公路改扩建工程中路基拓宽的主要方式

张和义

【摘 要】Aiming at the problem of widening engineering in highway rebuilding,the paper introduces some common ways for subgrade widening from classification factors,and does analysis on common damages and formation mechanism,which provide a reference for similar projects.%针对公路改扩建工程中路基的拓宽工程问题,从路基拓宽方式的分类因素出发,阐述了常见的路基拓宽方式,并就新老路基结合的常见病害和形成机理进行了分析,为同类工程提供参考。 【期刊名称】《内蒙古公路与运输》 【年(卷),期】2011(000)005 【总页数】3页(P17-19)

【关键词】公路改扩建;路基拓宽;新老路基结合 【作 者】张和义

【作者单位】呼和浩特市公路工程局,内蒙古呼和浩特010070 【正文语种】中 文 【中图分类】U418.8

近20年，我国公路建设发展迅猛，但与发达国家相比，在公路密度、技术等级和高等级公路比重等方面还有很大差距。在“普及与提高相结合，以提高为主”的公

路建设方针下，将面临越来越多的公路改扩建工程。公路改扩建工程大多涉及到线形调整和路基拓宽问题，由于路基拓宽、新老路基结合引起的路基路面变形、开裂，甚至滑移在实际工程中都是非常常见的[1～3]。笔者就公路改扩建工程中路基拓宽的主要方式进行阐述，并就新旧路基结合常见的病害和形成机理进行分析，为国内同类工程提供参考。 1 路基拓宽方式的分类因素

路基拓宽、新老路基结合的方式主要与新老路基的空间关系和工程所处的地形、地基条件有关。归纳起来，路基拓宽方式的分类因素有5项，即:地形地基条件、路基的拓宽范围、新老路基填挖形式、新老边坡类型、共同作用层厚度(表1)。 表1 新老路基结合方式的分类因素分类因素Ⅰ.地形地基条件 Ⅱ.拓宽范围 Ⅲ.新老路基填挖形式 Ⅳ.老/新边坡类型 Ⅴ.共同作用层厚度特征描述①②③④⑤平原软弱地基山区软弱地基山区缓坡、良好地基山区陡坡、良好地基单侧双侧高填方中等填方低填方深挖方浅挖方老:放坡/新:放坡老:放坡/新:支挡结构老:支挡结构/新:放坡老:支挡结构/新:放坡新路:栈桥厚较厚较薄无 2 路基拓宽的主要方式

根据上述5项分类因素，可以将路基拓宽、新老路基结合方式分为17大类、36小类。各分类方式的特征分述如下。

①挖方老路基+挖方新路基。为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽方式。新老路基均完全由挖方形成，但两者可以因路基标高不同，有不同的共同作用层厚度。此类拓宽方式由于新老路基的总体相近，由新老路基不协调变形而引起的病害较为少见，其主要问题是内侧道路挖方所造成的排水不良。

②挖方老路基+填方新路基。山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。老路基为全路堑型式，新路基由自然放坡而成。拓宽路基填料多选用就近路段的挖方体，新、老路基在填料类型、压实度等方面均存在一定的差异;非陡坡的拓宽还可能处于洪积

层、坡积层等软弱地基区域，此时与平原软土地基的路基拓宽存在类似的问题。 ③半填半挖老路基+挖方新路基。为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽型式。老路基为半填半挖，新路基由挖方形成。此类拓宽方式和①存在相同的问题。

④半填半挖老路基+填方新路基。山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。老路基为半填半挖，新路基为填方，这类拓宽方式的核心问题在于同一断面上的路基土存在较大差异:老路基挖方部分为山体开挖的原状土且经多年行车荷载作用，老路基填方部分也经过多年固结和行车荷载作用，而新路基则是自然放坡的新填路基，固结度小，潜在变形较大。

⑤填方老路堤+挖方新路基。山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽型式。这类拓宽方式的主要问题一是新老路基性能差异大，二是新老路基结合面为原自然边坡，相对薄弱。

⑥填方老路堤+填方新路堤。山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。其主要问题是新老路基填筑年代不同，一方面两者在填料和压实度方面可能存在差异;另一方面两者的固结程度也不同，易发生工后不协调变形，导致相关病害。

⑦挖方老路基+两侧拓宽新路基。山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为挖方路基，新路基则一侧为挖方路基，另一侧为填方路基。这类方式兼有填方拓宽和挖方拓宽的特点。

⑧半填半挖老路基+两侧拓宽新路基。山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为半填半挖，老路内侧为挖方拓宽，外侧为自然放坡填方拓宽。这类拓宽方式在道路横断面上形成4种不同的路基类型，即挖方新路基、挖方老路基、填方老路基和填方新路基，它们在路基材料、压实度和固结程度等方面都存在差异，从而导致路基路面的不协调变形。

⑨填方老路堤+两侧拓宽新路基。山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为填方路基，老路内侧为挖方路堑拓宽，外侧为自然放坡填方拓宽。此种型式兼有挖方拓宽

和填方拓宽的特点。

⑩路堑老路堤+单侧挖方新路基。山区全路堑老路基单侧拓宽型式。由于新路基、老路基均为挖方路堑拓宽，除挖方区域属不良地基条件，新老路基的地基条件一般差异不大，但仍需要重视路基路面排水。

⑪路堑老路堤+双侧挖方新路基。为山区全路堑老路基双侧拓宽型式。型式与结合方式⑩相似，只是从单侧拓宽变为双侧拓宽。由于挖方拓宽通常需重新设置边坡防护，因此对双侧拓宽来说，边坡防护工程量要大于前者。

⑫路堑老路基+外侧拓宽。山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为挖方，拓宽处分别设置了支挡结构(如重力式挡土墙)、栈桥结构、填土放坡。该三类结合方式所处地形通常较为陡峻。设置挡墙的结合方式应首先确保挡墙本身的稳定性，另外还需注意墙背填料填筑时的施工质量、填料的级配等要求，以控制墙背填料的工后差异沉降;栈桥形式拓宽，拓宽部分须建造成桥梁结构形式，建筑成本有所上升，但通常相应病害会减少较多;外侧拓宽处放坡需要大量土石方，投资上不经济，且施工困难，对该处原地面产生的附加荷载大，极易产生拓宽处放坡路堤与老路基间的过量差异沉降，从而造成路面相关病害。

⑬半填半挖老路基+外侧拓宽设挡墙。为山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为半填半挖型式，填方部分采用放坡型式或者设置支挡结构，而新路基均为在外侧拓宽处设置支挡结构。当老路填方采用外侧放坡型式时，给新路外侧拓宽处挡墙的设置创造了一定的有利条件。除非老路填方边坡本身存在明显稳定问题和施工质量问题，已出现一些病害，此时挡墙设置应考虑尽可能埋设至老路基的地基层面中，一般正常情况下可适当减小挡墙高度，以节省造价。而当老路填方部分设置支挡结构时，由于地处陡坡区域，新设置的挡墙通常需建造得较高，且新老挡墙间的墙背填筑施工难度较大，通常不易压实，拓宽路基易形成工后压密变形。

⑭半填半挖老路基+外侧拓宽放坡。山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为半填半挖

型式，填方部分在路基外侧设置挡土墙或者采用放坡型式，新路基均为在外侧拓宽处采用放坡型式。由于地处陡坡区域，该拓宽方式填土石方量均较大。当老路基填方部分外侧设置挡墙时，新路拓宽时填筑的土、石方量相当巨大，对当地地形地貌改变较大，由于路堤填土引起的道路地基受到的附加荷载相当明显，若该处地基本身属于不良地基，则更易造成地基的二次固结变形和填筑体本身的压密变形，新老路基间不可避免地产生相当的差异沉降，路面面层通常会在通车后一段时间内产生相关病害;当老路基填方部分采用放坡型式时，由于新路基拓宽宽度不大，而路堤填筑深度较大，填筑体形状成狭长形(当地称“一把刀”)，施工难度大，常用的道路压实机具无法展开施工，因此压实度难以保证，易留下质量隐患，也易出现新老路基结合不良的相关病害。

⑮填方老路堤放坡+填方新路基放坡。为平原地区拓宽型式。老路基为全填方放坡的路堤型式，新路基为单、双侧填方放坡拓宽。平原地区拓宽宽度通常不受山区地形限制，若新老路线形不变，新路断面布置时可以考虑在新老结合部路表位置设置一些容许差异沉降的分隔带，如中央分隔带、机非分隔带等沉降隔离设施。由于平原地区软弱地基较为普遍，新路基荷载易使老路基发生二次沉降，从而在老路路面内产生附加应力，造成路面的损坏。

⑯填方老路堤挡墙+双侧填方新路基。平原地区拓宽型式。老路为填方路基，两侧设置支挡结构，新路向老路两侧填方拓宽。其主要问题是利用了老路挡土墙，由于挡土墙墙面的直立特性，新老路基沉降的过渡范围几乎没有，因此在老挡墙与新路基交界处易发生沉降突变，相关病害(如纵向裂缝)也往往发生在此附近。 ⑰填方老路基+单侧填方新路基。平原地区拓宽型式。此类结合方式在新路断面中均设置了中央分隔带。利用中央分隔带可以形成新老路基之间的不协调变形缓冲带，但由于拓宽路基造成的老路基二次沉降同样不可忽视。 3 新老路基结合的常见病害

3.1 路基失稳

表现为拓宽路基沿新老路基结合面发生滑移，严重时甚至发生整体坍塌，这种病害在山区陡坡地形、软弱地基、高填方路堤等拓宽路段较容易发生。当拓宽路基沿结合面滑移量较小时，新老路基结合面会产生错台，导致新老路基结合部位的路面开裂，雨水由裂缝进入，结合面强度急剧降低，给路基稳定性留下更大的隐患;当滑移量较大或整体坍塌时，造成拓宽路面整体破坏，甚至使原有路基相继出现失稳，并导致原有路面也发生结构损坏和使用功能的下降[4]。 3.2 支挡结构损坏

支挡结构损坏是路基损坏的特殊形式。表现为挡墙墙面开裂、墙体整体滑移、倾覆等。支挡结构发生损坏后，拓宽路基也随之发生稳定性问题，给拓宽路面的正常使用带来隐患。 3.3 路面损坏

沥青路面损坏表现为出现面层破碎、结合料松散、道路横坡改变等现象，严重时会产生沿结合面走向的裂缝;水泥混凝土路面表现为出现唧泥和脱空现象，进一步发展会引起结合面附近出现纵缝、错台、裂缝处板块断裂以及裂缝的进一步扩展。路面损坏是拓宽道路最常出现的病害。 3.4 路面整体性能下降

随着路面病害的产生和道路横坡的变化，道路结构性能和服务性能也随之下降。当路面状况指数(PCI)、结构承载力、平整度等下降到一定水平时，还将影响行车安全。

4 路基拓宽工程病害的成因机理 4.1 新路基稳定性不足

新路基稳定性不足是指拓宽路基自身稳定性不能充分满足稳定要求，其产生的原因包括拓宽部位地基过陡和拓宽部位地基软弱。

4.2 新老路基不协调变形

新老路基不协调变形以不均匀沉降为主，是地基、路堤沉降和压缩变形的空间差异在路基顶面的反映，包括道路纵向不协调变形和横向不协调变形，由于道路拓宽所带来的不协调变形主要为横向的不协调变形。

新老路基不协调变形的形成原因包括:①新老路基差异沉降。新老路基地基变形差异引起的差异沉降，新老路基填方高度不同引起的差异沉降，新老路基填料或压实度不同引起的差异沉降。②新老路基、路面抗变形能力差异。③ 新老路基结合不良。主要原因是新老路基结合面处治不当、台阶开挖不合理、结合面上的蠕滑、排水系统不完善、设施养护不及时。 5 结论

笔者从地形和地基条件、拓宽范围、新老路基填挖形式、新老边坡类型、共同作用层厚度作为路基拓宽的分类因素，将路基拓宽的主要方式划分为17大类，并就各种拓宽方式进行了阐述。调查研究表明，路基拓宽工程的常见病害主要有路基失稳、支挡结构损坏、路面损坏和路面整体性能下降等4大类。除新路基稳定性不足的情况以外，“新老路基不协调变形”是路基拓宽工程病害的根本原因，为路基拓宽的设计和施工提供依据[5]。 参考文献

【相关文献】

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