定，而新路路基在施工过程中以及竣工通车后都将有较大的沉降变形发生。因此，新老路基的土基不能完全协同变形，将产生不均匀沉降。同时，道路拓宽工程一般工期较短，控制工后差异沉降的难度较大。

（3）新老路基强度和刚度的差异。新老路修筑年代和填料的CBR值、粒径、含水量不同，因此加宽路基填筑土料与老路基填料不可能完全相同。填料经自身重量、路面和车辆等荷载的作用，老路基己经完全被压实，而新路基的填料虽经严格压实，仍有塑性累积变形的存在。

（4）新老路基结合部处治措施不当。新老路基结合部是拓宽工程的最薄弱部位，最容易发生路基病害。若结合部表面土体强度不足、台阶开挖不合理以及加筋处治不当等，将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕变，在结合部路面产生纵向裂缝；如果工后路面排水措施不完善，路表水沿裂缝大量下渗，会加速路基的变形和失稳。

（5）施工因素的影响。施工因素是导致拓宽路基病害的重要因素，新老路基结合部施工过程中的以下情况会形成路基病害隐患：

a.结合部的表面根植土、松散土层、腐殖土、风化层、杂物等清理不彻底，原土路肩、硬路肩部位不适宜做填料的材料换填不彻底、填料粒径偏大、含泥量多、透水性不佳等，使新老路基结合部形成薄弱的带状结合面。

b.边坡开挖面过大，在已开挖的边坡处没有及时堆放反压材料，使老的边坡开挖面长时间暴露在外，受到雨水直接冲刷，造成新老路基亏方，新老路叠合面减少。同时，地基处理施工、抽水清淤及交通荷载等都会对削坡开挖后的老路路基的稳定性产生影响。

c.路基填料压实不到位，引起不均匀沉降，使新老路面结合部开裂。道路拓宽改建通常受地形限制，加宽宽度较小时，大型压实机具很难发挥作用，压实难度较大，特别是新老路基结合部。较低的压实度不仅会使路基塑性累积变形大大增加，而且抗变形能力也大幅下降。

d.填筑速率过快，由于拓宽改造工程工期相对较紧，过快的填筑速率使新路基的沉降速率远远高于原路基的沉降速率，造成原路基失稳或将原路面拉出裂缝。

e.施工中路基排水措施不到位，雨水渗入新老路基，使得结合部土体的强度降低，影响结合面的黏结固结效果。

3 常用处理措施

旧路拓宽工程病害的成因是多方面的，但新老路基之间的不良结合和不均匀变形是最根本的原因，也是路基拓宽工程中的主要控制因素。因此，在道路拓宽工程中必须采取切实有效的工程技术措施，减小地基的不均匀沉降，保证新老路基的强度、刚度和整体稳定性，加强新老路基结合部的处治措施，减少拓宽工程路基的病害发生。

（1）用地条件允许的情况下，避免直接搭接，尽量新老路基各自成为独立的路基单元。比如老路加宽时在断面形式选择上在搭接处设置绿化带、设施带等对沉降要求低的断面布置。

（2）当不得以采用新老路基搭接时，尽量增加新老路基的整体性，如采取旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤。

（3）减少路基土“水”的变化对路基稳定性的影响。路基土中的“水”主要来自外界的地表水和内部管线渗漏水的增多，路基土中“水”的变化带来路基土的黏聚力和内摩擦角变化引起路基土强度减弱。因此对路基土“水”的变化采取截、防、梳等方法：截是采取土工织物防渗和排水、铺设土工合成材料防裂层；防是新埋管线接头处理尽量采用柔性接头，增加管线可变形程度，避免管头接口破坏漏水；梳是采用透水性好的填料填筑和设置碎石盲沟等技术措施。

（4）减少路基自身的固结沉降对新老路基不均匀沉降的影响。路基土自身固结程度主要由材料自身特性和压实度两个因素决定，因此在新老路基搭接时，材料选择上宜采用易于压实、含水量易控制的透水性填料、高强改良土、中空膨胀混凝土填筑，对搭接的压实度要求宜采用较高标准，同时对加宽宽度小于1 m，不易碾压时可采取超宽填筑或超挖既有路基。

（5）减少软基处理对现状路基的影响。软土、人工填土等具有压缩性高、承载力低等特点，对软弱地基、基底淤泥、膨胀土、湿陷性黄土、地下水位较高软土、液化性粉砂等路基拓宽范围的软土地基处理宜采用复合地基，不宜采用排水固结及强夯，此两种方法会造成新老路基地基土层加速固结，增加了路基的不均匀沉降。当原软土地基需采用排水固结法处理时，路基拓宽不得降低既有路基下的地下水；对水塘、河流、水库等路段进行排水清淤时，必须采取防渗和隔水措施后降水。

（6）合理安排工期及铺设实验段。施工工序安排上，路基填筑速率不宜过快，需给新建路基提供自然固结的时间周期，然后铺设路面。对于工程项目长度较长、地质条件复杂的可采取铺设试验段，通过试验段实测旧路路基与新建路基之间的沉降差，通过路面增加预铺沉降差的高度，使新老路面在路基自然固结期结束后标高基本一致，减少表观上的沉降及裂缝。

（7）其他辅助措施。对于城市道路周边一般均为开发用地需要场平，因此可以尽早场平，减少路基坡面的临空面，减少搭接处的沉降滑移。

4 工程实例

经五路位于某市开发区，原为省道，现状道路为公路断面，双向四车道，设置有紧急停车道，宽度约为22.5 m。根据城市规划，该道路为城市主干路，将该公路断面改造拓宽为双向六车道，同时增设非机动车道、人行道及绿化带。

4.1 断面选择

根据现场条件，现状道路仅使用了四年，路面情况较好，交通量较大，无法中断交通。现状道路断面划分如图1所示。

图1 现状道路断面划分示意图（单位：cm）

现状道路宽度可布置下双向六车道，不影响现状路拱，仅对标志、标线重新设置。增设非机动车道及人行道，如何减小新老路基的不均匀沉降为本次设计的重点。从断面选择上，考虑在新老路基搭接处设置1.5 m侧分带，侧分带很好地作为新老路基不均匀沉降的缓冲带，同时作为机动车和非机动车分隔保障非机动车的骑行安全和路灯设置的设施带，如图2所示。