市政道路旧路拓宽新旧路基变形协调综合处治措施

王 刚，张 鹏

(1.西安西北民航项目管理有限公司，陕西 西安 710000；2.中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710065)

0 引 言

由于我国城市建设起步较晚，早期的城市规划不够科学，建成的市政道路，在经济高速发展下逐渐出现了不能适交通发展的需要，受到当时经济发展和施工技术等因素的限制，这些道路的路面宽度已无法满足当下交通运输需求，使用寿命也难以达到设计使用年限。一方面，道路病害频出，导致交通运输能力大幅下降；另一方面，社会经济发展迅速，对交通运输能力的要求越来越高。基于这些方面的原因，市政道路旧路拓宽工程已经势在必行。

道路拓宽工程所面临的问题要根据旧路的实际情况，需要分别从道路的加宽类型，地下管线情况，路基当时施工质量，道路地质条件，行车荷载承重程度等方面因素综合考虑，其均会对加宽工程造成影响。在众多的加宽工程病害中，不均匀沉降是最为常见也是最不容易处理的问题。在不均匀沉降控制方面最有效的方法就是建立控制变形，监控变形的监测控制体系。常用的监测手段主要包括，设计阶段控制、质量试验控制、施工阶段控制、路基加固控制、地基处理控制，施工及工后监测六种方式。

随着道路的使用，原有道路路基在多年固结排水变形后基本完成了工后沉降，达到了最终沉降量，几乎不会再发生变形。而新建道路由于建成年限短，地基处理时间不足，地基也未在行车荷载作用下发生变形，极难与旧路基达到同步变形。所以无论采用何种措施，理论上新旧路基之间必然会产生不均匀沉降变形。但只要将其控制在一定范围内，就可以有效控制路基表面纵向裂缝的产生。因此，控制新旧路基的差异沉降就是市政旧路拓宽工程的重中之重。

1 新旧路基差异沉降产生原因

在传统的土力学之中，通常将土作为固液气三相材料，性质复杂。其受力变形特性直接受到材料组成的影响。土体受压变形时，随着土颗粒的挤密变形，土骨架中的气体与液体逐渐排出，土体空隙变小，承载能力也逐渐提升，从而产生沉降，在行车荷载的作用下这一过程会进一步加快。

在市政道路拓宽工程中，旧路基主要受到新增路面自重荷载，行车交通荷载以及路基自重应力产生，由于沉降基本完成，变形量非常小。而扩建的新路基需要通过提高施工质量，严格控制沉降，采用如多次碾压，增加压实度等方式来减小新路基后期沉降。

以应力扩散原理为基础，对路基分层碾压施工，相较于地基土，路基土更为密实，其承载能力也更高。所以旧路拓宽后发生在道路上的沉降变形主要是由新建道路部分地基土的变形产生。新旧路基的差异沉降主要由三大部分组成。

(1)原有路基下方地基已基本完成固结，后续仅会发生徐变，变形量很小，而在旁边新地基上修筑的路基处于欠固结状态，在后续荷载作用下逐渐固结完成，变形量较大。

(2)新建路基受自重应力影响，路基虽经过充分压实依然会在自重应力作用下逐渐产生向下的固结沉降。

(3)新旧路基均受到行车荷载作用，在动荷载作用下变形不断累计产生变形。

旧路拓宽工程所产生的不均匀沉降主要是新旧路基填料的物理力学性质差异所引发的变形不同导致的，通过系统分析差异沉降产生的原因，进而采取有效的措施，有利于保证路基不均匀沉降在允许范围内。通常出现不均匀沉降主要是由于：

(1)新旧路基二者材料不同，使用时间不同，导致的固结度不同引起不协调变形。

(2)新旧路基结合部分未经过充分处理或采取处理措施不合理。

(3)新路基的施工工艺肯定无法与老路基的施工工艺完全一致，固结时间也有差异。受施工水平和进度等因素的限制，新路基填料压实度无法达到规范要求时，也容易造成差异沉降。当施工质量存在缺陷时，如施工过程中检查不到位，导致填料中有不符合规范要求的材料混入也会产生不均匀沉降。

2 新旧路基差异沉降的控制标准

由于不同地区的地质情况不同，根据实际情况所用的差异沉降处治方法和施工技术也不同，相应的技术控制指标就要做出改变。目前国内外广泛采用的控制指标主要侧重通过总沉降量的控制和不均匀沉降最大值作为控制标准。市政道路的路基沉降主要分为施工阶段变形、前期运营阶段变形、后期徐变变形。其中施工沉降占了主要部分。因此，通过控制总沉降的最好办法就是控制施工期地基沉降。不同的差异沉降控制标准，决定了后续的施工方法和处治差异沉降的方案，故因地制宜的确定新旧路基差异沉降控制标准十分重要。

3 旧路加宽改建工程中路基加宽方式

3.1 单侧拓宽

单侧拓宽路基是指在旧路基的某一侧进行道路拓宽，这种方法适用于拼接宽度与原有路基宽度相差不大的情况。在道路一侧进行拓宽，就城市人口建筑密集的状况而言，影响范围相对较小，临时交通容易组织。新旧搭接面少，施工工艺相对简单，施工速度快，可以充分保证加宽部分工程质量。这种拼接方式下新旧路基中心线不重合，其缺点就是新路基必然会有部分要建设在新的地基上，它的沉降量难以保证与老路基相同。

3.2 两侧拓宽

两侧加宽就是指以旧路中心线基本作为拓宽后道路的中心线，在旧路基的两侧基本一致的增加路基宽度。此种方法更适合市政道路，通过拆迁道路两侧居民住房等建筑物，减少道路约束，拓宽路基。两侧拓宽的方式可以有效避免道路拓宽过程中左右幅两侧路基沉降量不一致的问题，保证路基结构的对称性。但是这一方式的缺陷在于，施工期间必须全面封闭道路交通，会对市内交通造成很大的影响。

4 不均匀沉降处治措施及案例分析

4.1 工程概况

本案例所分析的工程实体位于陕西省西安市西南部，在道路使用期内，进行过路面砂改油改造工程，范围全长约15 km，设计前期先对旧路基进行了详细调研，提出相应的旧路利用方案。通过初勘，得到了设计所需的各项指标。在此基础上对道路拓宽工程中不均匀沉降提出了治理以及预防措施。具体施工方法为：采用单侧加宽设计方案，对旧路拼接一侧边坡开挖台阶，并用强夯机械夯实，新路基分层碾压填筑，填筑完成后对拼接范围路基进行重复碾压，达到设计压实度的办法。

4.2 结合处开挖台阶

开挖台阶可以使新旧路基间更充分接触，方便压实，有效增强路基整体性，提高结合部填料抗剪强度指标。值得注意的是，开挖时要做好气象的预警预报工作，已完成开挖的台阶不能过长时间的暴露，否则在连续降雨天气进行施工易造成雨水渗入，施工现场要做好防止雨水渗入旧路基的防护措施。同时不可一次性完成开挖，容易造成边坡的失稳崩塌。在施工开挖过程中经常遇到土体含水率高的情况，需要将其翻开晾晒或者掺灰，并在新路基铺设后同时进行碾压整平。

4.3 强夯法处理

随着道路的使用，老路基的强度会因外界水渗入等因素逐渐降低。仅仅依照规范的要求对老路基边坡挖台阶、分层填筑碾压新路基，很难使新旧路基达到相同的压水度水平，尤其是拼接部位。这时采用强夯工艺对结合部位的狭窄区域进行处理非常适合。

4.4 多遍压实补强新旧路基结合部强度

新旧路基结合部是整个拓宽工程中最容易发生纵向裂缝的部分，通常在对老路基台阶进行强夯处理之后，都会需要采用专门机械对新路基和老路台阶部分进行重复碾压补强。通常使用的压路机为32 t重型压路机。

5 结 论

本文通过目前市政道路拓宽工程中存在的问题，对道路拓宽工程的常见病害与致灾机理进行了分析，对市政道路拓宽工程不均匀沉降的发展过程进行了详细分析，汇总提出了常见的工程治理方法，并列举了各种工程方法的优势。通过结合工程实例对市政道路拓宽过程中面临的实际问题以及常用处理方案进行了详细阐述。为日后市政道路拓宽工程设计和建设提供一点参考。