浅析旧路加宽设计及施工要点

张金海

(新疆交通规划勘察设计研究院)

摘 要：旧路加宽在改善交通状况和提高公路等级方面，有着重要的经济作用和使用价值，对旧路加宽工程的设计和施工中应该注意的重点问题进行探讨。

关键词：旧路;加宽工程;设计;施工

中图分类号：U416.1 文献标识码：C 文章编号：1008-3383(2012)10-0029-01

收稿日期：2012-03-26

作者简介：张金海(1976-)，男，工程师，研究方向：公路路基、路面的设计研究。

1 旧路加宽中常见的病害分析

在道路的加宽工程中，由于新老路之间存在沉降不均匀问题，往往容易出现道路在通车以后，路基产生纵向和横向裂缝等病害。尤其是对软弱土地基的处理不好，在新加宽部分工后容易造成较多的降沉，而既有路基的固结沉降已经基本完成，所以就会产生新老路基沉降量不一致的问题。这种沉降差的逐渐扩大，道路裂缝也会随之产生。同时，由于旧路边坡在进行拓宽改造时，新填的土方和运行期间的车辆荷载，很容易造成老路基的附加沉降，进而使老路基的变形量增加，甚至会出现路基的拉裂、下沉等公路病害。新老路基间的不均匀沉降原因主要表现在：在软弱地基段，新铺路基在工后发生的沉降，会使新老路基之间的沉降差发生变化，新拓宽的路基在工后沉降量较大，而老路基在工后的沉降已经基本完成，这样沉降差就会随之产生;新路基的压缩变形和塑性累积变形往往会比老路基大，所以就会形成新老路基间的沉降差;施工过程中，由于新老路基在结合部位的处理不当，所采用的施工工艺和施工材料没有达到工程标准，或者工序处理不好，很容易造成工后的质量问题;另外一个原因，是由于排水设计不完善，容易造成路基积水，使路基填料的性能发生改变，进而导致新铺路基的强度降低，稳定性下降。

2 旧路加宽的设计考虑要点

2.1 旧路加宽工程的路基稳定性分析

在旧路的加宽改造过程中，地基的沉降量和路基的稳定性分析，对于旧路加宽工程设计来说非常重要。设计时可以采取措施在施工过程中对新路基加速地基沉降的方法，也可以采取有效的措施，来对路基由于剪切变形而产生的侧向位移来进行控制，进而使路基的工后沉降得到控制。对于路基的稳定性处理，可以考虑适当增加新修路堤和地基强度的处理措施，使加宽路基的抗剪力变形能力得到保证。

在旧路加宽改造中，由于新旧路基的固结程度不一样，会出现路基的横向不均匀沉降，进而会造成路面的横向裂缝病害。所以对于加宽路基沉降量和固结量必须进行科学分析和精准了解。设计时要对加宽路基的剩余沉降量进行计算，以保证其能够满足工后的沉降需求。在对沉降进行分析时，可先假定旧路地在的固结已经完成，然后对加宽部分的地基沉降量采用分层总和的方法进行计算，并得出设计方案。

2.2 旧路加宽路基土的压缩变形分析

公路的路基土在自身重力和车辆荷载的作用下，很容易发生压缩变形。这种压缩变形可以通过试验室的试验来加以确定，试验时，可以采取有限元的力学模型分析方法，来对基土的应力特性进行分析计算。这种方法能够有效确定出路基与地基的总变形量、不均匀变形量、不均匀变形的范围以及变形的时间分析。在对路基压缩进行有限元分析时，可以将新加宽的路基土看作是弹塑性材料，然后采用非线性模型来进行分析。将原路基看成弹性材料，将土工织物看成非弹性材料，并按照平面的应变问题进行求解。对于路基和地基可采用平面四边形的等参单元、土工织物可采用接触面单元、路面的结构可采取弹性梁单元进行模拟分析，并假定土工织物与土体的界面之间不存在相对位移问题，进而采用有限元分析方法进行模型确立。

3 旧路加宽的施工处理要点

3.1 基底的清表和夯实处理

在进行基土的清表处理时，应该将基层表面的树根全部挖除，将表面的腐殖土和杂物去除干净，通常情况下清表的厚度在15 cm左右，如果基表存在坑、洞等应该进行填充和压实。如果地表的含水量较大，需要进行充分的晾晒，使地基的含水量达到标准。对于基底土的压实应该根据设计要求进行。碾压的遍数和碾压机械应该根据设计要求选择。另外，还要控制好基底的平整度，在对基底进行碾压之后，可使用平地机进行整平处理，并测量基底的沉降量，以保证地基的强度达到设计要求。

3.2 填筑材料及厚度的控制

基底处理完成后，便可进行路基填筑施工，填筑施工中填筑材料的质量非常重要。填料材料可以根据实际工程情况来进行确定，并保证其性能和其它指标符合施工标准。如果路基的填料采用的是粘土，则需要在使用之前进行必要的试验检测;对于填筑的厚度，要在不影响压实度的情况下，选择合理厚度进行分层压实。如果厚度过大可能压实度就达不到要求，而厚度过薄则影响施工速度，所以厚度的选择非常重要。填筑时，需要先测量松铺的厚度，然后再根据试验段的碾压试验确定出碾压的遍数和碾压速度，碾压完成后对碾压后的厚度进行测量，以保证压实度符合施工要求。路基填筑的宽度控制也很重要，施工时要保证每层压实后的路基宽度可适当大于设计宽度，但不可太宽。

3.3 台阶及土工格栅的施工处理

为了保证新老路基间能够紧密粘结，可采用台阶的处理方法，台阶的开挖尺寸要控制严格，以保证新老路堤间的接触面，增强其结合处的抗剪能力，所以台阶可选择小且多的形式;同时，台阶部位还需要铺设土工格栅，所以必须为铺设土工格栅提供足够宽的锚固长度，通常情况下，可将台阶控制在80 cm左右;土工格栅通常采用具有高强和坑拉功能的纤维材料，它可以对路基沉降和新老路基的结合进行有效控制。铺设土工栅时需要先将下层表面的杂物去除，以保证土工格栅不受损坏。土工格栅的铺设一定要平整，并且需要进行固定，已铺设完成的部分应该禁止车辆在上面行走，以保证土工格栅不被破坏。

3.4 软土地基的处理

在加宽施工时如果为软土地基应该尽量不要扰动原路基，使其附加的沉降量得到控制。可采用隔离墙+竖向排水系统或者复合地基的处理方式。由于软土地基对新旧路基的连接质量影响较大，所以施工时必须谨慎处理。如果加宽路堤较高，可采用复合地基的处理方法，将地基的强度和路基的稳定性进行提高。如果原来的路基为填砂路基。在施工时的施工工序就要严格进行控制，对于台阶的处理可逐个平台进行复合地基桩的施工，尽量减少对原路的扰动现象。

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［1］黄志华.旧路加宽的路基综合处治的设计体会［J］.中国水运，2010，10(7)：213-214.