丘陵地区城市道路不良路基处治设计方案

吕 新 丽

(株洲市规划设计院，湖南 株洲 412007)



丘陵地区城市道路不良路基处治设计方案

吕 新 丽

(株洲市规划设计院，湖南 株洲 412007)

针对南方丘陵地区城市道路建设及改造升级中路基稳固存在的主要问题，分析了不良路基处治不当对路面质量和使用功能的影响，根据不良路基处治设计原则，依托丘陵地区株洲市向阳南路实体工程，提出了土工格栅加筋碎石垫层设计方案和土工聚合物材料，并对向阳南路处治路段进行检测等工后评价，解决了路基的压实度不足和不均匀沉降等问题。

丘陵地区，城市道路，路基，碎石桩

0 引言

随着城市化进程的加快、路网的延伸扩大，很多等级高、路线长等主干骨架路网道路建设在郊野地区，建设场地工程地质情况较复杂，且伴随着城市建成区的提质改造，市政道路建设将是改造的核心内容，由于老城区地下管网密集老化，加上城市文化生活长期积淀，积累下较多建筑垃圾，因此在城市路网扩大和旧区改造过程中，道路路基面临的情况越来越复杂。

南方丘陵地区城市比较常见的不良路基为杂填土、素填土及软土。对不良路基处理不到位，地基的承载能力低下，城市道路作为车流量高的带状体，各种车辆进行长期的碾压，整个道路就会出现不同程度的沉降等问题。从目前现有的城市道路的检测情况来看，在不良路基修建的各种路面会出现各种程度的不均匀沉降变形，沉降普遍都处在5 cm～20 cm，会导致路面出现错位、凹陷、开裂等情况，严重地影响了城市道路的使用功能。

1 不良路基处治设计原则

1)全面、深入、准确的掌握项目地质勘察报告，在确保工程质量前提下，针对场地土层性质采用相应的处治方案。

2)注重工期及天气等制约因素对方案的选择。

3)加强优化工程设计方案对建设投资的控制作用。

4)厉行节约土地，保护环境，遵循方案与周边场地环境相融合的设计原则。

2 不良路基处治常用材料

根据处治的作用机理，对路基处理方法大致分为两类：一类是土质改良，二类是土的补强。就路基的加固方法的性质，大致分为四大类：换填法、加密法、化学加固法、土工聚合物法。各种方法常用的材料见表1。

表1 不良路基处治材料

3 处治实例

1)处治路基存在的主要问题。

向阳南路位于株洲市荷塘区东北部，是一条东西向交通性主干路，整个向阳南路长度7.6 km，路幅宽度40.0 m，设计速度60 km/h，荷载标准：城—A级，路面结构的设计使用年限：15年。

根据《株洲市荷塘区商贸城向阳南路地质详细勘察报告》，测区区域性地层主要为第四系(Q)、中元古界冷家溪群小木坪组(Ptxz)板岩。第四系构成测区覆盖层，板岩构成测区基岩。场地岩土层主要有素填土、杂填土、全风化板岩、强风化板岩。特殊性土有素填土、杂填土。经评价，素填土和杂填土均为人工堆填而成，未完成自重固结，均未经过处理，具有填筑杂乱、力学性能差的特点，分布局限，建议处理后再填筑路基。全风化板岩②1压缩性和承载力中等，可作为路基持力层；强风化板岩③1压缩性和承载力较高，可作为路基持力层。

根据野外测试及室内试验报告，素填土和杂填土承载力基本容许值分别为100 kPa和80 kPa，低于城市主干路地基承载力要求，本文提出以下路基处理方案。

2)设计方案与材料。

对向阳南路地质勘察报告进行全面分析后，向阳南路软土处理面积约为2 500 m2，结合场地周边有新建成厂房及道路网的实际情况，换填法不可行，主要是软土处理面积较大，深度较大，需换填的量非常大，造价高且运输进场对城市交通及周边环境影响较大；加密法和化学加固法，部分方法技术上可行，但是造价较高，工期较长，施工工艺较复杂，对施工单位技术水平有一定的要求；强夯法虽对于杂填土处理效果好，但受周边新建成厂房的限制，在此不可行；土工聚合物—土工格栅法，作为一种较新的加固路基方法，是本文所采取的路基加固方案，对向阳南路实例进行了技术上和经济上的分析研究，经评价取得较好的效果。

本文的向阳南路采用的土工格栅加筋碎石垫层处理方法，主要利用了土工格栅的加筋作用、隔离和防护作用，加筋功能可以有效的分布土体的应力，增加土体的强度，增加地基的承载能力，限制土体的侧向位移，提高土体的整体性及稳定性。土工聚合物埋在路基中，可以充当抗拉元件。此法可以有效的控制土基施工后的沉降，避免路基不均匀沉降造成路面开裂破坏。土工格栅加筋碎石垫层施工工艺为：清表—开挖路槽—分层铺设碎石层—分层铺设土工格栅—填筑路基等。依据地质详细勘察报告，处理路基以下1.5 m范围，最底层铺筑0.6 m级配碎石垫层，分2层填筑，于底层和中间满铺土工格栅，格栅层间距30 cm，要求采用50-50双向土工格栅，土工格栅延伸率不大于10%时的纵、横向抗拉强度不小于50 kN/m，肋条截面为矩形，土工格栅在路基范围内全宽铺设。路面结构层以下，需挖除150 cm厚土层，并对路基进行碾压。复合地基承载力要求不小于120 kPa。土工格栅加筋碎石垫层处理断面图见图1。

土工格栅加筋碎石垫层的方法，其作用主要有以下两个方面：

a.利用土工格栅的加筋作用，很大程度上提高了碎石层的整体性和承载力，从而提高了路基的强度及控制了路基的不均匀沉降；

b.可以有效的减少碎石垫层的厚度，减少碎石用量，大幅度降低路基处理造价。土工格栅与碎石垫层形成的复合地基，二者共同作用，有效的控制了不均匀沉降，提高路基承载力。

3)工后评价。

路基处理完毕后，在路基回填之前，对路基处理工程进行了全面详细的检验检测，其中最重要的项目就是弯沉检测和压实度检测，对机动车道路床的回弹弯沉值和压实度进行检测，检测数据如表2，表3所示。

表2 K0+030～K0+260路床回弹弯沉检测值表

经检测，处治路段的代表弯沉值均高于设计弯沉值，且经检测的弯沉值具有均匀、离散度小、整体强度高的共同特点。

表3 K0+030～K0+260路床压实度检测值表 %

经检测，处治路段的压实度均高于标准压实度，且经检测的数据也具有均匀、离散度小的特点。

经处治实例试验证明,采用土工格栅加填料形成的夹层结构,能较好的解决地基土压实、改变软基的破坏形式的问题，从而提高软基承载力。同时，土工格栅的位置越低，效果越好；土工格栅的层数越多，路基的整体性和均匀性也越好。道路建成通车运行至今，整体质量良好，未发生不均匀沉降等病害。土工格栅加筋碎石垫层法在保证处理质量的同时，还具有良好的经济效益，采用土工格栅加筋碎石垫层法处理工程造价约为50万元，经测算，采用碎石桩法处理工程造价约120万元，节约工程造价约为70万元。

土工格栅处理路段建成后现场图见图2。

4 结语

1)回顾向阳南路不良路基处治过程，城市杂填土、素填土等不良路基若处理不当，对路面使用功能及寿命有重要影响，因地制宜，选择合理可行的处治方法非常必要而有意义。

2)根据地质勘察报告和场地建设条件，提出土工格栅加筋碎石垫层方案，在未完成自重固结沉降的杂填土上设置了土工格栅加筋碎石垫层，有效了保证了路床的压实度和弯沉值满足设计要求。

3)经实体工程检验，利用土工格栅加筋碎石垫层加固路基的方案是正确的，较好地解决了地基不均匀沉降缺陷，改变了不良路基的破坏形式，提高了路基承载力，且该方法施工工艺相对简单、工期短、具有良好的经济效益和社会效益，可为其他类似工程处理提供可靠的借鉴。

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Design scheme of poor subgrade treatment of city road in hilly area

Lv Xinli

(ZhuzhouPlanning&DesignInstitute,Zhuzhou412007,China)

In light of major problems existing in city road construction of southern hilling area and subgrade stability in upgrading process, the paper analyzes the impact of poor subgrade treatment upon pavement quality and utilization. According to poor subgrade treatment design principles, based on Xiangyang south road engineering of Zhuzhou city in hilly area, it puts forward the reinforced gravel cushion design scheme and geogrid polymer material, and evaluates Xiangyang south road treatment section after completion. As a result, it solves some problems, such as poor subgrade compaction and uneven subsidence and so on.

hilly area, city road, subgrade, gravel pile

1009-6825(2017)18-0134-02

2017-03-30

吕新丽(1982- )，女，硕士，工程师

U416.1

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