浅谈钦防高速公路路基路面病害及处治方案

韦世贵

(广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西　南宁　530029)



浅谈钦防高速公路路基路面病害及处治方案

韦世贵

(广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西南宁530029)

钦防高速公路的开通，使防城港、钦州作为中国最邻近东南亚的港口，在中国西南物流业中的“龙头”地位日益突出。文章通过对钦防高速公路路基路面现况的总体评价，分析了路基路面存在的病害及其原因，并提出了相应的处治方案，为钦防高速公路路基病害的处治提供参考。

高速公路；路基；病害；处治方案

0　引言

钦防高速公路于1997年建成通车，十多年来交通量不断增长，极大地促进了广西沿海地区运输结构和运输体系的优化和升级，交通资源得到了更好的配置，充分发挥了高速公路速度快、运量大、效益好的运输比较优势，使钦州和防城港市运输业的发展向前迈进了一大步。但该路段通车运行十多年以来，沿线路基、路面局部发生了不同程度的变形与破坏的病害，局部路段还明显影响到行车舒适性以及行车安全。因此，查明路段内病害的特征、类型及分布范围，及时对目前存在病因及病害的路段进行处治，刻不容缓。本文结合工程实际，根据初步掌握的病害分布范围，在典型病害路基段、不良地质和特殊岩土地段、高填及半填半挖路段，布设勘探点，综合运用地质调绘、钻探、现场原位测试、室内土工试验及工程地质类比等方法和手段，对公路沿线路基路段进行勘察，为公路路基的处治方案提供了地质依据。

图1　项目所在区域路网现状及规划布局示意图

1　自然地理条件

(1)地形地貌

本项目位于广西南部，钦州和防城港市境内，路线呈南北走向展布，沿线地形地貌以剥蚀丘陵地貌为主，以北东-南西走向较为普遍，局部为河流阶地地貌。沿线地形起伏较大，自然斜坡坡度角一般在10°～30°间，标高多在3～100 m之间，局部达230 m，相对高差10～80 m。丘陵间冲沟、洼地比较发育，多呈条带状分布，局部路段分布比较密集，多开垦为水田或旱地。沿线植被较发育，以草灌、松树、桉树、水稻为主。

(2)水系

项目区为近海地区，地表水系较为发育，沿线沟渠纵横，水库密布，主要河流属桂南沿海独流入海水系，河流有黄屋屯江、西江、岽军江、茅岭江、冲仑江等，河面较宽，多具通航能力。

(3)特殊性岩土

沿线特殊性岩土主要有软土，本项目段软土比较发育，主要分布在山间洼地、溪流沟谷及水田地段，全线软土路段总长约12.080 km。以饱和黏性土、淤泥质黏土、淤泥为主，多呈软～可塑状，厚度在1.5～6.0 m之间，局部厚度>6.0 m。软土对路线的不良影响主要表现为土体结构疏松，孔隙比大，压缩性强，属中～高压缩性土，力学强度低，路基填筑后极易形成沉降或由于不均匀沉降过大，导致路基出现剪切、滑动破坏等现象。鉴于软土具有土质软弱、承载力低等特点，对公路路基稳定性影响较大，一般不可直接将其作为路基持力层，因此，对于发育软土的路段，必须对软土地基进行相应工程处理后方可作为路基持力层使用。

2　路基路面现况总体评价

广西沿海高速公路钦州至防城港段现有道路已运营十多年，路基状况总体良好，达到了设计要求和目标，未发生大规模滑塌、剧烈沉陷等严重破坏。但通车运行十多年以来，沿线路基路面局部发生了不同程度的变形与破坏病害，局部路段甚至明显影响到行车舒适性及行车安全。

路基路面病害主要有路基沉陷、差异沉降、路基土蠕变、混凝土面板开裂、断板、错台及唧泥等。路基路面变形、破坏程度与路基填土的性质、密实程度、路基断面形式、地下水等因素密切相关，其中病害最为普遍和严重的部位多为高填方路段、陡坡路堤地段、半填半挖路段及软基路段。

3　路基路面病害原因分析

根据地质调查、钻探、原位测试及室内试验结果，路基路面的变形破坏主要表现为下沉、纵横向拉裂、弧形开裂、面板脱空、错台等。分析其原因，主要有以下几个方面：

(1)路基填土压实度欠佳

路基填土压实度欠佳的主要表现为填土压实度未能满足《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)的要求、填筑顺序不当、未按要求分层填筑、填筑厚度不符合规定等，使压实度达不到要求。填土压实度严重不达标时，路面会产生过大沉降，引起行车产生明显的“跳车”现象。

(2)路基填料质量欠佳

路基填料质量欠佳主要表现为填料承载比CBR值不能满足路基填料强度要求，根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)表3.2.2规定，高速公路上路床填方路基填料的最小强度(CBR)≥8%，下路床填方路基填料的最小强度(CBR)≥5%。承载比CBR值是路基土的强度指标，当路基填土的CBR值不能满足要求时会导致路基强度不足，是引起路基、路面破坏的原因之一。

(3)天然地基中局部存在软弱土层

由于受限于工期或当时的技术要求相对较低等原因，对原地面局部存在的较软弱土层，填筑前未作处理或未处理彻底，导致该路段在路堤填土荷载及汽车活动荷载长期作用下，形成路基土侧移、路堤下陷。

(4)路基土的固结沉降的时效性

沿线路基填土、地基原状土多为黏性土，其固结时间较长，通常施工条件下采用高功率短时间的机械压实，难以达到理想的压实效果。路基土的固结大部分是在后期由于土体自重和行车荷载作用下逐渐完成。填土越高，固结沉降越大；土体内积聚的含水量越大(雨季)，其沉降量也越大。

(5)汽车动荷载作用下土体发生蠕变

因汽车超载严重，混凝土面板多沿切割缝断裂，成为一块块平铺的单板，相互间的约束作用主要限于水平方向，竖向约束力较弱。在单向行驶的汽车长期作用下，基层及路床范围土层发生连续蠕动，使各块面板向后旋转，后部下沉，前部上扬，形成“排骨路”，纵断面上表现为“下楼梯”，原重车道(行车道)尤为明显。另外，土体蠕变也会引起面板局部脱空、断板等破坏。

(6)填挖交界部位沉降不均匀

由于路基穿过沟谷时，沟谷中心填土最大，并向两端逐渐减小，这种不均匀沉降，引起了路基及路面剪裂、拉裂及错台，并使板面局部脱空。原地面斜坡越陡，产生的不均匀沉降、路基侧移拉裂及错台就越严重。

(7)水文地质条件的变化

由于项目为近海地区，填料中含水量增大，强度、稳定性相应降低，造成了路基下陷等破坏。

4　病害路段归类及处治方案

沿线路基整体稳定性较好，填土层固结沉降基本完成，原则上不需进行大范围、深层处治。对一些病害严重的路段，宜根据地质勘察资料，结合施工条件，有针对性地进行专门加固处治设计，鉴于本工程场地狭小、交通流量大、施工期不能完全中断交通的情况，根据以上对路基病害形成原因的分析，建议采用如下处治方案：

(1)对于因路基填土压实度不足、路基填料质量欠佳、天然地基中局部存在软弱土层等因素导致路面产生明显沉降变形的路段，采用高压旋喷注浆法，对路基进行满堂加固处治。

高压旋喷注浆法是通过钻孔埋设注浆管，利用高压将水泥浆液充分注入到所要加固的路基土中，通过浆液在土体中的渗透、劈裂和挤压等作用，使高浓度的水泥浆液与土体结合，形成具有较高强度的水泥土固结体和树枝状水泥网络体，并挤密周围的土体，和路基土一道组成复合地基，从而达到加固路基的作用。

适用范围：注浆技术广泛应用于高速公路路基沉降、开裂的治理，无论是挖方路基还是填方路基都适用，并适用于多种基础类型的加固修复处理。

高压旋喷注浆法的特点：施工简易、占地少、施工设备轻便、灵活、不需揭开路面结构层、施工速度快、恢复道路时间短，处治效果良好。

(2)路面垂直灌浆，在开裂的路面上以2.5 m的孔距垂直灌浆，灌浆深度3 m。灌浆在一定程度上对填土起到改良作用，最重要的是对裂缝起到了封堵作用。

(3)对于路面纵向开裂、沉降不明显的路段，在两侧硬路肩和边坡上分别采用高压旋喷注浆法，形

成多排水泥土桩，以约束路基侧向变形。

(4)注浆填缝，消除水力劈裂作用，同时防止雨水通过裂缝下渗路基。

(5)对于产生横向裂缝的路基变形路段，可在高填路堤边坡坡底设置固脚墙、反压护道等固脚措施，约束路基的水平位移，降低横向不均匀沉降。对于填方>9.0 m的路段，特别是地基土相对较弱的高填方路段，约束地基土侧向变形很有必要。固脚墙采用片石干砌，一般规格为5 m×3 m(宽×高)，在不新征土地的情况下，具有较好的可行性。

(6)对已有反压护道的路段进行夯实加固，最大限度地发挥其限制路基侧向变形的功能。

(7)面板更换修复。严重错台的面板，纵断面上表现为“下楼梯”，降低了行车舒适及行车安全。若采用其它方法处治，不能根本解决病害，可以采用面板更换的方式来处理。面板修补常用的方法有：压注灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和条带罩面法、全深度补块法等，宜根据面板具体损坏情况择优选用。

5　结语

广西沿海高速公路钦州至防城港段现有道路已运营十多年，路基状况总体良好，达到了设计要求和目标，未发生大规模滑塌、剧烈沉陷等严重破坏，通车运行十多年以来，由于交通流量不断扩大，沿线路基路面局部发生了不同程度的变形与破坏病害，局部路段明显影响到行车舒适性以及行车安全，但沿线路基整体稳定性较好，填土层固结沉降基本完成，病害路段路基原则上不需进行大范围、深层处治，对一些病害严重的路段，宜根据地质勘察资料，结合施工条件，有针对性地进行专门加固处治设计。

[1]JTG_C20-2011，公路工程地质勘察规范[S].

[2]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].

[3]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]王进思，程海潜.路基路面病害处治[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]马华堂.公路工程病害分析与防治[M].郑州：黄河水利出版社，2008.

Discussions on Subgrade and Pavement Disease and Treatment Programs of Qinfang Expressway

WEI Shi-gui

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

With the completion of Qinfang Expressway，the“leading”position of Fangchenggang and Qinzhou，as the ports in China closest to Southeast Asian，becomes increasingly prominent in the lo-gistics industry in southwest China.Through the overall evaluation on Qinfang Expressway subgrade and pavement status，this article analyzed the diseases existing in subgrade and pavement as well as their causes，and proposed the corresponding treatment programs，thereby providing the reference for the subgrade disease treatment of Qinfang Expressway.

Expressway；Subgrade；Diseases；Treatment programs

U418.5

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.003

1673-4874(2016)03-0012-03

2016-03-06

韦世贵(1979—)，工程师，主要从事工程地质勘察工作。