公路改扩建工程中旧路路基施工处置措施

胡丰振

（中交一公局集团有限公司海外事业部，北京 100024）

近年来随着我国经济水平的飞速发展，公路作为我国基础建设的重要组成部分，其建设步伐日益加快。原有的公路由于设计标准较低，随着交通量的逐年提高已经超过其设计通行能力，造成公路交通压力大，容易出现交通拥堵等现象，并可能导致其在路网中的地位与实际运输能力不符。目前解决这一问题一般有新建公路和改扩建公路两种方式，后者由于建设周期短、占地面积少、耗费资金少等特点，在改善公路通行能力上应用广泛。但是公路改扩建项目难度较大，需要考虑新路和老路的衔接问题、老路的交通问题等，这使得公路改扩建过程中会受到许多约束。与此同时，旧路路基作为公路的基础，对整个公路改扩建工程的建设质量都起着至关重要的作用，在公路改扩建工程的各个环节都必须确保旧路路基工程的施工。因此，在公路改扩建过程中，应对旧路路基的施工处治措施展开深入的分析。这样不仅能更好地保证公路整体项目的建设水平，还可以为类似公路改扩建工程建设理论指导，从而推动我国公路改扩建工程建设水平。

1 公路改扩建旧路路基施工难点及存在的问题

1.1 旧路路基施工难点

公路改扩建旧路路基施工难点在于如何减少或消除新旧路基衔接产生的裂缝。新旧路基结合处出现裂缝的原因如图1 所示。

图1 路基加宽不均匀沉降示意图

旧路路基经过长时间的固结沉降，基本不再变形，而改扩建路基填土的沉降时间较短，新旧路基结合位置容易出现不均匀沉降。新旧路路基间的不均匀沉降使得公路路面结构层间附加应力大于路面材料的抗拉强度，从而出现裂缝。这些会使得公路在降雨等地表水渗入路基内部，影响路基的强度参数，导致公路的病害增多，降低道路的服务水平[1]。

1.2 旧路路基施工存在的问题

（1）公路改扩建工程理论不完善。目前国内公路工程的扩建工程主要为多车道改扩建，但是旧路路基施工理论只是对国外通行方法的借鉴，没有形成适合国情的分析方法，这就可能导致在旧路工程施工时安全性不满足要求等问题。

（2）仅把交通量需求作为公路改扩建目标。目前公路改扩建工程在设计时往往只考虑到交通量的变化，将原有公路车道数进行单侧或双侧的增加。在设计过程中没有对自然环境、社会效益的变化进行综合的考虑。

（3）缺乏路基差异沉降控制标准。公路改扩建工程的新旧路路基结合位置容易出现差异性沉降，但是目前国内外学者对路基拼接的差异沉降控制标准并没有进行深入的研究[2]。这样旧路路基施工时就没有统一的标准，新旧路路基拼接施工中沉降控制措施也存在一定程度的盲目性。

2 公路改扩建方案的选择

公路改扩建形式的选择会直接影响旧路路基施工方法的确定。公路改扩建方案的确定应当有一个统一的原则，然而目前的公路项目对公路的扩建方式并无明确的确定方法。因此，各参建单位和技术专家在对具体的扩建形式讨论时，不可避免地会开展大量的重复工作，结果可能缺乏科学性和系统性。

2.1 公路改扩建的形式

公路改扩建的形式多种多样，划分方式也各有差异[3]。依据工程处理方式，公路改扩建形式可划分成整体式拼接和分离式两大类，在此基础上按照具体的扩建方式又分成单侧拓宽和双侧拓宽两种，如图2 所示。按照横断面形式，公路改扩建方案可以划分成对称扩建和不对称扩建两大类。按照道路的规模，公路改扩建方案可分为六车道方案、八车道方案、十车道方案等。

图2 公路改扩建方案划分形式

2.2 公路改扩建方案的确定原则

公路改扩建工程方案的确定要对交通规划发展、施工技术等因素进行综合考虑，并实现项目效益最大化。公路改扩建方案的确定原则具体体现在减少对现有公路交通的影响、节约土地资源、便于公路养护管理、最大程度利用现有工程、采用成熟合理的施工技术、降低施工成本等几个方面。

3 公路改扩建工程旧路路基施工处置措施

3.1 旧路路基施工总体要求

减少、消除公路新旧路路基拼接位置的纵向裂缝是提高公路改扩建工程建设水平最为关键的环节。在旧路路基施工时应当采取相应的处置措施来增强新旧路路基的横向连接稳定性，减少其结合位置的不均匀沉降，避免公路病害的发生[4]。公路改扩建工程旧路路基施工总体要求主要有以下几个方面：第一，公路改扩建工程施工作业往往是按照标段展开的，应当及时对已经完成的路段采取措施来预防可能出现的病害。第二，当公路各段地质条件不同时，应选择针对性的处理措施，尤其是路桥过渡段部分。第三，对土质较差的地段要采取强夯、重夯等方法对旧路路基的基底进行处理。与此同时，要对旧路路基要加宽地段的路基部分给予充分的压实。第四，做好旧路路基的排水作业。必须做好路基的关键排水通道等设施，对于水量较大部位还需要布置临死排水设施。第五，做好旧路路基的坡面防护加固工作，特别是在老路有可能出现不稳定的部位或已经产生损坏的结构物处。

3.2 旧路路基具体施工处置措施

（1）基底处理。公路改扩建工程施工期间要使用挖掘机把旧路路基地表或边坡上的表土、树根、灌木、杂草等清除干净。与此同时，还要疏干旧路路基的淤泥污水，并把全部翻浆路段的土体换填成坚硬的石渣，随后用推土机将旧路路基整平。对于非软土地段的旧路路基，应当使用振动压路机进行碾压，使其压实度满足规范的要求；对于软土地段的旧路路基要处理之后再进行碾压[5]。

（2）挖台阶。在旧路路基开挖台阶能增强新旧路路基结合部位的横向连接，从而提高改扩建公路路基的整体稳定性。《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）规定：当原地面自然横坡或旧路路基的边坡陡于1 ∶5 时，要进行开挖台阶，台阶宽度一般不得小于2m，且台阶向内要有2%～4%的横坡。台阶在开挖过程中，一定要保证密实，以提高路基的整体稳定性。

（3）软基处治。如果对公路工程进行路基加宽遇见软土地基，必须先对旧路路基进行处理。软土地基的处理要按照地质情况、填筑高度、施工速度等因素综合考虑来确定合适的治理措施。与新建的公路工程相比，公路改扩建工程对于软弱地基的处理更加严格，对路基整体稳定性和工后沉降量大小也有更高的要求。根据软弱地基处理方法的适用范围可将其划分成以下几个方面：①旧路路基表层软土有硬壳层，可采用预压法；②旧路路基软土较薄，填新土后会导致其工后沉降增加，甚至超出规范的沉降控制量，可采用强力置换或复合地基法；③如旧路路基的软土层较厚，填土较高，可采用复合地基法；④对于新旧路路基的结合位置，应采用超载预压或粉喷桩法。其中复合地基加固法如图3 所示是国内处理公路改扩建旧路路基应用最广泛的方法，该方法具有施工耗费时间短，对原来公路交通运营影响小，施工费用低等优点。

（4）旧路路基加筋。为了提高公路改扩建工程新旧路路基的结合紧密程度，可以在公路旧路路基上铺土工格栅。旧路路基加筋的原理在于利用土工格栅会与周围土体界面的摩擦和咬合作用产生应力传递，从而使得土体的应力应变分布情况发生改变，提高了土体的强度和韧性。旧路路基加筋的具体作用主要有以下两个方面：（1）提高地基的承载能力。公路的荷载不仅会产生一定的水平推力，由于土工格栅的抗拉性能强，可以承担一部分水平推力，从而减少地基的荷载；（2）提高地基土约束力，减小其水平方向的位移，如图3 所示。如果旧路路基没有铺装土工格栅，路基的填料相当于散体颗粒，地基表层土的侧向受到的约束基本可以忽略不计，在荷载作用下新旧路路基可能出现横向错动。如果旧路路基铺装土工格栅，加筋体与地基土之间存在界面作用，会在很大程度上约束土体的侧向变形。

图3 加筋体约束路基侧向变形示意图

4 结束语

文章对公路改扩建工程中旧路路基施工存在的问题、施工难点以及具体的处治措施等展开了分析，主要得到了以下几个方面的结论：（1）公路改扩建旧路路基施工难点在于如何减少或消除新旧路路基衔接出的裂缝；（2）公路改扩建工程中旧路路基施工存在的问题主要有改扩建工程理论不完善、仅把交通量需求作为公路改扩建目标、缺乏新旧路路基差异沉降控制标准等方面；（3）公路改扩建方案的确定是要综合考虑在减少对现有公路交通的影响、节约土地资源、便于公路养护管理、最大程度利用现有工程、降低施工成本等因素；（4）公路改扩建工程中旧路路基具体施工处置措施主要有基底处理、挖台阶、软基处治、旧路路基加筋。