浅谈拓改工程中新旧路基沉降变形的病害防治

摘 要：随着社会经济迅速发展，交通建设过程中涉及到众多的旧路拓改工程，在借鉴前人经验和自己实践的基础上，浅谈新旧路基沉降变形进行如何病害防治。

关键词：拓改工程；新旧路基；沉降变形；病害防治。

0、引言

随着社会经济迅速发展，交通基础建设建设涉及到众多的旧路进行拓宽改造。由于新旧路基不均匀沉降，可能产生路基和路面不同程度的沉降变形，引发路面开裂、错台等病害，对公路原有的结构性能、使用性能、舒适性能、安全性能等也明显下降，所以探讨新旧路基沉降变形的防治是十分必要的。现结合在建工程县道X241华社线盖尾石马至榜头莲乾拓改工程，采取有效措施以防治新旧路基沉降变形产生的病害。

1、项目基本概况：

华社线X241石马互通至榜头庄仙交界段公路，属专养公路，二级公路。原有路基宽度12米，路面宽度9米。由于该公路原有路幅宽度窄，加上近年来交通量不断增长，原有路面为沥青路面已运营多点年，存在不同程度松散、纹裂、沉陷、平整度差等病害，存在一定交通安全隐患，已不适应目前形势发展的需要，急需对该公路进行扩建改造。现按4-6车道进行拓改建设；路基宽度18M（石马至坝下桥段）、24M（坝下至莲乾段），水泥砼路面宽度15M（石马至坝下桥段）、22.5M（坝下至莲乾段）。

拓改建设过程中涉及到沿线新旧路基结合，需要从多方面考虑以预防新旧路基的沉降变形，来减少路面开裂等病害。

2、新旧路基可能产生的病害类型

①路基失稳：主要是在新路基上沿新旧路基结合部发生下沉、滑移、失稳，以及支挡结构物变形、损坏（主要表现为支挡结构物的变形开裂、滑移、甚至倾覆等）。

②路面结构层损坏：主要是因路基失稳而产生路面唧泥和脱空现象，路面结构层变形进一步发展会产生新旧路基结合处的路面裂缝、断板、错台等。

3、新旧路基产生病害的原因分析

随着新旧路基、路面病害的产生，公路结构性能、使用性能、舒适性能、安全性能等也随之下降。产生新旧路基、路面病害的原因是多方面，主要如下几方面：①新路基稳定性不足（拓宽部位地基过陡等）

②拓宽部位地基软弱（含软弱下卧层等）

③新旧路基不协调变形 ：新旧路基地基变形差异引起的差异沉降；新旧路基填方高度不同引起的差异沉降；新旧路基填料或压实度不同引起差异沉降；

④新老路基、路面抗变形能力差异：新旧路基的自身压缩变形；新路基作用下地基的固结沉降；

⑤新老路基结合不良：新老路基结合面处治不当；台阶开挖不合理；结合面上的蠕滑；

⑥排水系统不完善、设施养护不及时。

4、防治措施：

主要是从设计方面、施工控制、试验检测及工后沉降观测等方面进行拓改工程新旧路基沉降变形病害进行防治。

①设计方面考虑

本项目为旧路拓宽工程，鉴于两侧建筑物已形成，线路基本保持原路线不变，基本上沿原线路进行两侧拓宽，主要从如下三个方面

A、新路基填料：结合项目所处地形、地质、水文等特点，填方路基应考虑优先选用级配较好和透水性能较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料。

B、支挡结构物：通过护脚和挡墙等支挡结构物的设置，特别是对新拓宽路基稳定性不足、存在地质不良路段，需要考虑路基边坡防护与支挡结构物加固进行综合设计，以防止新旧路基的滑移、变形等。

C、土工格栅：主要是对稳定性不足的路堤、局部地基承载力不足的路基、新旧路基结合部等，采取适当路堤加筋布设工工格栅等进行处理，以提高路基的整体稳定性

D、排水设施：应考虑防、排、疏相结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基地段等其他处治措施相互协调，以形成完善的排水系统，合理设计地表排水和地下排水设施。

②施工控制考虑

A、从施工材料选择考虑：

因本拓改工程新路基填方位置几乎是水田或低畦地段，长年被水浸泡，地质软弱，鉴于采用砂砾混合料作为填料具有良好透水性、易密实、级配良好等优点，以增强路基排水性能，有利减少过水田、低畦地段产生的水害和新旧路基结合不均匀沉降。同时本线路位于木兰溪河边，砂砾混合料较丰富，运距较短，运输方便。

从主要检测指标上控制:根据本公路等级及填方高度考虑，填料最小强度、最大料径、施工压实度如下表：

填料最小强度、最大料径、施工压实度表（二级公路）

路基结构 路面底面以

下深度（M） 填料最小强度CBR（%） 最大料径（MM） 压实度控制（%）

工工艺规范控制关系极大，通过填前压实、分层填筑、开挖台阶，施工压实质量控制，特别是主要施工压实质量参数（压实机械、压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑层厚等）和现场压实度检测进行联合控制。

C、新旧路基结合部加强处治：

为防止路面裂缝，本拓改工程新旧路基结合部处治设置土工格栅，土工格栅设计抗拉强度、拉伸模量、单位面积质量等指标应不小于规范要求。

施工时应注意：在铺设时应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向；土工合成材料之间的联结应牢固；在受力方向联结处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于15cm；土工合成材料的铺设不有皱，应用人工拉紧，必要时可采用插钉等措施固定土工合在材料于填土层表面；铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物；在距土工合成材料层8cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6cm；土工合成材料摊铺以后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒，一般情况下间隔时间不应超过48h。

③试验检测

主要是通过事前、事中、事后试验检测，对新路基进行施工指导和控制。

A、事前控制，主要是通过检测填料原材料性能指标（颗粒分析、液塑限分析、最大干密度、最佳含水量、填料强度等），进一步指导现场新旧路基施工。

B、事中控制，主要对现场压实度检测控制。

C、事后控制，主要是检测路基顶面回弹弯沉值，特别是在最不利季节时对新旧路基结合处最不利位置进行检测。

④工后沉降观测

不良地质、特殊岩土地段的路基边坡设计应，采用施工监测、信息化动态设计方法，认真制定工后观测方案、内容、方法及观测周期等， 应提出对施工方案的特殊要求和监测要求，应掌握施工现场的地质情况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息，及时对原设计进行校核、修改和补充，并及时对新旧路基路面施工出现不良现象进行有效处治。对拓改工程新旧路基工后沉降进行观测主要内容如下表：

新旧路基稳定和沉降观测表

项目 目的 方法

地表水平位移量及隆起量 用于稳定监控，确保路基施工安全和稳定。 地表水平位移桩（边桩）

地下土体分层水平位移 用于稳定监控，掌握分层位移量，分析推定土体剪切破坏位置。 地下水平位移计（测斜管）

路基顶沉降量 用于工后沉降监控，预测工后沉降趋势，确定路面施工时间。 地表型沉降计（沉降板或桩）

地下水位监测 观测地下水变化与降雨关系，以评判边坡排水措施的有效性。 人工测量

支挡结构物变形、应力 用于支挡构造物岩土体的变形观测，支挡构造物与岩土体之间接触压力观测。 测斜仪、分层沉降仪、压力盒、钢筋应力计

5、结语

本文结合在建工程旧路拓改工程，考虑当地实际情况，采取一些措施以减少新旧路基的沉降变形，克服路面开裂等病害。当然，公路建设过程还有其他新方法、新工艺、新材料也值得我们去更多更深入的探索和实践。

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