高速公路拓寬（21頁）

1、高速公路拓寬自1988年10月31日上海至嘉定18.5km高速公路建成通車中國大陸有了高速公路后，此后20多年間，我國高速公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，但由于受建設(shè)時社會經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)水平和建設(shè)思想的制約，許多已經(jīng)建成使用的高速公路中，絕大多數(shù)是雙向四車道，其中相當(dāng)一部分己不能適應(yīng)交通量增長和社會發(fā)展的要求，迫切需要擴(kuò)大道路通行能力。截至2001年底，我國不同車道高速公路所占比例統(tǒng)計結(jié)果見表1一13。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，物流業(yè)的發(fā)展和城市間的合作往來更加緊密，高速公路的交通流量日益增加，原有高速公路的設(shè)計通行能力已遠(yuǎn)不能滿足日益增長的交通需求，許多高速公路運(yùn)輸能力均已達(dá)到飽和，迫切需要擴(kuò)大道路

2、通行能力。表1一12001年底我國不同車道高速公路所占比例統(tǒng)計表3解決這一問題通常有三種途徑習(xí)：一是路網(wǎng)加密方案，加大公路密度，使長距離行駛車輛選擇不同的路線走廊。二是近距離新建方案，指與已有高速公路基本平行，在距其幾公里(一般510km)范圍內(nèi)新建一條高速公路。三是老路加寬方案，即在已有高速公路的兩側(cè)或一側(cè)加寬幾條車道的建設(shè)方案?，F(xiàn)階段我國高速公路改擴(kuò)建工程大多采用老路加寬的方案。自1997年8月，我國首條高速公路擴(kuò)建加寬工程廣佛高速加寬工程動工以來，先后有海南環(huán)島東線、滬杭甫、沈大、南京繞城、滬寧等高速公路相繼局部或全線擴(kuò)建加寬。正在改擴(kuò)建的有京珠高速安新段、連霍高速鄭洛段、合寧高速；擬進(jìn)

3、行改擴(kuò)建且已開始設(shè)計的有京珠高速鄭深段、廣佛高速二次加寬、佛開高速等。因此，從某種意義上說，我國高速公路建設(shè)進(jìn)入了加寬改擴(kuò)建階段。近年來國內(nèi)已有多條高速公路進(jìn)行了擴(kuò)建工程，但是較為普遍的是，新老路基存在差異沉降，從而在新老路基結(jié)合處產(chǎn)生縱向裂縫，并進(jìn)而引起更多路面和路基病害，影響了行車的舒適性和快捷性，降低了道路通行能力，嚴(yán)重影響高速公路的經(jīng)濟(jì)和社會效益。高速公路路基的加寬工程要考慮路基的整體差異沉降問題。因為新路基的建設(shè)會引起路基邊坡失穩(wěn)和新老路基的差異沉降，所以高速公路路基加寬的關(guān)鍵問題5就是如何減小新老路基之間的差異沉降，并保證新老路基之間的有效連接。因此，如何有效地控制改擴(kuò)建高速公路新

4、老路基的差異沉降、保證高速公路的行車安全和舒適具有十分重要的意義。1.2.1高速公路改擴(kuò)建方式陳勝營41把高速公路改擴(kuò)建方案分為路網(wǎng)加密、近距離新建和老路加寬三種，并分別闡述了其優(yōu)缺點；徐澤中“，將其分為完全拼接式、不完全拼接式和分離式三種，其中完全拼接式又分為雙側(cè)加寬和單側(cè)加寬。完全拼接、不完全拼接和分離式拼接的示意圖分別如圖1一1一，杭甫高速、廣佛高速以及滬寧高速等主線的拼寬均采用完全拼接模式，錫澄高速與滬寧高速公路的拼接段采用的是分離式拼接方式。傅珍口，結(jié)合我國已擴(kuò)建高速公路的情況，首先把高速公路改擴(kuò)建分為新建和加寬兩種方式，在加寬方式下又分為兩側(cè)加寬、單側(cè)加寬、分離式加寬及混合加寬四種

5、擴(kuò)建方式，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行了比較。圖1一完全拼接方式圖1一不完全拼接方式圖1并分離式拼寬方式我國己擴(kuò)建及在擴(kuò)建、擬擴(kuò)建高速公路的擴(kuò)建方式匯總見表1一27-16。表1一我國主要高速公路改擴(kuò)建工程擴(kuò)建方式概況國家西部交通建設(shè)科技項目進(jìn)行了新老路基結(jié)合部處治技術(shù)課題tle研究，按照病害的類型，主要從新路基穩(wěn)定性不足和新老路基不協(xié)調(diào)變形兩方面分析了病害的成因機(jī)理；從拓寬方式、拓寬寬度及不同地質(zhì)條件上分析了新老路基不協(xié)調(diào)變形的特征(沉降方面)；根據(jù)路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力情況簡單地提出了路基頂面變坡率的控制標(biāo)準(zhǔn)，但未對其進(jìn)行詳細(xì)闡述；通過室內(nèi)人為控制造成新老路基間的工后差異沉降模擬了路基拓寬造成的新老路基不協(xié)調(diào)變形

6、，研究了拓寬改建工程中新老路基差異沉降對路面結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律；采用有限元方法對拓寬路基沉降進(jìn)行了計算，并提出了拓寬路基的設(shè)計理論和方法。孫四平221等對路基拓寬的處治和分析方案進(jìn)行了初步探討，認(rèn)為在對舊路進(jìn)行加寬改造時，必須綜合分析加寬路基的穩(wěn)定性和新舊路基間的整體性，地基沉降和路堤自身的壓縮變形、路基土的累計塑性變形等造成的不均勻沉降，以及新舊路基間的剛度差異等對路面結(jié)構(gòu)的影響。黃琴龍咖認(rèn)為路基拓寬工程中相關(guān)病害的發(fā)生與新老路基間的工后差異變形有著直接的關(guān)系，通過有限元數(shù)值模擬和室內(nèi)足尺試驗，對瀝青路面在路基差異變形下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了深入分析，為相關(guān)工程設(shè)計方法的建立提供了重要的理論依據(jù)和

7、技術(shù)支持。錢勁松2刃通過分析老路拓寬差異沉降的研究現(xiàn)狀，指出了目前計算方法的不足；結(jié)合通用有限元程序八刀sys，運(yùn)用DP材料來模擬土體的非線性，對老路拓寬工程進(jìn)行了非線性有限元分析，總結(jié)了差異沉降的規(guī)律，并依據(jù)計算結(jié)果對老路拓寬的設(shè)計提出一點建議。周志剛2S運(yùn)用平面應(yīng)變有限單元法，對拓寬路段新路基的沉降規(guī)律以及由此引起的路面結(jié)構(gòu)中的破壞應(yīng)力進(jìn)行了分析，指出了拓寬路面在界面處開裂的原因在于應(yīng)力集中和界面強(qiáng)度的不足，初步提出了路面拓寬的設(shè)計思想和計算方法，以及設(shè)計與施工過程中的控制指標(biāo)。1.2.3新老路基差異沉降處治措施改擴(kuò)建工程設(shè)計中的最主要問題是如何處理填方段新老路基之間的銜接，即如何處理新老

8、路堤的不均勻沉降。要采取有效的技術(shù)措施保證加寬路基與舊路基的良好銜接，使其成為一個整體，避免或減少差異沉降。 (3)加寬時要考慮的問題臺階的開挖。原印第安那州(玩diana)規(guī)范規(guī)定坡比大于1：4的道路加寬臺階寬度應(yīng)大于3m，臺階高寬比為1：1，這樣會形成3m高的豎直斷面，有可能影響老路路堤的穩(wěn)定，研究表明臺階的豎直高度不宜超過1.5m。壓實度的控制。加寬處的壓實度應(yīng)達(dá)到大于等于95%的標(biāo)準(zhǔn)，含水量應(yīng)在最佳含水量的一%+1寫范圍內(nèi)波動。新填土的滲透性應(yīng)與老路基土盡量保持一致。如果新填土的滲透性高于老路基土，雨水很可能透過上層路面結(jié)構(gòu)聚集在老路基土中，這將使土軟化，大大減小剪切強(qiáng)度。完善的路表排

9、水系統(tǒng)設(shè)計和對地下水的適當(dāng)考慮。美國鹽湖城L15公路3繃改擴(kuò)建工程，有27拓tn的道路位于強(qiáng)度較低、固結(jié)時間長的軟弱地基上，但路基容許施工期限很短(1218個月)，為保證路堤施工的穩(wěn)定性并減小工后不協(xié)調(diào)變形，采取了多項工程措施。包括：設(shè)置塑料排水板、置換地基、路堤分期施工、輕質(zhì)路堤、加筋擋墻和設(shè)置樁基礎(chǔ)等。澳大利亞交通部門閣出于對環(huán)保的考慮曾在南澳洲一條高速公路拓寬改建時，對拓寬部分軟弱地基表層土體，采用專門機(jī)械翻松表層土，再摻加一定比例的生石灰、粉煤灰和液體固化劑進(jìn)行混合攪拌來進(jìn)行處治。處治后通過落錘式彎沉儀檢測路基路面整體抗變形能力滿足設(shè)計要求。通車2年后道路狀況良好，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)病害產(chǎn)生。

10、日本35對軟土地基上路基不均勻沉降控制方面進(jìn)行了多方面的研究，其中包括針對半幅拓寬路堤提出了一系列工程措施。公路拓寬時將原有雙向車道保留，作為拓寬后新路的一個方向的行車道，而在不遠(yuǎn)處(相距13米)增設(shè)一新路堤作為該路另一個方向的行車道。此時原有修筑的路堤已經(jīng)完成固結(jié)沉降而處于穩(wěn)定，而由于拓寬路堤的影響，老路堤也傾向于新路堤一側(cè)沉降，導(dǎo)致老路堤表面平整度下降，路面開裂。推薦采取的措施一般有：通過在原有路堤外側(cè)路肩處豎向打入一定深度的板樁，使新拓寬路堤的沉降隔離在板樁處，以起到消除由于新路堤的沉降給老路堤帶來的連帶沉降影響；或通過在新路堤地基部分設(shè)置擠實砂樁、石灰樁等復(fù)合地基來減小新路堤的沉降量，

11、最終達(dá)到減小對老路堤的影響；1.2.3新老路基差異沉降處治措施改擴(kuò)建工程設(shè)計中的最主要問題是如何處理填方段新老路基之間的銜接，即如何處理新老路堤的不均勻沉降。要采取有效的技術(shù)措施保證加寬路基與舊路基的良好銜接，使其成為一個整體，避免或減少差異沉降。1999年美國普渡大學(xué)的形ch田過J.DeschalmpSs2等人對加寬路基進(jìn)行了研究，提出了加寬路基的設(shè)計指南和施工步驟，并對相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行了修訂。主要內(nèi)容如下：(l)道路的加寬包括以下兩種類型保持邊坡坡度不變的加寬；保持坡腳位置不變，使邊坡變陡的加寬；(2)報告對印第安那州(玩dlana)五條加寬的道路進(jìn)行了調(diào)查，其中三條加以及通過在新填路堤地基

12、處打入預(yù)制樁來減小新路堤的沉降。國外針對軟土路基上加寬路基填筑施工提出了間隙法舫一，(TheG叩一method)(圖1一5)施工，這是一種二步填筑法，先在距離老路基一定距離外填筑部分新路基，新老路基之間留有一定間隙(GaP)，待地基固結(jié)一段時間后再填筑新老路基之間的間隙。由于在第一階段新路基填土自重作用下的固結(jié)會使新老路基間隙下的軟土強(qiáng)度和水平應(yīng)力提高，因而可以有效減小第二階段填土對老路基產(chǎn)生的附加變形，而且這種分步填筑法要比一次性整體填筑對老路基產(chǎn)生的變形要小。圖1一5加寬路堤填筑方法目前，國內(nèi)針對新老路基差異沉降的處理措施主要有以下五方面：選取合適的地基處理方法并保證處理質(zhì)量：邊坡削坡和臺

13、階開挖；土工合成材料的采用；控制路堤的壓實度；采用高強(qiáng)度的路基填料等。一、地基處理高速公路地基處理方法很多，但在改擴(kuò)建工程中最常用的有排水預(yù)壓(超載預(yù)壓)、隔離墻、復(fù)合地基法(包括粉噴樁、CFG樁、旋噴樁、預(yù)制管樁等)、輕質(zhì)路堤法等。我國幾條主要高速公路的拼寬工程中地基處理措施匯總于表1一34ed6，習(xí)。二、邊坡削坡和臺階開挖老路削坡的主要目的是為了清除老路邊坡一定深度內(nèi)的表層植被土和壓實度不夠的填土，同時方便新路堤地基的處理。開挖臺階的目的主要是增加新老路基的接觸面，增強(qiáng)其結(jié)合面的摩阻力和抗剪強(qiáng)度，保證新老路基之間的有效結(jié)合和整體性；同時，還可以為土工合成材料的鋪設(shè)提供必要的錨固長度【側(cè)。表

14、1一總結(jié)了我國幾條高速改擴(kuò)建工程中的削坡及臺階開挖情況4ed7.S1。三、土工合成材料的采用因該部分內(nèi)容較多，將在1.2.3中詳細(xì)論述。四、控制路基壓實度為了使加寬部分路堤和既有道路緊密銜接形成整體，減少新老路堤的不均勻沉降，防止路面開裂，擴(kuò)建工程中要求嚴(yán)格控制壓實度。考慮到提高壓實度的實施難度及缺乏控制標(biāo)準(zhǔn)等因素，高速公路擴(kuò)建工程中的路基多采用公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJool一97)“8要求的壓實度進(jìn)行控制，見表1一5。海南環(huán)島東線高速公路擴(kuò)建工程ls1中部分路段提高了路基壓實度標(biāo)準(zhǔn)：填方路基把規(guī)范規(guī)定的90%壓實度區(qū)提高到93%，93%區(qū)提高到95%，95%區(qū)提高到96%；挖方段，路塹路

15、床底壓實度要求達(dá)到96%以上。表1一土質(zhì)路堤壓實度標(biāo)準(zhǔn)高速公路改擴(kuò)建中的地基處理方案表1礴我國高速公路已改擴(kuò)建工程中的削坡及臺階開挖方式填路基與既有路基的整體性、提高地基的承載力和解決路基的不均勻沉降；可以降低由于路堤自重引起的水平應(yīng)力，從而減少水平位移，有效地防止路面開裂。喻澤紅el分析了土與土工網(wǎng)相互作用機(jī)理，指出在土體中合理布置土工網(wǎng)，可使土體的垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力明顯降低，土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，大大提高了土體的承載能力、抗變形能力和抗裂能力。她對土工網(wǎng)處理橋頭差異沉降進(jìn)行了有限元分析e2，并通過實體工程的長期觀測結(jié)果驗證了計算結(jié)果的合理性，指出土工網(wǎng)對減緩橋頭差異沉降有明顯效果.朱

16、湘63在考慮軟土地基的固結(jié)和土體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用有限元對加筋路堤的受力性狀和破壞機(jī)理進(jìn)行了分析，指出加筋可以減少路堤的均勻和不均勻沉降，并能增加路堤的穩(wěn)定性。曲向進(jìn)64對近年來土工合成材料的計算模型總結(jié)分析，初步討論了各模型的控制方程以及適用范圍，再根據(jù)實際的路面結(jié)構(gòu)，量化分析了土工合成材料的使用效果，最后依據(jù)現(xiàn)場量測對理論分析所得結(jié)果進(jìn)行了可靠度評價。錢勁松圓運(yùn)用有限元程序?qū)浫醯鼗下返碳咏畹淖饔煤托ЧM(jìn)行了三維有限元分析。通過對相關(guān)參數(shù)的敏感性分析，證明了土工格柵模量對加筋效果有顯著影響，并且加筋位置靠近路堤底部時更能發(fā)揮加筋性能；證明了在土體發(fā)生顯著側(cè)向變形時土工格柵

17、能夠發(fā)揮抗拉效果，達(dá)到減小沉降和不均勻沉降的效果。為解決既有公路拓寬改造工程中新舊路基不均勻沉降造成路面反射裂縫病害問題，丁兆軍閡研究了土工格柵對加強(qiáng)新幫填路基與既有路基的整體性以及提高地基承載力和解決新舊路基不均勻沉降的問題，并對其加固機(jī)理、施工工序及質(zhì)量控制方法進(jìn)行了分析。邢良te71利用土力學(xué)的相關(guān)理論，針對軟土地基上舊路加寬后，在新舊路基間所出現(xiàn)的不均勻沉降和新舊路基整體結(jié)合強(qiáng)度不夠而引起的路面變形、開裂等現(xiàn)象，從軟土地基沉降和路基穩(wěn)定性入手，系統(tǒng)分析了土工合成材料在加寬路基結(jié)構(gòu)中的作用機(jī)理，并初步提出了加筋路堤沉降計算的一整套方法。張功新閉從土工合成材料作用機(jī)理著手，分析了在高速公路

18、軟基處理中使用土工合成材料會對路堤長期穩(wěn)定性及工后沉降產(chǎn)生負(fù)面影響。土工合成材料的長期強(qiáng)度損失及模量的降低會降低路堤的長期穩(wěn)定性。土工合成材料的長期變形和松弛對工后沉降也會產(chǎn)生一定的不利影響。張清平和周志剛691介紹了土工合成材料的定義、分類及其主要功能，并且利用土力學(xué)的相關(guān)理論，分析了土工合成材料在加寬路基結(jié)構(gòu)中的作用機(jī)理，認(rèn)為軟土地基上公路的加寬處理，可以采用土工合成材料。在土工合成材料的應(yīng)用上，一般采用土工格柵進(jìn)行加筋，近年來土工格室也五、控制填料在填料控制方面，目前國內(nèi)研究傾向于從兩個方面考慮：利用優(yōu)質(zhì)透水性材料提高路基承載力；采用輕質(zhì)填料減小附加應(yīng)力以降低差異沉降。在高速公路擴(kuò)建工程

19、中，為了降低路基本身的壓縮變形以及增強(qiáng)水穩(wěn)性，最好能采用透水性砂石填料。例如，在滬杭甫高速公路擴(kuò)建工程511中，根據(jù)該區(qū)域的料源情況，采用宕渣和砂礫作為填筑材料，其中砂礫主要用于橋頭與結(jié)構(gòu)物連接部位，每層最大壓實厚度為25cm。沈大高速擴(kuò)建工程491為減少新舊路基的沉降差，新填路基要求使用碎石土、砂礫土、山皮土等強(qiáng)度較高的填料，填料之前必須進(jìn)行室內(nèi)試驗，合格后才允許使用。而且要求碎、礫石土及山皮土中的碎、礫石含量應(yīng)在30-50%，碎、礫石粒徑0.5一10cm，要求碎、礫石土及山皮土的回彈模量為30碼ON田ao安新高速改擴(kuò)建項目lS地處山前傾斜平原區(qū)，沿線地形平坦，地勢開闊，除韓陵山附近局部段落

20、為挖方外，全線路基以填方為主，難以找到充足的石料供應(yīng)，填料以常規(guī)填料一粉質(zhì)土及亞粘土為主。輕質(zhì)填料s21主要有粉煤灰、EPS塊體、輕量混合土等，目前更以EPS為代表。EPS5s作為路堤填料、可以減輕路堤重量，減小路堤沉降量，同時保證路堤穩(wěn)定性。但因價格因素，僅在部分高速公路(滬寧高速擴(kuò)建工程，安新高速擴(kuò)建工程等)作為試驗路段應(yīng)用，很少推廣。1.2.4土工合成材料在擴(kuò)建工程路基中的應(yīng)用土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠傅為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，以發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用54。近些年來，土工合成材料在公路工程的應(yīng)

21、用越來越廣泛，隨著舊路加寬工程的增多，土工合成材料在這方面的應(yīng)用也越來越多。目前在公路上常用的有土工布、土工格柵，土工格室在近些年應(yīng)用也逐漸廣泛起來。軟土地基上的土工格柵加筋路堤在國外是一種應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)形式，實踐證明它是一種行之有效的加固措施。如果加筋材料能夠有效地工作，將會極大地提高路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性641。土工格柵具有多孔結(jié)構(gòu)，不同于金屬帶和土工織物等片狀加筋材料。土工格柵的錨固能力是通過摩阻力和支承阻力而獲得的56。近幾年來，采用土工合成材料處理軟弱地基，已取得了較好效果。而用土工格室加固飽和黃土地基，則是一種新的加固方法66。JuhaPorsman和veli一MattiUotinen

22、s7.ss、楊茂等劉、李鎖平等eo都成功地將土工合成材料應(yīng)用于軟土地基上公路的改建工程中，現(xiàn)場實測和有限元分析結(jié)果表明使用土工合成材料可以有效地加強(qiáng)新幫逐漸得到廣泛應(yīng)用。謝永利tvo對土工格室處治方法進(jìn)行了數(shù)值仿真，通過土工格室復(fù)合體的承載板試驗及實體工程的現(xiàn)場沉降觀測，對該處治方法的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。指出土工格室的加筋作用減小了土中的豎向應(yīng)力和剪應(yīng)力，增強(qiáng)了路基穩(wěn)定性，達(dá)到消除路基不均勻沉降的目的，土工格室是一種有效解決路基不均勻沉降的方法。楊曉華711在分析土工格室處治路基不均勻沉降機(jī)理的基礎(chǔ)上，介紹了應(yīng)用土工格室柔性結(jié)構(gòu)處治太古公路半填半挖路段不均勻沉降病害的工程實踐。通過現(xiàn)場檢測和長

23、期觀測，指出采用土工格室加固后的路基回彈模量提高一倍以上，填挖交界處路基沉降呈平緩過渡形式，能有效地控制路基不均勻沉降，處治效果較好。劉柱721介紹了土工格室這種新型的土工合成材料，并比較了土工格柵和格室加筋路堤的作用機(jī)理.，少傅珍73等為了解土工格室處理高速公路拓寬結(jié)合部的效果，應(yīng)用有限元分析了土工格室鋪設(shè)于新老路基結(jié)合處不同層位時路基頂面各關(guān)鍵點的側(cè)向位移、豎向沉降和最大差異沉降。指出土工格室的鋪設(shè)可以減少路基的側(cè)向位移和差異沉降，且鋪于基底和基頂時效果最好，可以提高路基整體剛度和地基承載能力。表1一6總結(jié)了我國高速公路改擴(kuò)建工程中土工合成材料的應(yīng)用概況31”5，。表1一我國高速公路改擴(kuò)建

24、工程中土工合成材料應(yīng)用概況第二章拓寬工程病害調(diào)查與分析2.1拓寬工程主要病害現(xiàn)象哈大高速公路881位于黑龍江省西部松嫩平原。地表多為粉質(zhì)中液限粘土和中液限粘土，并有弱堿性鹽漬土交錯分布，沿線冰凍深度平均為2.07m。由于地勢平坦，而排水不良，所以土壤含水量較大。原路基寬10.5m，平均填土高度為3m左右。作為黑龍江省第一條高速公路，是在一期工程(二級汽車專用線)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造擴(kuò)建而成的，于1997年10月竣工通車。1998年春季就出現(xiàn)了大量的路面損壞。整條道路的主要病害是裂縫，有縱向、橫向、斜向裂縫、塊狀裂縫或網(wǎng)狀裂縫(龜裂)等，縱向和斜向裂縫在整條道路大量出現(xiàn)。南京地區(qū)的幾條進(jìn)出口干線公路

25、271從1998年開始相繼拓寬改造了寧溧公路、寧鎮(zhèn)公路、浦珠公路，并新增繞城公路4座互通立交。建成使用后幾條公路的個別地段在老路部分相繼發(fā)生了縱向開裂現(xiàn)象。根據(jù)對寧溧、繞城等幾條拓寬道路縱向裂縫比較嚴(yán)重的典型路段的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有以下幾個共同點：(l)裂縫均集中在高路堤拓寬路段；(2)出現(xiàn)裂縫的拓寬部位地質(zhì)情況較差，一般均存在軟土層、水塘、低洼地；(3)裂縫位置均發(fā)生在老路上；伊)根據(jù)施工記錄及工后記錄，路基工程一般工期均在三個月左右，裂縫產(chǎn)生時間一般在工后3個月，裂縫穩(wěn)定時間不一。選擇重慶市幾條山區(qū)公路和上海市2條平原地區(qū)公路進(jìn)行調(diào)研和分析t8.，結(jié)果表明，與新老路基結(jié)合不良的相關(guān)病害主要有4類

26、：路基損壞，路面損壞，支擋結(jié)構(gòu)損壞，路面整體性能下降。瀝青路面損壞表現(xiàn)為出現(xiàn)面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的裂縫1且以縱向裂縫為主，如圖2一1和圖2一2。例如重慶濱江路南岸，該工程向長江堤岸一側(cè)拓寬，拓寬寬度達(dá)巧一20米，外側(cè)路肩處設(shè)置了高達(dá)近10米的擋土墻。瀝青混凝土路面，通車一年左右出現(xiàn)大規(guī)模縱向裂縫，現(xiàn)場已得到及時修補(bǔ)。裂縫寬度最大處達(dá)57厘米，裂縫長度綿延數(shù)百米。裂縫位置多處于臨近江邊擋墻半幅路面內(nèi)，有的靠近道路中心線，有的則在同一斷面內(nèi)出現(xiàn)兩條裂縫tle。林甸一奉康公路90.日原有公路為渣油表面處理的縣鄉(xiāng)級公路，加寬改造為瀝青混凝土路面的二級公路。

27、全線舊路均采用清除路基的方法，未完全清除的舊路基，邊坡開挖臺階加寬。整條道路的主要病害是裂縫，從表面上看裂縫各式各樣，如橫向或縱向裂縫，塊狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫(龜裂)等。冬季低溫凍縮是誘發(fā)橫向裂縫的主要原因，縱向裂縫的成因主要來自路基和路面的橫向不均勻沉降與變形。圖2一1瀝青路面縱向裂縫圖2一水泥鹼路面縱向裂縫新老路基相互作用是一個長期作用的問題，在不同階段相互作用的結(jié)果會不同。在老路基削坡過程中，如果過陡，容易引起老路基局部或整體的坍塌；在河塘水田地段進(jìn)行抽水平淤過程中，抽水過快或降水面積過大，會引起老路基的附加沉降；采用振動打樁的機(jī)械進(jìn)行地基處理會引起老路基的回彈；填筑速率過快會引起老路基的開

28、裂等。由于擴(kuò)建或拼接過程中老路要維持正常的交通，在交通荷載的作用下，更容易加劇老路基的破壞。2002年10月，常澄高速公路常州段與滬寧高速公路拼接段(里程N(yùn)K123一500VNK123+650)，在清淤回填后進(jìn)行濕噴樁處理過程中，發(fā)現(xiàn)拼接的滬寧高速公路南京方向(南側(cè))和上海方向(北側(cè))兩幅路面的路基路面縱向開裂，并已沿行車道中部出現(xiàn)縱向連續(xù)裂縫，長度超過l00m，如圖2一3所示；南京繞城高速公路拓寬路基在老路基削坡到軟土地基處理的過程中，老路基也不同程度地出現(xiàn)了縱向裂縫，如圖2一4所示叫。圖2一3常澄一滬寧高速公路拼接工程施工擾動引起的老路基開裂圖2一4南京繞城高速公路擴(kuò)建工程施工擾動引起的老

29、路基開裂綜上所述，通過對已拓寬公路病害的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，在平原區(qū)路面病害占主要地位，且以縱向裂縫為主，位置大多出現(xiàn)在新老路基結(jié)合處且靠近老路部位。2.2病害原因分析關(guān)于病害成因機(jī)理，黃琴龍認(rèn)為影響舊路拓寬工程性狀的主要因素有89：(1)新老路基間的不協(xié)調(diào)變形：(2)新老路基之間的不良結(jié)合：(3)路基路面整體抗變形能力、路基穩(wěn)定性；(4)以及水文、地質(zhì)條件等。病害的發(fā)生往往不是由單個因素決定的，而是多種因素共同作用的結(jié)果，但新老路基間的不協(xié)調(diào)變形和新老路基的不良結(jié)合是導(dǎo)致相關(guān)病害產(chǎn)生的主要原因。蔣鑫圃認(rèn)為異型斷面路基路面的病害機(jī)理可以歸納為兩大類：即路基穩(wěn)定性不足導(dǎo)致的損壞和填挖方路基不均勻沉降引

30、起的損壞。由于在平原區(qū)路面病害占主要地位，且以縱向裂縫為主，本文針對平原區(qū)高速公路拓寬改建工程中的縱向裂縫，分析其原因。縱向裂縫產(chǎn)生的最主要因素是新老路基不均勻沉降。由于結(jié)合部位兩邊的新舊路基沉降速率不一樣，沉降量不同，導(dǎo)致結(jié)合部位存在應(yīng)力突變、應(yīng)力集中現(xiàn)象。如果彎拉應(yīng)力大而結(jié)合界面強(qiáng)度較低，則會在該處開裂錯臺；另外，新拓寬路基邊坡的坡腳在填土重力作用下逐漸發(fā)生側(cè)向位移，進(jìn)一步帶動上面的填土沉降和側(cè)向位移，使整個拓寬部分的填土沿結(jié)合部位產(chǎn)生橫向和豎向移動。在這兩方面因素的綜合作用下，就會在交界處形成縱向裂縫，4。新老路基拓寬處理后的病害主要是由于拓寬工程的工程特點決定的，對其進(jìn)行原因分析，主要

31、有以下幾個方面，：2.2.1設(shè)計方面的原因由于高速公路改擴(kuò)建工程近幾年剛在我國開始出現(xiàn)，國內(nèi)對該方面尚無豐富的理論指導(dǎo)。高速公路拼接技術(shù)的設(shè)計、施工基本上無規(guī)范可循，大部分只是基于經(jīng)驗認(rèn)識。且近期的此類工程設(shè)計基本是參照之前的類似工程，并未經(jīng)過深入的分析研究。因此，針對具體工程，在設(shè)計上難免存在一些不合適的方面或問題。歸納起來，設(shè)計方面主要體現(xiàn)在：(l)臺階開挖和老路邊坡削坡方面，臺階具體尺寸和削坡程度大部分是根據(jù)經(jīng)驗而定，未經(jīng)計算分析；在實際工程中遇到問題時，只能再改變設(shè)計.(2)在新老路基結(jié)合部設(shè)置土工合成材料時，選取哪一種(土工格柵、土工格室、土工布等)及鋪設(shè)幾層、鋪設(shè)在哪一層位上、鋪設(shè)

32、長度(路基寬度方向)時，土工合成材料可以充分發(fā)揮其加筋性能，這也是根據(jù)經(jīng)驗而定。因此，并不能采取最經(jīng)濟(jì)合理的方案。(3)排水設(shè)計不完善，設(shè)施布置不合理，導(dǎo)致地表水下滲，形成滯水、積水和滲水。路基土受水浸泡而濕軟，強(qiáng)度急劇下降。若路面已經(jīng)開裂，雨水自裂縫進(jìn)入路基，加劇裂縫擴(kuò)張并導(dǎo)致路基強(qiáng)度下降。2.2.2施工方面的原因新老路基結(jié)合部位工藝較復(fù)雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質(zhì)量不合格因素，如密實度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、開挖臺階沒有達(dá)到設(shè)計要求、老路邊坡沒有處理完全等。由于施工工藝及質(zhì)量控制不嚴(yán)等各種施工原因造成了結(jié)合部的強(qiáng)度不足，新路堤本身出現(xiàn)沉降。(l)結(jié)合部基底處理不徹底，腐植土、雜物清理不徹

33、底，透水性不暢，存在薄弱的結(jié)合面。導(dǎo)致新老路基底部土基因荷載的增加發(fā)生沉降，但原路基下的地基因在改造時已基本固結(jié)沉降到位并且所增加的荷載遠(yuǎn)小于新拓寬部分。(2)邊坡開挖過大。已開挖的邊坡處沒有及時堆放反壓材料，使老邊坡開挖面長時間暴露，受雨水直接沖刷。造成新老路基虧方，新老路基疊合面減少。(3)路基填土壓實度不足。改擴(kuò)建工程中新老路基結(jié)合部位處理不好，其拼接處會產(chǎn)生壓實度不足情況，這些因素都可導(dǎo)致路基產(chǎn)生非均勻性沉降。很多拓寬用土為就地取土，土質(zhì)紛雜不均勻，給壓實及質(zhì)量控制帶來難度，標(biāo)準(zhǔn)擊實土樣和現(xiàn)場測點存在土質(zhì)差異，這樣由于壓實度缺乏準(zhǔn)確性和代表性，而至局部壓實不足。土含水量大，每層上土過厚

34、，施工壓實遍數(shù)不夠，是沉降的根本原因。新舊路基結(jié)合處臺階根部，壓實有一定難度。由于壓路機(jī)無法錯輪，而使每層上土于根部壓實遍數(shù)不夠，雨后根部積水下浸而軟弱。(4)填筑工藝不當(dāng)。如填料過厚、填筑速率過快，會引起不均勻沉降，使結(jié)合部開裂。(5)碾壓工藝不當(dāng)。如碾壓次數(shù)不夠，碾壓順序、壓實機(jī)具、碾壓方式、碾壓速度不當(dāng)?shù)取?.2.3工程地質(zhì)方面的原因由于土基地質(zhì)差，導(dǎo)致新老路基底部土基因荷載的增加發(fā)生沉降。原路基下的地基因在改造時已基本固結(jié)沉降到位并且所增加的荷載遠(yuǎn)小于新拓寬部分。2.2.4路基填料方面的原因新老路基改擴(kuò)建處理后結(jié)合部位路基材質(zhì)和路面結(jié)構(gòu)層厚度、強(qiáng)度不一，特別是一邊為新填路基，一邊為原有

35、老路基，質(zhì)量也存在差異。(l)有的拓寬路基填料質(zhì)量較差，抗風(fēng)化性能、抗淘蝕性能不足。施工過程中路基填料多半就近從挖方斷面上直接獲取，材料本身的物理力學(xué)品質(zhì)等方面控2.1拓寬工程主要病害現(xiàn)象哈大高速公路881位于黑龍江省西部松嫩平原。地表多為粉質(zhì)中液限粘土和中液限粘土，并有弱堿性鹽漬土交錯分布，沿線冰凍深度平均為2.O7m。由于地勢平坦，而排水不良，所以土壤含水量較大。原路基寬10.5m，平均填土高度為3m左右。作為黑龍江省第一條高速公路，是在一期工程(二級汽車專用線)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造擴(kuò)建而成的，于1997年10月竣工通車。1998年春季就出現(xiàn)了大量的路面損壞。整條道路的主要病害是裂縫，有縱向、

36、橫向、斜向裂縫、塊狀裂縫或網(wǎng)狀裂縫(龜裂)等，縱向和斜向裂縫在整條道路大量出現(xiàn)。南京地區(qū)的幾條進(jìn)出口干線公路271從1998年開始相繼拓寬改造了寧漂公路、寧鎮(zhèn)公路、浦珠公路，并新增繞城公路4座互通立交。建成使用后幾條公路的個別地段在老路部分相繼發(fā)生了縱向開裂現(xiàn)象。根據(jù)對寧漂、繞城等幾條拓寬道路縱向裂縫比較嚴(yán)重的典型路段的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有以下幾個共同點：(l)裂縫均集中在高路堤拓寬路段；(2)出現(xiàn)裂縫的拓寬部位地質(zhì)情況較差，一般均存在軟土層、水塘、低洼地；(3)裂縫位置均發(fā)生在老路上；伊)根據(jù)施工記錄及工后記錄，路基工程一般工期均在三個月左右，裂縫產(chǎn)生時間一般在工后3個月，裂縫穩(wěn)定時間不選擇重慶市幾

37、條山區(qū)公路和上海市2條平原地區(qū)公路進(jìn)行調(diào)研和分析t8.，結(jié)果表明，與新老路基結(jié)合不良的相關(guān)病害主要有4類：路基損壞，路面損壞，支擋結(jié)構(gòu)損壞，路面整體性能下降。瀝青路面損壞表現(xiàn)為出現(xiàn)面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的裂縫1且以縱向裂縫為主，如圖2一1和圖2一2。例如重慶濱江路南岸，該工程向長江堤岸一側(cè)拓寬，拓寬寬度達(dá)巧一20米，外側(cè)路肩處設(shè)置了高達(dá)近10米的擋土墻。瀝青混凝土路面，通車一年左右出現(xiàn)大規(guī)?？v向裂縫，現(xiàn)場已得到及時修補(bǔ)。裂縫寬度最大處達(dá)57厘米，裂縫長度綿延數(shù)百米。裂縫位置多處于臨近江邊擋墻半幅路面內(nèi)，有的靠近道路中心線，有的則在同一斷面內(nèi)出現(xiàn)兩條裂

38、縫tle。林甸一奉康公路90.日原有公路為渣油表面處理的縣鄉(xiāng)級公路，加寬改造為瀝青混凝土路面的二級公路。全線舊路均采用清除路基的方法，未完全清除的舊路基，邊坡開挖臺階加寬。整條道路的主要病害是裂縫，從表面上看裂縫各式各樣，如橫向或縱向裂縫，塊狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫(龜裂)等。冬季低溫凍縮是誘發(fā)橫向裂縫的主要原因，縱向裂縫的成因主要來自路基和路面的橫向不均勻沉降與變形。制不嚴(yán)，填料中含有機(jī)植物根莖及腐蝕性耕植土的現(xiàn)象較為普遍，造成原路基失穩(wěn)、開裂。(2)路堤填料不均勻，在施工中，對填方填料粒徑、級配很難有效控制。(3)部分填料不滿足設(shè)計要求，如含水量等，而且采取的處理措施不完全。(4)新老路基剛度變化

39、。新老路基拓寬處理后結(jié)合部位路基材質(zhì)和路面結(jié)構(gòu)層厚度、強(qiáng)度不同，一邊為新做路基，一邊為原有老路基，質(zhì)量存在差異，在結(jié)合部位產(chǎn)生一個界面，為道路縱向開裂留下隱患。老路基由于長期承受大量行車荷載的作用，其客觀上己經(jīng)歷了反復(fù)多次的振動、沖擊和壓實，同時也經(jīng)受了多年的自然環(huán)境循環(huán)作用。所以路基土的壓實度應(yīng)該已接近或達(dá)到最大密實度，路基自身固結(jié)充分、沉降也趨于穩(wěn)定。而新填路基，即使嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計和施工，也必然要經(jīng)歷進(jìn)一步的固結(jié)、壓密等過程，加上新老路基填筑材料的不同，勢必要產(chǎn)生一定的差異沉降。這樣，新老路基拓寬處理后，在結(jié)合部位沉降量不一，成為道路產(chǎn)生縱向裂縫的主要原因。2.2.5其他原因(l)工

40、程管理。工程管理不嚴(yán)格。(2)工期短。因施工工期短，土基及新路基的固結(jié)下沉未到位，工后沉降大。另外考慮到施工進(jìn)度和施工安全等因素，使得路基碾壓壓力或壓力作用時間不足。路基壓實不充分，最終導(dǎo)致路基壓實度相對差，并且在高速公路改擴(kuò)建項目中，新路基自然沉降率相對老路基要高。(3)機(jī)械原因在鋪筑新建路面基層時，不直順平滑的立面會影響壓路機(jī)碾壓基層的邊緣。即使立面很平滑，由于壓路機(jī)鋼輪外側(cè)有鋼臂，在新老路基交接處有2030cm寬的填土，大型壓路機(jī)無法碾壓到。因此，在此位置的基層混合料將會以半松散的狀態(tài)存在，即使采用小型壓實機(jī)具進(jìn)行壓實也很難達(dá)到大型壓路機(jī)的壓實效果。所以個別路段的新舊路結(jié)合部基層強(qiáng)度很低

41、，由于強(qiáng)度不足，會造成路面在此部位斷裂，從而形成縱向裂縫。(4)行車荷載的影響老路加寬后，行車荷載位置向外擴(kuò)展，一般來說荷載力大部分分配到新填路基上，其中，重車荷載基本都由拓寬路基承擔(dān)。從受力角度上講，新路基所受的承載力比舊路基大，因此沉降的可能性也就更大，從而在新老路基結(jié)合處產(chǎn)生差異沉降，出現(xiàn)裂縫。 (5)地基沉降歷史和當(dāng)前受荷載狀態(tài)的差異帶來新老路基沉降差異。老路基下地基在公路改擴(kuò)建之前已受到老路基和交通荷載的長期作用，沉降己基本穩(wěn)定，而新拓寬部分路基下的地基則剛開始受到路基路面和交通荷載的作用，其工后沉降相對大得多。就當(dāng)前受荷狀態(tài)而言，老路基自重荷載及交通荷載已作用在其地基上，幾乎沒有增

42、加，或增加很小(新填土少)，而新路基下地基原來僅受其自重作用，當(dāng)前則受新增新填路基荷載及交通荷載的作用。綜上所述，處理過程中主要解決的問題應(yīng)當(dāng)是：處理好新老路基結(jié)合部位的地基，加強(qiáng)新老路基的結(jié)合強(qiáng)度，控制路基填料質(zhì)量，嚴(yán)格把好施工質(zhì)量控制關(guān)。7.1試驗路概況 = 5 * GB3 7.1.1工程背景京珠國道主干線南北貫穿河南省中部，位于107國道以東，沿線為河南省經(jīng)濟(jì)最活躍的城市帶，在省會鄭州東北部與連霍國道主干線相交，路線地理位置見圖7一1。京珠國道主干線是國家規(guī)劃的“五縱、七橫”國道主干線的最重要路段，也是形成河南省高速公路網(wǎng)的基本構(gòu)架，具有十分重要的政治、經(jīng)濟(jì)意義。安陽至新鄉(xiāng)高速公路是京珠

43、國道主干線河南省境內(nèi)的重要組成部分，北接京珠高速公路河北段，南接剛建成的京珠高速公路新鄉(xiāng)至鄭州段(鄭州黃河二橋)，向北直至首都北京，向南至廣東沿海地區(qū)，是承載國家南北運(yùn)輸?shù)墓反髣用}，而且也是河南省南北向最為繁忙的運(yùn)輸通道，是河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“基軸”之一。安新高速公路1994年9月開工建設(shè)，1997年11月建成交付使用，是一條功能設(shè)施齊全、全封閉、全立交的四車道高速公路。近年來，京珠高速公路安陽至新鄉(xiāng)段以其高速、平穩(wěn)、暢通的優(yōu)質(zhì)服務(wù)承擔(dān)著繁重的運(yùn)輸任務(wù)，2003年平均日交通量達(dá)小轎車19000輛舊。目前，其過境交通壓力日顯突出，1999年至2003年交通量平均增長率為5.13%，是京珠線河南境

44、最繁忙的段落，也是交通量年均增長速度最快的路段。其公路服務(wù)水平逐漸下降，已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，改擴(kuò)建工程勢在必行，路線全長113.27公里。該項目改擴(kuò)建的完成對發(fā)揮河南省的區(qū)位優(yōu)勢，縮小區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到重要作用，對改善河南省骨架公路網(wǎng)合理布局及緩解河南省南北交通運(yùn)輸壓力、完善綜合運(yùn)輸體系有著重要意義，對河南省旅游業(yè)、外向型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。7.1.2設(shè)計概況全線采用八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合沿線地形地質(zhì)條件以及地物等情況，本項目計算行車速度為120公里/小時，原安新路路基寬26米，對其加寬成整體式八車道言加寬形式為雙側(cè)各加寬8米，加寬后路基總寬42米，其

45、中：行車道2x4x3.75米，中央分隔帶寬3.0米，左路緣帶2x0.75，硬路肩寬2x3.00米(含右側(cè)路緣帶2x0.5米)，土路肩寬2x0.75米。橋涵設(shè)計荷載(加寬部分)采用公路一I級，本項目主要技術(shù)指標(biāo)見表7一1o第七章試驗路鋪筑與分析(2)新舊路基間的剛度差異對路面結(jié)構(gòu)的影響。(3)面層反射裂縫的防治。針對以上問題，為保證加寬路基與舊路基的良好銜接、避免或減少縱向裂縫的發(fā)生，特采取以下技術(shù)措施：(l)基底和路基壓實度處理本項目所在區(qū)域地層主要為第三系和第四系松散物沉積，其物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)亞粘土和亞砂土，河流兩岸地下水位較高，地基工程地質(zhì)條件差。因此，必須徹底對基底進(jìn)行清理、壓實及換填

46、，提高路基基底強(qiáng)度，以避免或減小新舊路基間的縱向裂縫。(2)臺階開挖與填筑為增加新舊路基的整體穩(wěn)定性，避免或減少橫向錯臺和縱向裂縫的發(fā)生，在填筑加寬路基前，先對老路基邊坡進(jìn)行30cm厚的清坡處理。并在原路基邊坡上開挖臺階，臺階底向內(nèi)傾斜3%，同時自下而上，開挖一階及時填筑一級，臺階的寬度為lm。根據(jù)不同路基填高在新老路基結(jié)合部位鋪設(shè)高強(qiáng)土工格室，土工格室采用鋼筋釘固定，鋼釘間距臺階部位0.5m，其他部位1.0m。(3)土工合成材料的應(yīng)用路基填高小于4m時，在基底和最上層臺階底部各鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格室；路基填高大于4m小于6m時，在基底、第三層臺階(從基底算起)底部和最上層臺階底部各鋪設(shè)一層；路

47、基填高大于6m時，在基底、第三、第四和最上層臺階底部各鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格室。土工格室從臺階內(nèi)緣鋪設(shè)至加寬路基的邊坡處，并采用U型鋼筋釘固定。(4)路表水的防治老路拓寬改造工程原公路普遍質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低，路基強(qiáng)度不如新拓寬部分。在重交通和環(huán)境因素綜合作用下，路面易開裂或損壞，雨雪水滲入后不易及時排出路基，這樣會破壞路基的穩(wěn)定，加速公路裂縫的出現(xiàn)和路面損壞。因此，在設(shè)計過程中，采取了相應(yīng)的排水措施，在路面與基層頂面之間設(shè)置SBR膠砂應(yīng)力吸收層，可防止反射裂縫的發(fā)生，兼作防水層。從設(shè)計、施工角度，考慮的處置對策有：(l)經(jīng)過現(xiàn)有資料和檢測資料分析，路況良好沒有病害的路段，設(shè)計中可直接加以利用。因調(diào)坡需要而

48、增加的填方應(yīng)嚴(yán)格按照新建道路處理。(2)針對原路堤填土密實度不夠，擬考慮采用粉噴樁、預(yù)制管樁、局部碎石隔柵處理方案，并通過典型路段施工試驗分析進(jìn)行優(yōu)化。(3)針對現(xiàn)有中央分隔帶無排水設(shè)施而導(dǎo)致滲水，影響路面基層強(qiáng)度的病害為減小路基的不均勻沉降和防止出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，對于本路段軟弱土路段和橋梁、通道(明)、涵洞(明)及分離式立交加寬部分臺后基底地基按特殊路基處理，采用水泥攪拌樁(濕噴法)對地基進(jìn)行加固。本次對舊路進(jìn)行加寬加鋪改造時，對一般填方路基設(shè)計特別注意了以下關(guān)鍵性技術(shù)問題：(1)新舊填方路基間的不均勻沉降以及新路基的塑性累積變形對路面結(jié)構(gòu)的影響。處理，擬考慮補(bǔ)充全路中央分隔帶的塊石封水系統(tǒng)

49、。(4)針對路面無排水(散排)系統(tǒng)，擬考慮采取集中排水和分散排水相結(jié)合的排水方式。(5)通過檢測路面基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)清除重建。(6)針對橋頭搭板脫空跳車病害現(xiàn)象，根據(jù)病害的不同程度擬采用石灰攪拌樁、粉噴樁、碎石樁等綜合處治對策。7.2試驗路鋪筑方案本章試驗路方案中主要介紹了路基臺階開挖方案與土工合成材料加筋方案的試驗路情況。作為試驗路現(xiàn)場試驗，還有沖擊壓實的效果分析(包括地基沖擊壓實與路基沖擊補(bǔ)壓兩種情況)，該部分內(nèi)容作為差異沉降控制技術(shù)之一放在了第五章，故在本章不再綴述。7.2.1路基臺階開挖方案根據(jù)現(xiàn)場及其他條件，經(jīng)各方單位共同研究討論后，最終決定在安新高速改建工程N(yùn)O，3

50、標(biāo)段進(jìn)行路基臺階開挖方案。7.2.2土工合成材料加筋試驗路段7.2.2.1試驗段選取和方案在初擬12個方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場條件，經(jīng)各方單位共同協(xié)商討論后，最終決定在安新高速改建工程N(yùn)0.1標(biāo)段進(jìn)行3個試驗路鋪設(shè)，分別為沉降觀測路段方案一、方案二、方案三。在這些路段均進(jìn)行沉降板埋設(shè)并進(jìn)行了沉降觀測。具體位置及方案分別為：7.3試驗路的鋪筑7.3.1臺階開挖在加寬土方施工前，徹底清除溝底淤泥、腐殖土、雜草等，對原路基邊坡面進(jìn)行清理，按照臺階開挖方案采用推土機(jī)配合人工進(jìn)行臺階的開挖。臺階形成后應(yīng)先對臺階表面松鋪方進(jìn)行壓實，填料碾壓及沖碾一定要壓到臺階的根部，以保證新舊路基充分地結(jié)合為一體，從而進(jìn)一

51、步提高路基整體穩(wěn)定性。臺階的開挖要隨著填料進(jìn)程進(jìn)行。施工現(xiàn)場圖片如下。臺階開挖與壓實7.3.2土工合成材料的鋪設(shè)7.3.2.1土工格室的鋪設(shè)對鋪筑地面進(jìn)行平整，在整平和壓實后的層面上張拉土工格室且設(shè)立錨固鋼筋。張拉前應(yīng)插入錨固鋼筋，并用錨固鋼筋鎖緊固定土工格室，使其全面鋪開，土工格室之間的連接處人工采用專用小型工具連接，土工格室四周采用鋼釬或錨固鋼筋。土工格室鋪設(shè)完后，在已鋪好的土工格室上填土，以達(dá)到鎖定及加筋補(bǔ)強(qiáng)作用。土工格室的張拉鋪設(shè)見下圖。圖7一16土工格室的連接圖7一17土工格室的錨固圖7一18鋪設(shè)好的土工格室7.3.2.2土工格柵的鋪設(shè)在平整好的場地上采用人工鋪設(shè)。鋪設(shè)開始前，應(yīng)注意

52、選擇膠面向下，保持鋪設(shè)平整、拉緊，不得起皺，使土工格柵具備有效的張力。土工格柵搭接距離為：縱向接頭搭接距離不小于20cm；橫向搭接寬度不小于15cm?？v向搭接應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⑶耙环糜诤笠环?。土工格柵鋪筑后?yīng)及時填土(暴露時間不應(yīng)超過48h)。土工格柵的鋪設(shè)見下圖。圖7一19鋪設(shè)好的土工格柵7.3.2.2土工布的鋪設(shè)在平整好的場地上采用人工鋪設(shè)的方式進(jìn)行。卷材應(yīng)垂直于道路軸線方向展開，土工布不允許有褶皺，盡量以人工拉緊。材料盡量采用寬幅織物，幅與幅之間縱橫向連接采用搭結(jié)法，搭結(jié)寬度以30一50cm為宜。借加重使土工布定位于地面.不得因填土而移動。土工布的鋪設(shè)見下圖。圖7一20鋪設(shè)土工布

53、7.4試驗路實施分析7.4.1路基臺階開挖方案分析臺階開挖有利于新舊路基的銜接和結(jié)合，但不恰當(dāng)?shù)呐_階開挖方式或開挖施工方法極容易導(dǎo)致施工塌方，這對舊路基的影響非常嚴(yán)重。尤其是在很多拓寬工程施工過程中仍然開放交通的情況下，舊路開挖坍塌的問題更應(yīng)引起足夠重視。安新改建工程在項目前期施工中，曾由于開挖方式和施工方式不恰當(dāng)引起坍塌，如圖7一21。圖7一21舊路臺階開挖不當(dāng)引起坍塌分析原因，認(rèn)為開挖坍塌主要是由以下幾個方面引起：(l)原設(shè)計方案不進(jìn)行削坡處理，直接開挖第一級臺階，從而導(dǎo)致第一級臺階高度過高，如圖7一22；圖7一22原設(shè)計臺階開挖方案(2)舊路基排水不暢，含水量過高(實測坍塌段含水量達(dá)24

54、%)；(3)舊路基邊緣壓實度不足，導(dǎo)致松散土過多；(4)開挖后直接對地基進(jìn)行沖擊壓實，地基振動過于強(qiáng)烈；針對以上情況，提出了新的開挖施工方案，主要建議如下：(1)新的開挖方式不挖除土路肩，保護(hù)硬路肩和行車安全；(2)新的路基開挖方式從土路肩外側(cè)起挖，且先進(jìn)行削坡處理。清表后先進(jìn)行1：1的削坡處理，清除了路基壓實不到或受腐殖質(zhì)影響的松散土，則可以保證第一級臺階開挖的穩(wěn)定；圖7一23試驗路開挖方案(3)先填20cm碎石層再進(jìn)行地基沖擊壓實。目的有二：利用碎石層的松散結(jié)構(gòu)消減沖擊振動能量；地基含水量過大不宜直接進(jìn)行沖擊壓實：(4)對含水量過高的舊路基，在削坡后不宜立即進(jìn)行臺階開挖和地基處理，應(yīng)先進(jìn)行

55、晾曬。并對地基、以及開挖后臺階面進(jìn)行20cm深度的灰土處理，生石灰摻入量為4一5%；(5)沖擊壓實是路基坍塌的誘因，若以上措施仍無法保證舊路基穩(wěn)定，則采用振動壓實取代沖擊壓實對地基進(jìn)行處理，或在路基施工過程中，采用薄層靜壓取代振動壓實。在新的路基開挖方法施工下，路基開挖后一直保持穩(wěn)定，未發(fā)生坍塌現(xiàn)象，如圖7一24圖7一24新的開挖方式下路基保持穩(wěn)定下面就幾條具典型地質(zhì)狀況的高速公路加寬工程進(jìn)行論述：(l)廣佛高速公路加寬工程廣佛高速公路加寬工程從1997年10月開工，到1999年12月完工，成為全國首條高速公路加寬擴(kuò)建工程。廣佛高速公路全線累計共有軟土地基段5562m，軟土層厚度達(dá)10m一20m，主要是淤泥質(zhì)細(xì)(粉)砂軟弱層。老路下的軟基采用袋裝砂井結(jié)合砂墊層排水固結(jié)處理，經(jīng)過近十年的沉降，路基范圍內(nèi)的軟基已充