高速公路改扩建路基拓宽技术措施研究综述

第３６卷第２６期　２　０　１　０年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣｎ　Ｅ　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．２６　Ｓｅｐ．２０１０　・２７１・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０｝２６—０２７１—０２　高速公路改扩建路基拓宽技术措施研究综述　刘伟竹　摘要：针对高速公路改扩建时容易产生新老路基不均匀沉降这一现象，分析了路基病害的原因和损坏机理，提出了切　实有效的处治措施和施工时应注意的关键技术问题，从而保证新老路基的有效结合，提高公路运营质量。　关键词：高速公路，路基拓宽技术，差异沉降　中图分类号：Ｕ４１６．１　文献标识码：Ａ　随着我国国民经济快速发展，相当一部分早期建成使用的高　高速公路常用拓宽方式为两侧拓宽。拓宽工程路面结构破　速公路已不能适应交通量迅速增长和社会发展的需求，越来越多　坏类型主要有沿结合面滑移的剪切开裂、基层顶部或底部的弯拉　的高速公路需要进行改扩建。高速公路改扩建工程将是我国公　开裂、老路基顶面开裂以及新路或老路的基层底面开裂四种。病　路建设所面临的重要和亟待解决的问题。然而在改扩建过程中　害主要表现为路基路面损坏以及路面性能的下降，主要形式就是　路基损坏主要表现为沿　旧路新老路基结合处一侧为新建路基，一侧为原有老路基，鉴于　新老路基结合部位产生纵向裂缝。其中，地基沉降的差异，不可避免地在结合部位产生沉降差，从而为道　新老路基结合面的滑移和新填路基的整体失稳；路面的损坏主要　路开裂留下隐患。如何解决新老路基的差异沉降，防止新老路基　表现为结合处产生纵向裂缝以及路面横坡改变等，这些都严重影　发生纵向开裂，是目前道路界尚待解决的问题之一。本文针对路　响了道路的使用性能。　基拓宽容易在新老路基结合处产生破坏这一现象，通过分析结合　１．２病害破坏机理分析　部位产生裂缝的破坏类型和机理，提出相应的处治措施和施工时　影响旧路拓宽的主要因素有：新老路基间的不均匀沉降、新　应注意的关键技术问题，以便在以后的公路改扩建工作中予以充　老路基间的结合、路基路面整体抗变形能力、路基稳定性以及水　分考虑。　文、地质条件等，而拓宽工程的病害往往是这几种因素综合作用　１主要病害特点　１．１　主要病害类型　的结果。导致拓宽工程病害的主要原因有：　１）新路基填筑土料与老路基填筑土料不可能完全相同；２）产　的平顺性，提高旅客舒适度，节约运营费用。胶济线提速改造工　况，分段研究，确定速度目标值。２）对大城市间的既有线提速改　程的线路上需同时运营２００　ｋｍ／ｈ－－２５０　ｋｒｎ／ｈ动车组、２００　ｋｍ／ｈ以　造应对新建客运专线方案与提速改造方案进行充分比选，确定合　下普通客车及１２０　ｋｒｎ／ｈ货车，因此需更加关注列车运行的平顺性　理方案。３）合理确定新建地段和既有线改建地段的最小曲线半　及旅客舒适度要求，应设计为较长坡段。根据２ＯＯ６年７月胶济线　径。４）通过封闭或整合运量较小的车站，加大站间距，能够有效　综合试验的结果，既有线改建最小坡段长度一般不宜小于６００　ｍ，　节约运营成本。　困难条件下经技术经济比选不应小于４００　ｍ。为避免产生坡度差　参考文献：　大、坡段小且连续密集的地段影响平顺性及旅客舒适度，困难条　［１］　何华武．中国铁路既有线２００　ｋｍ／ｈ等级提速技术［Ｍ］．北　件下的坡段长度不得连续使用。　的坡度设计，一般应遵循较既有轨面略微抬高的原则，满足大机　老线路交叉地段及线路并行地段的标高控制，这些特殊路段应根　据实测的轨面标高、路肩标高进行纵断面拉坡设计。　京：中国铁道出版社，２００７．　３）利用既有线坡度设计。提速改造中对于利用既有线段落　［２］铁道科学研究院．胶济线综合实验总报告［Ｒ］．北京：铁道科　学院研究院，２００６．　计暂行规定［Ｓ］．　［４］　中铁二院工程集团有限责任公司．改建铁路胶济线电气化　整道的需要。同时，特别注意与既有线相关的线路拨接地段、新　［３］铁建设函［２００５］２８５号，新建时速２００公里客货共线铁路设　３结语　１）既有线提速改造工程平纵断面设计必须结合各段具体情　工程补充修改初步设计［Ｒ］．２００３．　ｓｐｃｃｄ－ｒａｉｓｉｎｇ　２００　ｋｍ／ｈ　ｐｌａｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｎｅ　ＪＩＡＣｈｅｎ－ｊｔｍ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ－ｒａｉｓｉｎｇ　２００　ｋｍ／ｈ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｎ　ｅｘｐｅｒｉ—ｇ　ｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｒｍｌｗａｙ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｄａｏ－Ｊｉ’ｎａｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｈａｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｎ　ｇｉｄｅａｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｒｆ　ｓｐｅｅｄ－　ｒａｉｓｉｎｇ　２００　ｋｍ／ｈ　ｐｌａｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｎｅｓ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｄｅｓｉｎ　ｇｏｒ　ｔｈｅ　ｆｓｐｅｅｄ—ｒａｉｓｉｎｇ　２００　ｋｍ／ｈ　ｐｌａｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ＳｅＥ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｎｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｓｔａｒｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔａｒｇｅｔｅｄ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ－ｒａｉｓｉｎｇ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｃｕｒｖｅ　ｒａｄｉｕｓ，ｔｈｅ　ｌｉｎｅ　ｓｐａｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅｓ　ｅｔｃ．．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｎｅ，ｓｐｅｅｄ－ｒａｉｓｉｎｇ，ｐｌａｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｎ　ｇ收稿日期：２０１０—０５—１４　作者简介：刘伟竹（１９７６一），男，工程师，山西省公路工程质量检测中心，山西太原０３０００６　．２７２．　嵩荤　背　山　西建筑　ＳＬＳ、泡沫轻质材料ＦＬＭ和橡胶土ＲＳ等。粉煤灰是我国道路中　生纵向裂缝的直接原因就是新老路基地基沉降的差异。　从受力角度来分析，由于新老地基固结程度不同以及沉降的　应用最多的轻质填料，但粉煤灰为粉性材料，具有渗透性大，易扬　不同步，路基顶部结合部位附近将会产生拉应力并不断增加，直　尘，易被雨水冲淋流失的缺点。　接导致纵向拉裂，裂缝产生后拉应力将重新分布集中在纵向裂缝　２．６软土地基处理　底部的结合部位，裂缝将会变大并逐渐向下延伸。　软土地基上新老路基结合部的处治涉及到地基处理、路基施　工等多方面因素，地基处理的方法很多，如复合地基法、排水固结　２新老路基结合部处治措施　在软土地基上的新老路基结合部，结合路基的拼接措施可　解决新老路基问结合的关键所在，就是通过采取有效措施来　法等；采用超载预压、加密加长粉喷桩、旋喷桩、预应力或现浇薄壁管桩　减少新老路堤的不均匀沉降，使其成为一个整体。　２．１边坡削坡　和隔离墙等方法，能较好解决新老路基的沉降差问题。　由于老路边坡表层的土体比较松软，必须对老路基边坡按一　３施工关键问题　定坡度进行削坡，从而清除其表层杂土，保证边坡土层的强度。　１）结合部的表面松散土层和杂物等应清理彻底；２）填料粒径　由于削坡坡度较陡，老路基边坡可分两次开挖，每次开挖完毕后，　不宜偏大，含泥量不宜偏多，否则易使新老路基结合部形成薄弱　均应进行平整压实。　结合面；填料渗透性应尽量与老路基土一致，如填料渗透性高于　２．２　台阶开挖　老路基土，雨水可透过路面结构汇集于新老路基土结合处，导致　削坡后应进行边坡台阶开挖，一般为内倾台阶，台阶数量要　结合处刚度和抗剪强度大大减小；３）路基填料应保证尽可能高的　求尽可能多，从而增加新老路基间的接触面积，保证了其有效衔　压实度。由于新老路基结合处，大型压路机具很难发挥作用，故　接和结合部位的整体性。通常情况下台阶最适宜高度为８０　ｃｌｎ　压实难度较大。较低的压实度不仅会使路基塑性变形增加，而且　左右，台阶最适宜宽度为１２０　ｃｍ左右。　抗变形能力也大幅下降；４）路基填筑速率不宜过快，如拓宽工程　２．３铺设土工格栅　工期太紧，过快的填筑速率会使新路基的沉降速率远远高于原路　将原有路基边坡挖成具有一定宽度的内倾台阶后，沿道路纵　基的沉降速率，更容易使结合处产生裂缝；５）施工应加强路基排　向铺筑土工格栅，使其一半在原有路基上，另一半在新填路基上，　水措施，迅速排除施工场地积水。当开挖老路基边坡后要截断路　如图１所示。土工格栅埋设时应注意：每层土工格栅铺设前应先　面水，在已开挖的边坡上应及时铺上一层塑料布，以免开挖面长　将开挖好的台阶压实，横向搭接宽度约为３０　ｃｍ；土工格栅应伸向　时间暴露在外，受到雨水冲刷。　台阶最内侧，摊铺时应尽量保持平直，不能出现卷曲或扭曲，而且　４结语　必须采用铆钉将其固定。　高速公路改扩建路基拓宽工程产生病害的成因是多方面的，　，　原有路基　．加宽路基．　由于新老路基在路基填料、压实度等方面的差异，导致新老路基　间结合状态差和不均匀变形。因此，在高速公路拓宽工程中必须　采取切实有效的新老路基结合部的处治措施，来减小地基的不均　匀沉降，保证新老路基的强度和整体稳定性，减少拓宽工程中病　害的发生。综上所述，对高速公路拓宽技术进行研究，具有非常　图１土工格栅的应用　重要的现实意义和前瞻性。　２．４压买度　参考文献：　路基加宽的关键是选择好填料和严格控制路基压实度。为　［１］孙四平，侯芸，郭忠印．旧路加宽综合处治方案设计的几　了减小新老路基的差异沉降，使新填土与老路基形成一个整体，　点考虑［Ｊ］．华东公路，２００２（５）：２１—２２．　保持良好的稳定性，就要提高路基压实度。参照ＪＴＧ］３０１～２００３　［２］　高翔．高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究　公路工程技术标准，路基压实度控制标准如表１所示。通常采用　［Ｄ］．南京：东南大学，２００６．　冲击式凸轮压路机分薄层填筑压实、新老路基衔接处附近强夯处　［３］　薛兴权．公路路基施工技术［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（１５）：　理等压实控制措施来尽量提高压实度。　２８３—２８５．　表１路基压实度控制标准　％　［４］　高翔，刘松玉，石名磊．软土地基上高速公路路基扩建加　宽中的关键问题［Ｊ］．公路交通科技，２００４（４）：３３．３７。　Ｉ　压实度标准　　ｌ≥９６　ｌ≥９４　Ｉ　≥９３　ｌ　［５］　黎志光．高速公路加宽扩建工程新老路衔接的处理措施　２．５路基轻质填料　［Ｊ］．广东公路交通，２００１（２）：３－６．　通过采用轻质路堤填料来减轻填料对旧路基的附加压力，目　［６］　陈玉良，吕　悦，张志宁．公路拓宽改建工程路面纵向开裂　前路堤轻质填料主要有粉煤灰、泡沫聚苯乙烯ＥＰＳ、稳固轻质土　原因及防治［Ｊ］．华东公路，２００３（１）：１２—１３．　Ｓｕｍｍａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｏｉｌ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｗｉｄｅｎｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｗａｙ　ＵＵＷｅｉ－ｚｈｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｒｏａｄｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｗａｙ，ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｃ２ｔ１．１ｓｅｓ　ｏｆ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ａｎｄ　ｄａｍａｇｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍＰ￣＿Ｂｕｒｅ８　ｎａｄ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｎｏｔｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｅ—　ｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓ，ｉｔ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｒｏａｄｂｅｄ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ，ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｗｉｄｅｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｌａ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ