旧路改造工程中路基路面加宽的处治设计要点

2017年第36期（12月 下）

旧路改造工程中路基路面加宽的处治

设计要点

杨承单

（秦皇岛市抚宁区交通运输局公路工程队，河北 秦皇岛 066000）

摘要：结合多年经验，分析旧公路加宽的处治设计，并针对旧公路加宽的常见问题提出有效措施，施工单位应全面了解原有道路的施工环境、地质以及交通量、原有工程的承载力、弯沉值等情况，了解原有路面的病害情况与加宽路基中的各种病害，并采用适当措施减轻新旧路基的沉降差异，减少原有路面病害对加铺面层的危害，提高软弱路基的承载力等，提高旧路加宽工程的整体质量，提高公路使用寿命。

关键词：旧公路改造；路基路面加宽；处治设计中图分类号：U418.8

文献标识码：B

0 引言

我国社会经济的不断发展，人们生活水平提高，私家车量增多，面对日益增长的车辆，多数现存道路已经无法满足交通运输的顺利通畅，旧路拓宽改造被大量施工单位付诸实践。在旧公路加宽处治设计中，相关人员应注意以下几点：其一，新旧路基间的不均匀沉降与新路基的塑性累积变形破坏路面结构的整体性。其二，新旧路基间的刚度差异对路面结构影响。其三，面层反射裂缝的存在。对此，在旧公路路基加宽改造的工程中，如何避免此类问题，增强旧公路改造后的刚性、整体性，提升公路寿命成为重点[1]。

降量的不一致，时间的推移造成新旧路基间较大的差异沉降，也是道路产生裂缝的主要原因。除此外，在道路边坡上进行拓宽填筑之时，因新填土方与运营后汽车荷载等影响，也会造成旧路基的附加沉降，致使旧路基变形，甚至出现路基拉裂、下沉过速等病害[3]，如图1所示。

图1 拓宽路基引起的旧路基变形

造成新旧路基间产生不均匀沉降的主要原因主要有以下几点：①软弱地基易在工程竣工后沉降，造成新旧路基间的沉降差异。造成此现象的主要原因在于新建设公路路基的沉降刚开始而旧公路路基沉降早已完成，新旧路基接缝处的沉降差造成公路裂缝现象[4]。②新加宽路基土的压缩变形与塑性累积变形较旧路基的变形大，造成公路病害。③施工人员自身技术不过硬，造成新旧路基结合部位处理不当。④水的侵蚀造成路基路面松散。

1 工程概况

2016年3月，施工单位准备为一旧公路进行加宽改造建设，此旧公路改造工程总长为2340m，道路原路基宽度为12m，公路为双向车道二级公路，该公路采用的是水泥混凝土结构铺设，由于公路铺设时间较长，长期使用下致使路面出现麻面、混凝土面板破损、路面接缝损坏等病害情况。改造公路路段位于县城近郊，由于交通量趋于饱和状态，当地政府决定将原有的双向车道拓宽为四车道，并加铺沥青混凝土作为公路改建后的面层。在进行此项工程改造中，如何减轻公路路面的病害发生，提高公路使用寿命，成为项目负责人思考重点。

[2]

3 新旧路基衔接处理的相关措施

在新旧路基衔接的工程设计中，为避免因不均匀沉降造成路基开裂问题，工作人员可采用以下施工方法：①在旧路基的边坡处，将原先的坡度衔接转变为1.0m×1.0m的台阶式作为新旧路基的衔接，提高加宽路基的稳定性[6]。②对路基加宽的部位，工作人员需要在路基交工面下方1.5m范围内进行一系列的路基处理工作，增加路基的刚度[5]。③为加强新旧路基衔接处的稳定性，降低沉降差距带来的公路病害，在旧路基高度超过2m时，工作人员应在新旧路基连接处铺设土工格栅，有效减少新旧路基连接处裂纹的产生。如图2所示。当路基填土难以满足路基压实度的要求

2 旧路加宽常见病害与病害产生原因

在旧路拓宽工程改造中，因新旧路基建设时间的差距较大，因沉降的不均匀，在道路拓宽改造并通车后，路面极易出现纵向、横向裂缝等病害，影响了公路的安全性能与质量。尤其是软弱地基路段，新拓宽路基在竣工后沉降量较大，而旧路基沉降早已经完成，新旧路基结合部位沉

收稿日期：2017-09-21

作者简介：杨承单（1986—），男，助理工程师，研究方向为交通工程。

60时，施工人员应采用蕴含5%水泥的混凝土回填，并采用分成碾压的方式提高路基的稳固性，加强水泥混凝土在新旧路基结合处的碾压，提高新旧路基衔接处的稳固性与密实性，以达到超越传统填土路基压实的效果。另外，应注重公路的排水防渗措施，为防止雨水渗入新老路基结合面，工作人员可在新旧路基结合面上顶部铺设一层不透水土工布，既起到加筋作用，又可增加新旧路基间的整体稳定性，减少新旧路基间的不均匀沉降，并防止水渗透入公路路基内部，降低公路路基的质量。

图2 典型路段路基衔接处理横断面

4 软弱路基的处理措施

旧公路的加宽容易遇到软弱土情况，在工作人员处理软弱路基过程中，应先行了解路基地质，并进行适当处理。首先，工作人员应对旧有路基的两侧进行钻孔调查，了解路基地质，并对旧路基的具体行车状况进行调查，全面了解路基拓宽工程的实际施工环境与工程路况环境等。如：此次工程地下有丰富的地下水，地质为亚黏土构成，土层结构相对软弱，难以承受较大的负荷。在本工程的路基加宽中，相关人员应根据实际进行碾压等减少新旧路基间因不兼容而造成的路基开裂问题，减少新旧路基间的不均匀沉降。在路基碾压过程中，为避免碾压不实现象发生，工作人员可向内掺杂石灰减少土质内的含水量并改善软弱与土质情况，并采用重型碾压机对软弱土路基进行反复碾压，直至路基压实度满足工程的要求。

5 加铺混凝土面层，提高公路质量

在此次工程施工中，因原有道路交通已经趋于饱和阶段，且当地环境对道路的影响，原有的混凝土面层受到不同程度的病害，如混凝土面板开裂、断板等。据了解，我国过去在旧路加宽施工过程中，若旧路路面受到损害，则工作人员多是在原有基础上加铺公路面层。在此次施工中，相关人员为保证加铺公路面层质量，利用探测雷达、弯沉仪等对混凝土路面弯沉情况、路面承载力等进行检测，全面掌控路基路面情况后，采用合适的处理方案。在此次工程中，原有路基路面存在厚度不均等情况，造成公路难以支撑现有交通量的荷载，对此，工程负责人欲对旧路加铺沥青混凝土路层，以此提高路面承载力，然而，纵

交通世界TRANSPOWORLD观此类加铺面层施工中，极易出现裂纹情况，如图3，破坏了公路的整体性。

图3 新铺沥青混凝土路面裂纹图

在旧公路路面破损调查后，应对调查结果进行统计，并针对不同破损类型提出相应的处理方法。①破碎路面。若旧路面已经破碎，则在加铺沥青混凝土面层时，工作人员应将破损部位切割铲除，之后再使用混凝土进行浇筑，需注意的是，在破碎路面进行切割铲除时，应根据公路原有连接方向进行铲除，并采用合适切割方法实现破碎路面

的深度铲除。②脱空板块。路面加铺前期，相应人员应根据混凝土的脱空情况与旧路基路面顺坏的严重性与否，采用灌浆处理或者铲除混凝土面板后进行混凝土面板浇筑。

路基基层是公路的承重结构，其质量的好坏直接影响着沥青面层的铺设情况与后期的应用。在工程施工多用材料中，因二灰土与二灰碎石均具有半刚性基层的典型特征，具备强度高、承载力强、整体性好、刚性大等优势的同时，在抗温、抗湿、抗变形上存在较大不足。且材料因干缩系数可以温缩系数的不同，易产生干缩裂缝与温缩裂缝，若公路基层采用半幅施工，在新旧公路路基衔接处处理不当，则在干缩应力与温度应力等影响下，易造成裂缝，破坏公路的整体性。在原有路面裂缝处于3mm以下的宽度时，工作人员应先行贵裂缝杂质进行清理并采用70#沥青灌入。在原路面裂缝处于3～15mm的宽度时，可采用带罩面缝补裂缝。首先将裂缝两壁不平整部分凿除，使两壁保持在毛坯状态；再使用具有螺纹钢筋的钯钉将其固定，钯钉与梁壁保持在50cm的间距，清理裂缝杂质，之后采用混凝土进行浇筑。在原有裂缝宽度大于15mm时，应先将其切割铲除并利用混凝土进行面板浇筑。

6 结语

旧公路加宽改造主要有两个目的，其一，满足日益提升的交通量需求，其二，从分利用现有资源，节约工程成本，为社会带来新的经济效益。在路面加宽改造中，施工单位应全面了解原有道路的施工环境、地质以及交通量、原有工程的承载力、弯沉值等情况，了解原有路面的病害情况与加宽路基中的各种病害，并采用适当措施减轻新旧路基的沉降差异，减少原有路面病害对加铺面层的危害，提高软弱路基的承载力等，提高旧路加宽工程的整体质量，提高公路使用寿命。

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61交通世界TRANSPOWORLD水流量，则需要通过并涵改沟的方式来减少涵洞的数量。在这个工程中确保涵洞的合并不会对天然的排泄系统造成影响，以保证路基的稳定性；三是在涵洞设计环节，需要充分考虑路基防护、排水以及通行问题。该工程经过地区虽然人烟稀少，但是沿线依然存在农户，为了方便人畜的通行，在进行部分涵洞的设计时需要对涵洞的净高及跨径进行相应调整；四是结合地质勘察资料，将涵洞设置在地质条件良好，地基稳定性强的区域，尽可能避开不良地质段，防止滑坡、崩塌或者泥石流等对涵洞正常运行的影响。通常情况下，涵洞的位置多设置在沟壑地段，地表冲积发育，或者属于软弱土层，承载能力有限，在条件允许的情况下，应该将涵洞的位置从沟底移动到岸坡，保证基础的稳定性和可靠性，对原沟进行回填和压实，确保其与涵洞位置齐平。如果无法避开不良地质，则需要做好相应的加固处理，提升基础的稳定性和承载能力。3.2 规范设计流程

（1）平面布置：在对高速公路涵洞进行设计时，需要首先做好平面布置，依照地形图来确定涵洞的初始位置，然后配合现场地质勘查得到的数据信息，从沿线的地质水文条件出发，分析涵洞在排水、灌溉以及通行等方面的实际需求，保证涵前不澭，涵后不淤，水流畅通。在设计过程中，可以采取相应的措施，如避斜取正、并沟设涵等，在保证涵洞功能的同时，减少工程量和成本造价[3]。以某两个相距85m的涵洞为例，原本的设计采用的是分别设涵的方式，而在经过现场勘查后，决定改为并沟设涵，将原本的甲涵洞尺寸由2×2改成了3×3，去掉了乙涵洞，在满足原本设计流量要求的同时，也减少了工程量以及工程造价，对比两种不同的方案，分别设涵方案中，甲涵洞的长度为126.3m，乙涵洞的长度为112.5m，整体造价312万元；并沟设涵方案中，甲涵洞的长度保持不变，取消了乙涵洞，改渠长度为91m，工程整体造价246.4万元，节约成本65.6万元。不仅如此，后期的运行维护成本也有所降低，因此，在没有其他影响因素的情况下，应该优先选择并沟设涵的方案。

（2）立面布置：在对涵洞进行立面布置时，必须确保能够顺沟底纵坡布置，避免在涵底出现冲积或者淤积的现

象。在该高速公路沿线，山区河沟底部的纵坡普遍偏大，从保证基础稳定性的角度，需要做好分类处理：对于纵坡在10%以内的土质地基河沟，或者纵坡在30%以内的风化岩质地基河沟，应该选择斜置式陡坡，将涵底基础设置为台阶状或者齿状，又或者将出口设置为扶壁式；对于纵坡在10%以上的土质地基河沟，或者纵坡在30%以上的风化岩质地基河沟，可以设置台阶斜置式陡坡涵。在相关规范中，虽然没有对涵底纵坡的下限进行明确规定，但是立足工程的实际情况，从保证基础稳定性的角度，应该避免涵洞的纵坡超过30%。在具体设计中，应该坚持因地制宜，对涵底纵坡进行灵活设计，将斜置式陡坡和台阶式陡坡混合使用，如图1所示。

图1 斜置式与台阶式相互结合的涵洞

4 结语

总而言之，在山区高速公路建设中，涵洞占据了相当大的比例，工程技术人员应该从实际情况出发，做好涵洞的设计工作，提升涵洞的质量和使用性能，降低工程造价，为高速公路的稳定可靠运行提供良好的保障。

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（编辑：蔡海霄）

（上接第61页）

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（编辑：姬瓅瓅）

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