摘要：在市政道路升级改造工程中，最关键的工程技术就是处理新旧路基之间的变形协调问题，包括扩展部分路基的稳定性、新旧路基不均匀沉降、新旧路基刚度不等造成路面破坏问题。李聪依托广州市旧路改造工程，对路面工程的维修改造技术进行相关的研究，通过检测和调研，总结病害及病害机理，根据病害的机理提出相应的治理措施，并对路面材料——沥青混合料进行配合比设计试验，研究出适合当地气候环境的配合比。经过相关学者研究发现，在改建之前应对原有道路路基进行全范围加固，可以有效减少裂缝出现。为此，在接下来的文章中，将围绕市政道路升级改造中常见问题及治理措施方面进行详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：旧路改造；不均匀沉降；地基处理；路面改造
引言：随着城镇化进程的不断推进，城市人口数量也随之不断增加，一方面，随着国民经济的发展，人们生活水平不断提高，私家车的数量不断增加，人民日益增长的交通需要与现有交通状况之间的矛盾日益尖锐；另一方面，城市现有的公共设施以及布局限制了城市道路的发展，新建道路涉及拆迁量大，也受限于城市的既有规划，使得在市区新建道路越来越困难。现今多采用的方式是对旧路进行升级改造，即能改善交通需求，还能尽可能减少投资，减少拆迁，减少对居民出行的干扰，缩短建设周期，兼顾稳定与发展的有效途径。我国在新建公路的设计、施工中积累了大量的工程实践经验，对高等级的公路改造升级也积累了相当多的经验，但是在城市道路中涉及较少，也无相应的规范指导设计施工。同时，设计、施工人员在这方面的经验也需要继续填充，因此展开对市政道路旧路升级改造研究具有较高的工程实用价值。
1.常见病害及机理分析
大量的工程案例表明，在软基上扩宽路基主要的病害是路基、路面损坏，路面整体性能下降。而这些破坏并不是相互独立的，是相互作用的。路基的损坏表现为：扩宽部分路基与既有路基之间的差异沉降，甚至出现扩宽路基沿着结合部出现滑移，以至于整体失稳，最后变形会传递到路面结构，破坏路面结构，沥青路面出现纵向贯穿的裂缝，面层拉裂，甚至改变道路的横向坡度，混凝土路面则会在结合部周围出现张拉纵缝或横向裂缝、沉降所致的错台，最后会导致板底结构出现卿泥、脱空，板块断裂等问题。而路面结构的破坏，则会进一步影响路基甚至地基的破坏。根据对以往工程实践的总结，旧路改扩建出现问题的主要原因是：（1）新旧部分路基之间不能实现协调变形；（2）新旧路基结合部处理不当；（3）路基路面的整体性差，稳定性不足。出现纵向贯穿的裂缝，最主要的原因是扩宽路基与既有路基之间的不均匀沉降，由于二者所处的应力水平不同，沉降速率不同，进而沉降量出现差异，使得在新旧路基结合部出现应力突变、应力集中等现象，而结合部位的强度较低，不足以抵抗拉弯应力，导致在结合部位附近出现拉裂缝。另一方面，新建路基边坡坡脚在其上填土作用下出现侧移，进一步扩大裂缝。
2.路面治理措施
在旧路升级扩建工程中，新旧道路结合部是相对薄弱的部位，其自身稳定以及与原有道路结构之间变形协调问题是不容忽略的。所以，必须采取适当的措施，以提高结合部的工作性能，确保新旧道路可以协同工作。改扩建工程常用的路面处置措施就是简单的提高面层的厚度，但是根据以往的工程经验，可以发现这种方式在运营阶段同样会在结合部出现张拉的纵向裂缝，不能有效解决开裂问题。文章主要借助经编复合增强防裂布是玻纤和聚酯的混合物，其独特组合融合了玻纤和聚酯纤维的优点——玻璃纤维的强度和聚酯纤维的柔韧性。它通过吸收沥青材料后形成的一个结构层，具有防水耐热和耐腐的物理特性，并具有抗拉强度高、膨胀系数低，韧性好，没有长期蠕变性，便于施工；其与沥青混合料层复合后明显提高其抗低温缩裂，耐高温车辙、抗疲劳开裂、延缓反射性裂缝，从而延长路面的使用寿命。经编复合增强防裂布由玻纤和聚酯制造，可经受改性沥青混合料的高温施工，这种高温稳定性将给路面提供一个连续的不变形的防水层，有效防止水份渗透，从而避免因水份渗透而导致的路面层与基层的损坏。经编复合增强防裂布具有很低的延伸率及较高的抗拉强度，可有效清除路面结合处或裂缝处的应力集中，降低裂缝在路面中的扩展和向上反射，延缓了反射裂缝的产生，延长道路使用寿命，极大降低道路养护成本。经编复合增强防裂布如下图所示。
图1.
3路基治理措施
在旧路改扩建工程中，使用较多的土工材料就是土工格栅或土工格室。土工格栅在新旧路基结合部可以起到协调变形的作用，避免出现不均匀沉降，确保扩建部分与既有路基之间的整体性[1]；土工格室造价低、施工便捷，无需大型机械，适合城市改扩建工程。对于其作用机理目前主要从以下几个方面进行阐述：摩擦加筋、准粘聚力土原理、拱效应以及膜效应等。摩擦加筋作用是指在加筋土复合体的顶面施加竖向荷载，土体产生侧向位移，但是土工格栅的限制这种变形，此时在界面上产生摩阻力，土工格栅受拉，产生拉应力QR，土工格栅产生拉应力，产生了水平向主应力Q3，从而对土体的水平向位移起到限制作用，如图2所示。
图2.摩擦作用机理：
膜效应是基于Giroud提出的抗拉膜理论，是指加筋材料在竖向荷载作用下，发挥制约土体竖向变形，从而形成张力膜，提高复合体的抗剪切强度。准粘聚力原理，是将填土与土工格栅当做一种新的各向异性材料，由于土工材料的加入，增加填土的黏聚力，但这种黏聚力并非属于土体自身，所以称为“准粘聚力”。在利用土工格栅时，为发挥较好的效果，应将土工材料铺设范围延伸到结合部周边一定的范围，即一端应伸入既有路基的整个台阶范围，另一端应铺设到车道线的外缘，应在每一台阶都铺设，具体如图3所示。
图3.土工格栅的应用示意图：
结论：
简而言之，随着城市交通需求的不断增加，以及旧路病害不断出现，对旧路进行升级、翻新改造已经不可避免，其工程的质量关系人民的出行需求以及出行安全。本文就旧路改造过程经常出现的新旧道路不均匀沉降、废旧沥青处理利用问题展开讨论，总结市政道路改扩建工程中常见的病害，并分析产生裂缝、不均匀沉降的原因，分别从路基、路面等角度提出具有实际应用价值的治理建议[2]。
参考文献：
[1]观祖保.新老道路拼接中土工格栅加筋土的协同作用研究[D].南京：南京林业大学，2016.
[2]吴文英.城市道路拓宽改造的研究与实践[D].南京：南京理工大学，2018.
论文作者:周亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：路基论文; 路面论文; 土工论文; 裂缝论文; 格栅论文; 新旧论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第13期论文;