新旧路基结合部处治技术

新旧路基结合部处治技术研究

摘要：本文分析了旧路拓宽改造后在新旧路基结合部位产生纵向裂缝的原因，阐述了各种减缓和防止纵向裂缝发生和发展的处治方法，最后结合工程实际提出了几种路基拓宽改造的综合处治方案。

关键词：路基拓宽；不均匀沉降；纵向裂缝

1. 旧路改造后产生纵缝的原因

在旧路改建中，拓宽后路基的质量问题，很大程度上决定着改建后公路的使用寿命。而控制、延缓新旧路结合部处的开裂是保证拓宽改造公路质量的关键之一。由于路基原因引起的路面纵向开裂有两大类，一类是由于路基拓宽后新旧路之间的不均匀沉降造成的，这是引起在结合部位置产生纵向裂缝的主要原因；另一类是由于新路基填土的强度不足造成的，当新路基顶面的当量回弹模量与旧路基顶面的当量回弹模量相差较大时，在车辆荷载作用下就会在新旧路基接茬位置的路面结构层内产生较大应力、甚至产生局部应力集中，从而引起路面纵向开裂。

因此，需采取各种有效措施，以减少新拓宽路基的沉降量，进一步缩小新旧路基的沉降差；同时加强新旧路基的衔接，并保证新拓宽路基的填筑质量，用来减轻新旧路基性质差异所产生的危害。 2 .路基加宽处治措施研究

2.1地基处治技术研究

对于低路堤路基，新拓宽段原地面处理可以按一般路基要求执行，这主要是因为路基填土高度较小，作用于地基上的应力不大，特别是当地表有硬壳层时，路基下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。

对于高路堤路基，拓宽部分地基必须进行特殊处理，这是由于高路堤自身压缩变形和引起的地基沉降都很大，如不进行处治，必然会引起较大的不均匀沉降。本文认为：降低高路堤路基沉降的有效方法有粉喷桩、砂桩、塑料排水体、碎石桩等处理措施，并配合填筑轻型材料，而不易单独采用换填砂石或加固土处治，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；同时，单独采用土工格栅进行处治效果也并不明显，它在一定程度上只能缓和不均匀沉降差、对于大规模减少新拓宽段路基的沉降所起作用有限。但土工格栅能够加强新旧路基的衔接，因此可以将它铺设于新旧路基结合部位开挖台阶处，同时结合粉喷桩、砂井排水等其它加固处治方法，从而形成路基综合处治措施。 2.2路基填筑技术研究 （1）轻质填料填筑路堤

采用粉煤灰、石灰的轻质填料填筑路堤，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，并减小路基在行车荷载作用下的塑性累积变形。轻质填料路堤同时起到了减小新旧路基间刚度差异和不均匀沉降的作用，从理论分析和工程实践上来看，是旧路加宽方案中较为理想的一种措施。 （2）砂砾石填料

砂砾石可压缩性较小，采用砂砾石填料可大大减小路堤的压缩变形，提高承载力。如石料来源紧张，可用砖渣等代替，同时还可采用隔层填筑的方法，即每填筑4～5层土后，再用碎砖灰土填筑一层，起补强作用，使填料更具整体性。 （3）新路基顶部位置加固

如果新旧路基顶部刚度差异较大，在车辆荷载作用下，接茬处就将产生较大的应力集中，导致路面在新旧路基结合部位置发生纵向断裂。因此，必须在新路基顶面进行加固，以期达到与老路基顶面具有相同的当量回弹模量。 2.3新旧路基衔接技术研究

新旧路基的不均匀沉降差是导致路面纵向裂缝的主要因素，而同时，结合部位处理不好、新旧路基刚度差异较大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，加强新旧路基的衔接：

（1）改善路基开挖台阶的方案，从硬路肩开始下挖台阶，以消除旧路基边坡压实度不足的弊病。

（2）台阶的数量尽可能多，为新旧路基的衔接提供更多接触面，更利于新旧路基的结合。

（3）严格控制新旧路基结合带的压实，对新旧路基结合带用打夯机或冲击碾分薄层填筑压实。

（4）在开挖的台阶上铺设跨施工缝的土工格栅，加强新旧路基的横向联系，减少裂缝反射。土工格栅的宽度不应小于2m，且跨在旧路基一侧的格栅宽度应为其总宽度的1/3～1/2。

当土工格栅设置在路基底部时，其效果比设置在路基中部时要好，对基础顶面的沉降和侧位移的减少量要大，因此，如条件可能，在路基底部台阶上设置的格栅应比在路基中上部位置稍密一些。 同时，在新旧路基顶部接茬位置也应铺设1～2层土工格栅，以扩散路面车辆动荷载在路基中引起的应力，减小和延缓路面开裂。 3. 路基加宽综合处治方案设计

根据前述分析，结合国内路基拓宽工程中实际应用的处治措施，提出了针对不同情况下的综合处治方案。方案一和二可应用于低路堤路段，方案三到方案五可应用于高路堤或软土地基路段，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

低路堤的沉降较小，因此，通常可以不采用特殊的处治措施，直接开挖台阶，可跨接缝设置土工格栅。 方案二：台阶开挖＋天然砂砾＋土工格栅

当地基土较软弱时，为加快地基排水固结，可在新填路基底部铺设砂砾，并相应设置土工格栅。

方案三：天然砂砾＋土工格栅＋轻质路基

由于高路堤本身的压缩变形较大，同时对基础压力也较大，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。方案三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，是旧路加宽方案中较为理想的一种处治措施。

方案四：粉喷桩＋天然砂砾＋土工格栅

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，用粉喷桩＋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应用。

方案五：塑料排水板（碎石桩）＋天然砂砾＋土工格栅 当地基土质过于软弱，含水量较大时，采用塑料排水板或碎石桩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。土工格栅的作用同上述几种方法类似。