关于改建路基中相关问题与防治措施的阐述

摘要: 本文结合笔者的工作经验，对公路改扩建后出现的新老路基交界处纵向裂缝、路基翻浆、边坡冲刷及坍塌等问题进行了分析，阐述了各类病害产生的原因，并提出了各种病害的防治措施及处理办法等，以供参考。

关键词:病害，路基翻浆，高路堤

一、扩建后的问题及病害原因分析

1 老路基交界处的纵向裂缝

由于路堑在其自重及两边边坡土体重力的长期作用下，老路基及新开挖的拓宽部分一般已经固结，产生非均匀沉降的可能性不大，因此，出现此问题一般为路堤。

该纵向裂缝的出现，从表面现象看，是因为新老路基结合部位沉降不一，沉降速率不同，产生了一定的沉降差值，特别是新拓宽路基工后沉降较大，而老路基已经完成了相当的工后沉降量，这样在结合部产生一个沉降差值突变点; 究其本质原因，是因为在新老路基相关联区域存在应力集中现象，该处的弯拉应力相当大，而界面强度较低，因此，在此处产生开裂错台，形成纵向狭长裂缝。

图1 公路拓宽改造工程示意图

根据公路拓宽改造工程一般断面布置形式及地基新增荷载分布情况( 见图1a) ，图1b) ) ，采用地基弹性理论方法以及考虑应力历史影响的沉降计算方法进行定性分析研究( 地基下沉示意图见图1c) ) ，可知原公路因增设补强层和铺筑新面层，增加了下部(Ⅰ区) 土基的压力P1，拓宽部分( Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区) 地基相应外加的压力分别为P2，P3，P4，这些荷载使地基沿路基横断面发生不均匀沉降，其中S2，S3，S4大于S1，当路基压力大于地基极限承载力时还会使路基坡脚附近( 图1a) 中Ⅴ区) 产生沉降(S5) ，若路基压力大于土基极限承载力，除Ⅴ区沉降外，还引起Ⅴ区外的Ⅵ区地基隆起。

当S1 ＜ S2时，路面就可能产生裂缝，产生原因大致有: 1) 由于土基地质差，导致新老路基底部土基因荷载的增加发生沉降( S1，S2，S3，S4) 。但原路基下的地基因在改造时已基本固结沉降到位并且所增加的荷载远小于新拓宽部分，其沉降S1远小于新拓宽部分地基的沉降( S2，S3) ; 2) 新路基本身所用的填筑材料、压实度等设计施工存在一定问题，造成新老路堤本身出现沉降; 3) 因施工工期短，土基及新老路基的固结下沉未到位，工后沉降大; 4) 工后新老路基出现差异沉降，路基失去稳定，表现为路堤内的破裂面( 顶部破裂面在老路范围内) 外的土体下沉侧移，将路面拉裂呈纵向开裂。

2 公路改扩建后路基翻浆

它的产生有自然原因，亦有改扩建时施工的原因。1) 自然条件方面: 2) 施工方面: 翻浆多发地段没有考虑防冻影响，未设防冻层，抗冻防水性能差; 路基标高设计低，填土高度小，地下水位高，路基常处于潮湿状态; 改扩建时树根、草皮等未清除彻底; 分层压实不够，压实未达到要求; 施工中排水不畅，路基被水浸泡，土壤潮湿，冻结时聚冰严重，造成翻浆; 施工土层用了大量粉质土、腐殖土、盐渍土、大块冻土等。

3 改扩建时修筑高路堤带来的问题

高路堤造成施工困难、占地过多、行车不安全、路基稳定性变差、变形严重等现象。根据八五改建、一期、二期整治结果分析，提高路基高度，在稳定冻土路段可以减少路基路面不均匀变形，但有增加纵向裂缝的可能性; 而对于不稳定冻土地区，提高路堤高度不仅不能减少波浪、沉陷等变形类病害，反而会加剧纵向裂缝及边坡冲蚀等，路基纵向裂缝随路基增高而严重。

4 路基边沟冲刷

改扩建后，易出现路基边沟冲刷，导致冲毁路肩，直接危及路面。由于路基拓宽时，破坏了原来的边沟植被，而新修边沟的植被还未形成，边沟土颗粒较细时，当流水的流速超过了悬浮泥砂的临界速度，就会导致边沟被冲刷。

5 路基边坡坍塌

此病害主要发生在改扩建后的沿溪线和高路堑地段。其产生的原因有以下两点:

1) 改扩建时对沿线地质水文情况调查、勘探不充分。a． 在岩石地段没有充分分析岩层的走向和岩体节理的发育情况，往往岩层的走向是平行于路线方向，岩体的节理很发育，甚至是破碎的，即使按规范要求的边坡进行了设计，但岩体仍不稳定，当路线开挖后，破坏了原有的岩体结构，经雨水或地表水侵入岩层缝隙中，通过冻胀融化反复，而导致边坡坍塌或滑塌。b． 在地质土壤为粉性土、砂性土土颗粒比较小、土质粘着力不强、松散状砂砾土地段，往往设计的边坡比较陡，有些地段，边坡设计虽合乎规范要求，但由于排水系统的不完善，在边坡上方没有设置截水沟，地表径流水渗入土体，土体抗剪力减小，边坡失稳而导致坍塌。

2) 对于较难开挖的岩石边坡，路基边坡未达到设计坡度。

二、防治措施

1 裂缝防治

1) 严格按照规范要求挖台阶，逐层搭接，台阶尺寸为高不大于30 cm，宽不小于45 cm，台阶挖好后与新路基一同进行分层回填碾压压实施工。2) 接缝外( 老路肩) 的草皮、树根、腐殖土、杂土等必须处理干净，否则路基容易因为整体强度不足产生不均匀沉降，最终路面产生纵向裂缝等病害。3) 新老路基交接处，应采用同时强夯或大吨位振动压路机碾压新旧两半路基的施工方法，这样不仅使填筑的路堤达到密实，而且旧路基的土质结构受到强烈振动后密实度能与加宽的填方地段在一定深度内保持接近，不产生差异沉降的效果。4) 在低路堤新老路基结合部位采用多层( 一般为3 层～ 5 层) 土工布处理，土工布宽一般为4 cm 以上，水平铺在新老路基结合部位上。

2 路基翻浆处治

1) 加强路面路基排水，提高路堤适用于取土方便的地段。路基上部增加了临空面积，有利于水分蒸发，同时免受水浸、雪埋，土壤保持干燥，在冻结过程中不致因过分聚冰而失稳。在一些中、重冰冻地区及粉性土地段，不能单靠提高路基保证其稳定性，还要与其他措施，如砂垫层、石灰土基层等配合使用。2) 当地下水位或地面积水位较高，路基处于潮湿或过湿状态，且又不宜提高路基时，可铺设隔离层。隔离层铺设在路基顶面以下0． 5 m ～0． 8 m 处，目的在于隔断毛细管水上升进入路基上部，防止在负温差时的水分积聚，以保持路基上部处于干燥状态。3) 换土。在路基上层换填40 cm ～ 60 cm 厚的砂性土，路基可基本稳定。4) 设路基盲沟或渗沟。

3 高路堤的处治

1) 填筑高路堤时，路堤自重增大，引起地基沉降增大。分析表明，设置砂砾等排水垫层改善地基排水状态、采取措施保护冻土、减小冻土融化深度、适当降低路堤填筑高度则可以减小地基融沉变形。2) 老路基为软土地基时，采用粉喷桩、砂桩、塑料排水体、碎石桩进行处理，并配合填筑轻型材料; 同时在新老路基与路面结合部位采用挖台阶及铺设土工布或土工格栅等。

4 路基边沟处理

对于填方路段的沟渠，首先要将旧砌体及杂物清除，然后用与其相同的土填平，再用打夯机夯实，其压实度不能低于老路基的压实度，若土体含水量较大，须翻松晾晒或掺灰处理后碾压，保证压实时满足最佳含水量的要求。清除表土后的边沟，其开槽宽度至少要保证压路机的作业宽度，待底部碾压合格后，再分层回填碾压，直至与周围地表相平。施工时注意保持边沟畅通。

三、结语

综上所述，在公路路基改扩建施工中，将会面临着种种问题，这就要求我们要不断的改善我们的技术，要综合考虑其真实病因，对各种处治方案进行充分的研究，同时，还要不断的开拓创新，从而为公路建设做贡献。