摘要：本文针对城市道路拓宽改造问题，分析了路基拓宽工程中常见的病害，剖析了新旧路基不协调变形的特征规律和沉降差异对路面结构损坏的原因，介绍了旧路拓宽工程的一些技术和方法。
关键字：城市道路；改造；研究
1.绪论
随着城市人口的急速增加人们生活水平的提高家用汽车进入普通市民家庭使城市道路交通需求量迅猛增长。而城市己有的人口分布和公共设施布局限制了城市道路的自由发展。对城市既有道路进行加宽改造是兼顾稳定和发展的有效方法之一。近年来在我国大中型城市交通建设中己有大量的工程实践。 我国新建公路、道路的设计、施工都有较为完善的国家规范。但有关旧路加宽等改扩建工程规范涉及不多、工程技术人员的经验也略有不足。特别是在城市道路方面有待加强。因此开展城市道路旧路加宽工程综合处治技术的研究具有非常重要的现实意义和工程实用价值。
2.城市道路拓宽处治技术综述
2.1 加宽路基稳定性
路基稳定性分析计算的目的是进行一种强度检验。即看地基与路堤是否发生由于抗剪强度不足造成的浅层、深层滑动破坏进而提出稳定处治措施的设计方案。路基的稳定性涉及到岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济效益等因素。进行路基稳定性验算时按路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数。路堤施工期荷载只考虑路堤自重并应考虑路堤在施工期及预压期由于地基沉降而多填筑的填料增重的影响。营运期荷载应包括路堤自重、路面增重及行车荷载行车荷载的影响应按静止的土柱作用考虑。
2.2 地基沉降的计算与处理
沉降计算可以预计地基的竖向变形并为控制这种变形提供依据。目前土力学所介绍的地基沉降计算方法可分为两大类。
第一类是经验系数校正法采用这种方法是出于对地基土的复杂性以及理论分析结果不可能有很高的精度的认识。这种方法用地基的固结沉降乘以沉降系数来计算地基的总沉降。而固结沉降可用曲线或压缩模量Es计算。
第二类方法既考虑了土的复杂性同时也考虑到了现代工程对设计质量要求的提高。在计算模式及计算手段上不断改进但并非完全摆脱了第一类方法。
2.3 路堤自身压缩变形分析
路堤是路面结构的最下层承受着由面层传下来的车辆荷载和上部结构的自重。实践证明没有一个坚实、均匀、稳定的路堤，即使采用很坚固的面层路面结构在车辆荷载作用下。也会很快发生破坏。 实际工程中无论是水泥混凝土路面还是沥青路面出现的损坏现象。大部分都是由于路堤强度不足、稳定性变差。在外荷载作用下产生的过量变形所致。因此设计和构筑一个坚实、均匀、稳定的路堤，提高路堤的抗变形能力是保证路面结构具有良好使用品质的根本措施。
2.4 土工合成材料在旧路改造中的应用
由于道路加宽改造工程中的新旧路基存在很大的差异。如何保证其整体性、可靠的连接以及减小变形差是改造工程的关键。而土工合成材料加筋土可以用来增加路基的整体稳定性在旧路加宽改造工程中其发挥的作用尤其显著。土工合成材料加筋垫层可提高软土路基的地基承载力减小路基的不均匀沉降且具有施工简便、快捷和投资少的特点。
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3.城市道路拓宽工程研究
3.1 旧路加宽工程中的常见病害及病害机理分析
3.1.1 旧路加宽工程中的主要病害
大量的工程实践表明软土地基上拓宽工程的主要病害表现为路基路面的损坏以及路面整体性能的下降其主要形式就是新旧路基结合部位产生纵向裂缝。具体表现为
3.1.1.1 路基的损坏主要表现为新旧路基间的差异沉降沿新旧路基结合面的滑移和新填路基的整体失稳。
3.1.1.2 路基的差异变形会通过路面结构反映到路表上导致路面结构的损坏。沥青路面会在结合部产生纵向裂缝、面层破碎、结合料松散、道路横坡改变等。
3.1.1.3 随着路面病害的产生和道路纵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程度时。还将影响行车安全。
3.1.2 旧路加宽工程中的病害机理分析影响旧路拓宽工程性状的主要因素有新旧路基间的不协调变形、新旧路基之间的不良结合、路基路面体抗变形能力、路基稳定性以及水文、地质条件等。拓宽工程路基病害的发生往往不是由单个因素决定的。而是多种因素共同作用的结果。 通过对大量道路拓宽工程的归纳、分析和研究。造成拓宽工程路基病害的主要原因有施工因素的影响、新旧路基下地基沉降的差异、新旧路基强度和刚度的差异、新旧路基结合部处治措施不当等几个方面。
3.2 新旧路基结合部的处治技术
3.2.1 土工合成材料的应用
在旧路加宽工程中常用的土工合成材料就是土工格栅。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土之间的相互作用。在新旧路基结合部采用土工格栅可以有效的预防差异沉降的产生。 通常将原有路基边坡挖成一定宽度的内倾台阶后。沿道路纵向铺筑一定幅宽的土工格栅。使得土工格栅一半位于原有路基上另一半于新填路基上。 软基段填方路基在重点解决软基处理方案后可按一般路基段的拼接方法实施同时为了减少新旧路基间的差异沉降。可采用轻质填料、加大格栅用量采用刚度较大的土工格室必要时还可采取向旧路基中植入筋带的方法加强新旧路基间的连接。根据土工合成材料铺设位置的不同常见的处治措施有以下三种
(1)结合路基填土高度先按一定坡度开挖旧路基边坡。在路基下部铺设一层或两层土工合成材料中间填砂和风化土等粗粒土。土工合成材料能使应力均匀。并可起到类似钢筋网的作用。然后对边坡进行台阶式开挖。最后进行新路基的填土压实。
(2)加宽后的路堤边坡坡度较原有边坡提高一挡当填方高度较高时。在中间设一道平台将原公路的边坡挖成内倾台阶台阶挖至与原地面齐平。在基底开始铺设一层土工格栅。以后每个台阶顶面均铺设一层土工格栅。
(3)将老路堤边坡开挖成台阶状台阶高度控制在80cm左右。并在路基顶面铺设一层土工格栅。
3.2.2 施工措施
3.2.2.1 边坡削坡路基填土往往位于旧路基边坡上。因而必须对旧路基边坡按一定坡度削坡。削坡的方式有自下而上和自上而下两种，但削坡必须满足施工期间的路基稳定要求。
3.2.2.2 台阶开挖。按照按要求开挖内倾台阶、台阶数量尽可能多。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。
3.2.2.3 超高路段防止雨水直接冲刷边坡在开挖边坡上铺一层防水胶纸或塑料布。以防止雨水渗入。
3.2.2.4 土工格栅的铺设，土工格栅的铺设采用横向铺设。关键是保证其连续性。不出现断裂、弯扭折皱、松弛。但又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处严禁暴晒和雨淋以免其性能老化。
3.2.2.5 路基填筑根据区域的料源情况合理选择填料。填料的物理力学特性要与旧路基填料相近了，严格控制新旧路基结合带的压实。对新旧路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实。
4.结论
本文针对城市道路拓宽改造中的关键问题结合道路拓宽改造中的经验。探索了旧路加宽改造中的具体问题以及设计方法，讨论了市道路拓宽改造中的注意事项，对于具体的病害提出了比较具体的解决方法。在今后的城市建设中，城市道路加宽改造工程将会越来越多。而其中尚有许多机理、设计、实施与管养方面的技术问题有待探索。为了建立合理的旧路加宽结构的设计计算理论和方法，还需进行大量的模型试验与现场试验以及工程实践以积累更多的数据。
参考文献:
[1]黄琴龙，凌建明，唐伯明，蒙华.旧路拓宽工程的病害特征和机理[J].同济大学学报200432(2)197一201.
[2]周志刚，郑健龙，老路拓宽设计方法的研究[J].长沙交通学院学报：1995第11卷第3期.
论文作者:徐云赵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/2
标签：路基论文; 路堤论文; 新旧论文; 格栅论文; 工程论文; 病害论文; 土工论文; 《防护工程》2017年第22期论文;