对某公路路基拓宽及处治措施浅析
摘要：我国在公路建设过程中，引进、消化和吸收了许多国外的先进经验，并结合国内具体情况，在技术上有所创新和发展。但对高等级公路加宽改建工程这一新课题，却在设计和施工中遇到了许多新的工程技术问题，主要是新旧路基的不均匀沉降与变形等问题。这需要工程技术人员积极探索，寻求比较合理、科学的解决方法，为今后旧路加宽改造工程的设计、施工提供科学依据。本文将结合国内相关的成功工程实例，分析总结新旧路基结合部的处治技术措施及施工控制标准。
关键词：公路施工；路基拓宽；处治措施；
1老路基加宽综合处治方法
结合国内路基拓宽工程中的应用处治措施，提出针对低路堤和高路堤的综合处治方案。方案一可应用于低路堤路段，各种方案都在路基顶部设置了土工格栅，在具体工程实践中可根据实际情况有针对性地选择。方案一：台阶开挖+土工格栅（如图1所示）。
图1综合处治方案
由于高路堤本身的压缩变形较大，同时对基础的压力也较大，因此，适当用轻质路堤来代替普通填土，对于降低沉降量非常有效。适合于地质条件相对较差的情况，采用粉煤灰等轻质填料填筑路堤，从理论分析和工程实践上来看，是老路加宽方案中较为理想的一种处治措施。采用粉喷桩对软弱地基进行处治，是一种比较理想的方法，同时结合土工格栅的加固作用，对于降低路基竖向沉降、减少沉降差效果非常明显，粉喷桩+砂砾+土工格栅的综合处治方法在多条高速公路的改造中都有较好的应用。当地基土质过于软弱、含水量较大时，采用塑料排水板法将明显加快地基土的排水固结，使沉降加快，从而减少工后沉降量。土工格栅的作用与上述几种方法类似。
2新旧路基结合部施工工艺
2.1结合部的施工
新旧路基接合部的施工控制应结合新旧路基的主要病害进行防治，新旧路基各阶段施工时应注意以下几点。
2.1.1原路边坡削坡和台阶开挖
削坡和台阶开挖施工时需注意：
1）清除老路边坡一定深度内的表层植被土和压实度不足的填土；2）方便加宽部分路堤下的地（软）基处理；
3）增加新老路结合部的接触面积，增强结合部的摩阻力和抗剪能
力，保证新老路基之间的有效结合和整体性；
4）在横向台阶面上为土工合成材料的铺设提供一个锚固长度。
同时应该注意，削坡也应满足施工期间路基的稳定性要求。
2.1.2地基处理
路基拓宽工程中旧路地基一般已处于稳定状态，由于旧路加宽形成附加荷载，当原有地基是软弱地基或者旧路路基两侧有积水的取土坑及洼地，而加宽填筑路堤对地基未采取相应措施时，就可能出现地基的变形或侧向剪切破坏。新旧路基改扩建工程中的地基处理主要是针对软弱土的地基处理，其主要施工方法有：强夯压实、置换、超载预压、隔离墙、塑料排水板、湿喷桩（粉喷桩）复合地基、CFG桩复合地基、桩网复合地基、轻质路堤等等。
2.1.3土工合成材料
土工合成材料加筋垫层的施工方法为：
1）当施工场地开阔平坦、坡脚无冲刷时，清除地表杂草及植物根茎后，整平坡脚地面，将复合垫层直接铺设于软弱地基表层；若坡脚有轻微冲刷时，应采用干砌片进行护脚；
2）在既有路基边坡上挖不小于1.0m宽的边坡台阶，最下级台阶宽不小于2.5m，最下层土工格栅的垫层厚度不小于0.2m，垫层含泥量不超过5%；
3）土工合成材料应铺于垫层中，紧贴下整平层，按断面方向横向铺设，使土工合成材料强度高的方向垂直于线路方向，拉直平顺，不能出现扭曲、褶皱和重叠；
4）为保证土工合成材料在垂直于线路方向上的抗拉强度，应一次铺设足够的长度，不宜缝接和搭接；
5）沿线路方向，土工合成材料之间采用搭接法时，搭接宽度一般为0.3m～0.5m，若周边用“U”型钉控制时，搭接长度可为0.1m；采用缝接法时，缝接宽度一般为0.1m，用尼龙线或涤纶线缝接，连接强度应不低于土工格栅的设计容许抗拉强度。土工合成材料加筋基层的施工方法为：
6）按结构层厚度每隔50cm宽向下开挖一台阶，直到土基，台阶必须做到沿路线方向顺直，以确保压路机能够沿接茬边缘压实到位，不留死角，接茬台阶表面要保证平整、无松散；
7）使用路拌机对底基层材料进行拌和，直到均匀为止；
8）在接茬处沿路线方向铺设土工格栅，为充分发挥土工格栅与灰土的相互作用，铺设时，由人工将格网沿路线方向张紧后用“U”型钉钉在下层固定，土工格栅的搭接和铺设要求如上所述；
9）将已拌和均匀的填料覆盖在土工合成材料上；
10）在最佳含水量时碾压成型，要求压实度达到95%以上。
2.1.4压实度的控制
路堤的上部需要很高的压实度，主要是增加路基的承载能力，而路堤下部的压实度主要是减少路堤在恒载作用下的固结变形，从而减少路面在使用过程中的沉降量。为了保证新老路基的紧密衔接，提高路基的强度和整体性，扩建工程中要严格控制甚至提高新路基的压实度。必要时新老路基衔接处的压实度控制可采用冲击碾压或强夯等方法进行增强补压，以削减新老路基拼接拓宽的差异变形。国内部分高速公路扩建工程中对新旧路结合带还分别采用了冲击强压实及强夯的方法。总之，对新老路基结合带应严格控制压实，通过大吨位振动压路机、冲击式压路机来碾压土体以及增加碾压遍数，来减少土体本身的孔隙率，增加路基压实度，减小路基本身的沉降。
2.1.5路基填料
在高速公路扩建工程中，为了降低路基本身的压缩变形以及水稳性，最好能采用透水性的砂石填料。例如，在公路扩建工程中，根据该区域的料源情况，采用宕渣和砂砾作为填筑材料，其中砂砾主要用于桥头与结构物的连接部位，每层最大压实厚度为25cm。当采用细粒土填筑时，路堤填料最小强度必须符合相关规范的规定。对于液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路基填料。为保证路床有足够的强度，要求加宽部分下路床填料的CBR值要与上路床一样，应达到8%，否则应采取必要的处理措施，满足要求后再使用。经取样试验，若CBR值不能满足路床、路堤的最低要求，应进行掺灰处理。为减少新老路基的不均匀沉降，确定在加宽部分路基基底清表30cm后，换填50cm碎石垫层并进行冲击碾压，其压实度不应小于93%。
3旧路基加宽处治措施
3.1地基处治措施
3.1.1低路堤处治技术分析
对于低路堤，当地基土并不十分软弱时，新拓宽段地基部分可以按一般路基要求执行，主要是因为路基填土高度较小，作用于地基上的应力不大，当地表有硬壳层时，路基下的土层实际附加应力更小。因此设计及施工中应尽量利用原状土的结构强度，不扰动下卧层。在路基填筑时如有必要可铺设土工布或土工格栅，以加强路基的整体强度及板体作用，防止路基因不均匀沉降而产生反射裂缝。
3.1.2高路堤处治技术
对高路堤拓宽部分的地基必须进行特殊处理，这是由于高路堤引起的沉降较大，如不进行处治，必然会引起较大的不均匀沉降，从而导致纵向裂缝的产生。如果高路堤拓宽部分为软土地基，就更应采取措施加强处治。设计及施工中，为了确保路基稳定，减少路基工后沉降，对高路堤拓宽可采取粉喷桩、砂桩、塑料排水体、碎石桩等处理措施，并配合填筑轻型材料。204国道拓宽改造高路堤试验路段拓宽路基部分的软土地基，就是采用粉体搅拌桩进行了处理，效果相当明显，确保了高路堤路基的稳定，最大限度地降低了施工沉降和工后沉降，从而减少了新老路基的不均匀沉降。
在高路堤的处治过程中，不宜单独采用换填砂石或加固土的方法进行处治，因为这些方法只适合于浅层处治以及路基填土较低的情况。高路堤路基一侧拓宽时，还应防止新路基失稳。由于路基不均匀沉降差值大，易在结合部位产生滑动剪切面，若再施工过快，极易使路基滑动。因此，高路堤拓宽时，一定要加强路基稳定性验算，采取有效措施，防止路基失稳。
3.2新旧路基衔接技术
新拓宽路段相比老路段，沉降量大得多，这是导致路面纵向裂缝的主要原因，而同时，对结合部位处理不好、结合带强度不足也是导致纵缝的重要原因。因此，有必要采取特殊的处理办法，加强新老路基的衔接：
1）清除原路肩边坡上的草皮、树根及腐殖土等杂物；
2）若原有路肩质量较差，达不到设计要求，可将土路肩翻晒或掺灰重新碾压，以达到质量要求，可以通过修建试验路、改进路基开挖台阶的方案，由从土路肩开始下挖台阶，改为从硬路肩开始下挖台阶，这种改进方案可以消除老路基边坡压实度不足的弊病，加强新老路基的结合程度，减少新老路基结合处的不均匀沉降；
3）严格按照施工规范中对新老路基衔接的要求开挖台阶，而且台阶的数量应尽可能多，以为新老路基的衔接提供更多的接触面，更利于新老路基的结合，在部分填方较高的路段宜采取逐步开挖的方式施工，同时做好排水与安全防护工作；
4）严格控制新老路基结合带的压实，对新老路基结合带（大型压路机压实施工的死角）用打夯机分薄层填筑压实，必要时可采用冲击碾压的方法加强压实，这种方法可以提高新老路基的压实度，对加强新老路基的结合和减少不均匀沉降非常有利，此做法已在路基改造施工中推广使用；
5）在路槽纵向开挖的台阶上铺设跨施工缝的土工格栅，以加强新老路基的横向联系，减少裂缝反射，土工格栅的宽度不应小于2m，且跨在老路基一侧的格栅宽度应为其总宽度的1/3～1/2。
3.3新路基填筑
填料性质以及路基填土模量对其自身的压缩变形有很大影响，特别是对于高路堤，这种影响更加明显，因此，加强路基的填土压实很有必要。提高和改善填料性质以及填土模量的措施有：
1）轻质填料填筑路堤采用粉煤灰、石灰等轻质填料填筑路堤，不仅可以降低新路堤自重，减小路堤的压缩变形，而且还可以提高新路堤的强度和刚度，并可减小路基在行车荷载作用下的塑性累积变形；
2）砂砾石填料砂砾石的可压缩性较小，采用砂砾石的填料可大大减小路堤的压缩变形，提高其承载力；
3）冲击补强采用冲击压实方法可以有效地提高压实度，降低工后沉降量。
4结束语
随着我国公路建设的不断发展，许多早期修建的高速公路路面宽度已经不能满足交通运输的需求，需要拓宽改造。而且大量新建的高速公路与既有高速公路相互交错，形成被交互通，更使既有高速公路拓宽工程大量增加。因此，研究如何控制既有高速公路路基拓宽的施工质量，完善控制沉降和差异沉降的统一标准，具有重要的实际意义。
