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摘要：文章主要讲述了在公路扩建工程中常见的几种病害，从路基，路面以及支挡结构的破坏程度对病害的产生进行研究。病害的原因有新旧路基变形不协调、结合部处理不当、路面抗变形能力差和道路排水不完善、未及时养护，造成拓宽道路损坏的原因是多方面的，追其根本，新旧路基结合不良和不均匀沉降是主要原因。文中结合已完成的道路拓宽项目，总结工程中常用的几种处理措施，为道路拓宽工程实践提供了重要参考。
关键词：道路拓宽；病害原因；不均匀沉降；处理措施
1引言
随着我国经济建设的不断发展，我国的各项公共基础设施逐渐完善，特别是公路建设。近年来，我国高速公路里程数呈上升趋势，到2016年底，我国高速公路里程数已经超过了13万公里，稳居世界第一，是印度的550倍，俄罗斯的2200倍。在已经建成投入运营的公路中，由于受当时社会经济、技术和建设思想的制约，大部分公路已不能满足现代交通量的增长和社会发展的需求，对旧路的改扩建迫在眉睫。另外，我国公路渐渐朝着网络化方向发展，公路交叉增多，对此，新建公路和建成公路的拼接成为一项新的问题。
新旧道路施工时间的差异、地基固结程度不同可能会造成新旧道路不均匀沉降，从而导致结合部路面出现裂缝、高差和跳车等现象，影响公路上的行车安全和降低服务水平。本文主要分析了造成新旧道路发生病害的原因，总结近几年道路拓宽中常用的处理措施。
2新旧道路的病害原因分析
在国内，改善公路通行不利的唯一方法就是对旧路进行拓宽，但是对旧路进行拓宽，往往会发生一些病害，公路拓宽中常见病害有如下几种情况：
（1）路基破坏。主要体现在新旧路基的沉降度不同，新路基是沿着结合面出现侧滑，严重的还会发生安全事故。
（2）路面破坏。主要体现在沥青路面遭到损害，还有少量的网裂，局部松弛，坑槽以及泛油的情况。水泥混凝土路面破坏会出现卿泥、断板和脱空等现象，进一步发展会引起纵缝、错台。
（3）路面整体性能下降。新旧路基的沉降度不同，是纵向裂缝和横向坡度出现变化的主要原因，使得道路整体性和服务性下降，给车辆的出行安全带来影响。
（4）支挡结构发生破坏。表现为支挡结构的开裂、滑移和倾覆等。
对已拓宽道路损坏的路段进行调查研究发现，裂缝大多发生在高填方路堤拓宽段；通常情况下，地质情况差的路段容易出现病害，地基下方土层存在软弱下卧层；大部分损坏在工后3个月产生，裂缝多发生在旧路部分。结合病害产生的方法和种类，可以从以下几点进行分析。
2.1新旧路基的不协调变形
（1）新旧道路的密实度不同产生了不均匀沉降。这多发生在山区公路，在陡峭的山路外侧进行拓宽，不方便使用大型压实机械，道路压实程度很难达标。其次，山路修筑多以土石作为路堤填料，填料的回弹模量有差异，施工时难以控制压实度，导致路堤累积变形大大增加，抗变形能力大幅削弱。
（2）新旧道路的填料和压缩不同。沿海地区大多将软土当做填土材料，软土路基的承载力很低，强度增长缓慢，加荷后沉降位移大且不均匀，变形速率大且需要长时间稳定；山区多用土石混合物，这种由土和石混合的筑路材料在水力作用下，细颗粒会被淘蚀，加速了地基沉降。
（3）地质勘探不全面。一般而言，道路的地质勘查很艰难。一方面，道路的纵向距离大，难以确定合适的勘探位置；另一方面，软弱土层分布和厚度不规则，变化幅度大，地质情况不确定也为地质勘探增加了困难。
2.2路面抗变形能力差
（1）老路基过陡。在山区拓宽道路，往往需要在陡峭的地基上进行填筑，这样可能产生滑移，严重时会导致整体失稳。
（2）路基下部含有软弱下卧层。软弱下卧层承载力较低，侧向变形程度较大，具有流变性。道路在这种地质情况下进行拓宽，地基会在重力和上部荷载的作用下不断地向路堤外侧挤出。地基土很容易发生塑性屈服，从而导致边坡失稳，道路整体遭到破坏。
（3）雨水等外部因素的影响。当路基路面中侵入雨水后，在干湿循环、冻融循环的作用下，容易使地基土松动，导致稳定性降低。
2.3新旧道路结合部处理不规范
（1）新旧道路的结合面没有按规定处理。新旧道路在施工过程中，旧路表面上的腐殖土和松散土壤不能及时清理，从而形成薄弱面和滑移面，致使地基失去稳定性，损坏道路。
（2）台阶开挖不当。在挖台阶的过程中，台阶的尺寸和数量很难符合标准，会造成新旧路基结合不合理，极易在结合位置形成滑移面，降低地基的稳定性。
（3）结合面出现蠕滑。岩土在与时间相关的荷载作用下，强度变小，粘结力下降，新路堤会沿着结合面发生蠕变，在结合部会产生错台现象。
2.4排水设施未完善、道路养护不及时
（1）排水设施不完善，不齐全。一般会使路面的积水下渗，进入地基，引起滞水、积水和渗水。地基土渐渐变得松软，从而影响地基的强度。
（2）边沟和排水沟的养护不及时。山体的碎石、沙土滚落到边沟，造成淤塞，,导致雨水排放不及时，漫过路面，雨水自路面渗入地基，会加剧路基的失稳.和变形。
3新旧道路防病害的处理措施
通过分析以上所出现的问题和各类影响因素，结合我国已完工的公路改扩建项目，本文总结以下几种公路改扩建工程中常见的地基处理方法。
3.1提高道路路基压实度
因为土具备三相性，提升路基土的压实度，会对土颗粒进行排挤，排除多余空气，减少孔隙率，从而增加了地基填土的密实度，新路基的强度和整体稳定性提高，降低因为荷载力对路面带来的损坏。对此，提升路面压实度，减少路基差异沉降和稳定性的概率是非常重要的。
3.2开挖台阶
台阶开挖的方式有倾斜式，内挖式以及标准式。在工程实践中，应当根据实际情来确定。
在考虑边坡开挖台阶尺度时，如果开挖尺度越大，可以有效清除旧路基边坡上的腐殖土以及未压实、松散的土体，对减少不均匀沉降有很大帮助；另一方面，开挖超重时也会在一定程度上影响路基的稳定性，增加土方开挖，提高工程价格。根据已经扩建好的工程来看，台阶宽度设定在90cm~200cm 之间最为适宜，高度设定在 60cm~100cm 之间最为合适。台阶开挖要结合实际情况，适当进行削坡处理。
表1 我国主要几条高速公路改扩建工程中的台阶开挖方式
3.4地基处理
地基处理主要是因为土体的承受力不够，在对软土层进行地基处理时，尽可能满足地基沉降的标准要求。软弱土层一般是指抗剪强度低，压缩性强的土壤。在施工过程中，要对不同高度的路堤以及厚度不同的软土，选择合适的处理方法。常用的地基处理方法有：换土法、排水固结法、复合地基法、强夯法和设置隔离墙。
3.5采用轻质填料
利用石灰、粉煤灰等轻质填料作为路基填土材料，不仅可以降低路堤自重，减小路堤的压缩变形，而且还可以提高路堤的强度和刚度，减小路堤在荷载作用下的沉降变形。EPS（发泡聚苯乙烯）是一种新兴轻质填料，具有质轻、耐压、耐水、抗老化等优点，在道路拓宽中采用这种轻质填料能够有效减轻路基自身重量。采用轻质填料是应对拓宽道路病害的有效措施。
4总结
道路拓宽工程中的病害主要有路基、路面和支挡结构的破坏以及路面整体性能的下降。道路拓宽工程中的病害原因多种多样，通常是由多种因素共同作用形成的，但新旧路基结合部不良和不均匀沉降是根本因素。在扩宽工程中，可以通过提高道路路基压实度、开挖台阶、铺设土工格栅、地基处理和采用轻质填料这几种方案来增加道路的承载力和整体稳定性。处理措施也要因地制宜，根据实际情况综合考虑。
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论文作者:赵刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：路基论文; 道路论文; 地基论文; 病害论文; 新旧论文; 路堤论文; 路面论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;