长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064
摘要:本文介绍了4种常见的路基加宽型式及各自优缺点,分析了加宽路基常见的病害,针对性提出了加宽路基工程中避免病害的关键施工措施,旨在工程建设中实现对公路加宽技术的提高。
关键词:公路工程;路基加宽;加宽路基病害;施工措施
引言
随着我国近年来经济快速增长,交通运输迅猛发展,道路交通流量急剧增长,早期建设的公路特别是高速公路已经难以满足现在的交通运输需求,因而很多公路面临改建和扩建的需求。为了快速满足增长的运输需求,对原有的道路路基进行加宽建设是一种比较经济的建设手段。路基加宽是道路扩建工程中重要工序,但由于我国在路基加宽工程方面经验不够成熟,使得地基不均匀沉降、纵向裂缝等病害问题在我国加宽道路中较为普遍,影响了加宽路面的使用寿命,提高了后期维护成本。本文首先分析了不同路基加宽类型的特点,再结合路基加宽出现的病害,针对性的提出了路基加宽的施工保障措施,以延长改扩建道路的使用寿命。
1路基加宽类型
1.1单侧分离加宽
单侧分离加宽是在已有的道路结构上,增加一幅完全分离的或以分离带型式形成的新建道路,新老道路路基没有搭接。单侧分离的优点是新老路基不需要拼接,施工不影响旧道路建设和交通流。但是单侧分离加宽施工需要较大的横向空间,不适用于用地紧张的道路。
1.2单侧拼接加宽
单侧拼接加宽是以原有道路为基础,新建道路和原有道路各作为半幅使用,且新建道路的路基以旧路基为基础进行施工。单侧拼接工程施工占地少,而且不拓宽的路基一侧排水系统、防护等可以继续使用。但是存在新老路基的连接问题,且需要将原有道路的横坡与新建道路进行统一调整。
1.3双侧分离加宽
双侧分离加宽主要针对原有道路宽度有限制的特殊情形,碰到道路结构遇到桥梁路段时,例如跨线桥梁,为了避免对桥梁的改建,可以在原有道路结构两侧进行分离加宽。施工期间不影响旧道路使用和交通流。但是由于双侧分离加宽所形成的工程量很大,经济效益和交通运行效率差,一般情况下不采用。
1.4双侧拼接加宽
双侧拼接加宽是在原有道路的两侧分别利用原有路基,增加部分车道宽度进行建设。双侧拼接拓道路不需要对原有道路结构进行改造,平纵线型与旧路一致,道通行效率高,对双向坡度道路适应性好。但是同样存在新老路基的连接问题、路基施工工程量大的问题。
2加宽路基工程主要病害及机理
2.1加宽路基病害
大量的事实证明,加宽路基的病害主要表现为路基、支挡结构等的损害导致了路面的破裂,从而引发道路的损害,具体有以下几个方面:
(1)路面损坏
当公路拓宽路基处治不当,新旧路基之间会出现不均匀沉降、横向滑移、开裂等病害,这些病害往往会反映到路面结构中,使得路面也出现损坏。对于水泥混凝土路面,初期表现主要是唧泥、脱空现象,病害进一步发展则会引起衔接面处出现错台、纵缝、断裂等病害。对于沥青路面,主要会出现道路横坡改变、结合料松散、面层破碎等病害,严重影响公路服务质量。
(2)路基失稳
这种病害类型较易于出现在高填方路基、山区陡坡地形、软土地基等拓宽路段。在拓宽路基横向滑移不大时,新老路基衔接处会出现错台,从而引起该部位上方路面出现裂缝,雨水或路表水可通过裂缝进入内部,使得结合面的稳定性能迅速下降,进而给路基稳定性带来更大的危害。
(3)支挡结构破损
支挡结构破损是由路基处治不当引起的病害中的一种相对特殊的病害类型,主要是针对拓宽工程中设置的挡土墙而言的,外在表现形式有挡土墙倾覆、整体性滑移、墙面开裂等。这种病害多见于高填方地段,而在拓宽时,一般会将原有挡土墙拆毁,这将会对旧路基具有一定的扰动,拓宽挡土墙在设计时,一旦侧向支撑失去了,旧路也会出现因失去侧向支撑而破坏。
(4)加宽路基边坡表层病害
新加宽路基边坡表层病害表现为,在降水和其它自然因素的作用下,新加宽部分的路基边坡表层出现侵蚀剥落、溜塌、浅层滑坡等现象。上述现象多发生在降雨后并与路基填料种类密切相关,由于新填筑边坡部分压实度较难保证且坡面防护措施未能全面发挥作用。
3加宽路基施工关键技术
3.1路基基础的整治
通常旧路的两侧都是排水沟以及绿化带,经过长期的侵蚀,其土壤已经不再适合作为路基土壤了,因此必须对其进行彻底的清理。在进行基底压实时实际要求应高出设计的1%-2%,针对软土路基,由于其固结沉降时间很短,采用填土压实的方法也无法加速软土的固结沉降,需要采用表层处理法、粉喷桩灌加固、置换法、加载法等方法,将软土基础进行加固处理,同时在进行上层路基施工前,采用预压堆载的方法加速填土路基的固结,以减弱软土路基缓慢、长期的沉降效应。
3.2开挖台阶适宜
新建路基与旧路基的连接需要采用台阶的方式,保障上部填土荷载均匀地施加在原有路基上,尽可能保持新老路基的共同变形。对于公路原有路基边坡坡率来说,其比值一般为1:1,5,顾台阶宽度的控制,一般在2m以上,保证新建路基的荷载平均分配。如果现场施工存在限制,则可以适当缩减区域台阶宽度,但最小需要控制在1m以上,并能够形成3%左右的斜坡,台阶高度一般控制在80cm以内。
3.3选择适宜的加宽填料
加宽填料是新建路基沉降的直接因素,使用高强度轻质量的填料能保证路基的变形在压实过程中基本发生,减少后期的长期沉降变形。广泛采用的高强轻质调料包含碎石土、山皮土和砂砾土等,这些填料的可压实密度很大,填料强度很高,可以抵抗不均匀沉降的荷载传递。对于路堤高和路基承载力低的路段,亦可采用轻质路基填料减轻自重作用。
3.4补强措施
(1)铺设土工积物
这种方法主要是使用土工格栅,其具有抗拉能力强,不易变性等特点,土工格栅与土体进行连接后可以有次地增加与土体摩擦力,从而对土体起到固定作用,曾强其荷载能力以及抗侧向位移能力。。
(2)冲击夯实
路基的沉降主要是路基自身的压实程度,对路基进行充分的处理使其紧密结合成为一个整体,是减小路基沉降的最为有效的办法。在对路基进行压实处理时可以采用冲击夯实的方法冲击碾压可以有效的对路基进行压实处理。
4结语
本文总结了4种路基加宽的基本型式,分析了其各自的优劣性,认为单侧或者双侧拼接加宽工程少、经济性较好,但需要解决加宽路基中出现的病害问题。分析了拼接加宽路基常见的路面损害、路基失稳、支挡结构损坏等病害并针对性提出了在加宽路基工程中避免病害的路基整治、选择适宜的开挖台阶、选择合适的填料以及铺设土工织物和冲击夯实等关键技术措施。在实际工程中,宜根据工程概况自身特点,选择合适的加宽型式,应用相应处治技术,合理处治路基,以降低旧路拓宽路基的病害,保证旧路拓宽后具有良好的路用性能和效果。
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