高速公路拓宽路基病害机理及防治

陈 艳 红

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 030006)



高速公路拓宽路基病害机理及防治

陈 艳 红

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 030006)

描述了高速公路拓宽路基病害的表现形式，根据拓宽路基病害的产生机理，从台阶开挖、路基压实、土工格栅铺设等方面，阐述了高速公路拓宽路基病害的防范对策，从而提高高速公路的建设质量。

高速公路，拓宽路基，病害机理，压实度，土工格栅

在交通运输业迅猛发展的今天，我国许多已建高速公路已经无法满足新时期交通运输需求，所以为了确保行车畅通，预防安全事故的发生，就必须要拓宽高速公路路基。然而，在实际的路基拓宽施工中却存在裂缝等诸多病害。因此，为了确保高速公路路基拓宽施工的质量，有必要对其机理及防治对策进行深入探究。

1 高速公路拓宽路基病害的机理

1.1 拓宽路基病害的表现

通过对我国国内高速公路拓宽路基的使用及病害类型进行调查可知，除了排水因素或者路面结构本身等因素所引发的路基病害类型之外，高速公路拓宽路基的常见病害类型主要包括路基在横向存在的不均匀沉降问题、路基在纵向存在开裂问题。其中纵向不均匀路基沉降问题主要在于新旧高速公路路基交接部位处的地基承载力不同，会因受力的不平衡而使路基出现不均匀沉降；而纵向路基开裂问题就是指路基在新旧高速公路搭接部位处由于受到剪切力、压力以及水平力等应力的综合作用而使路基交界部位出现纵向裂缝，这两种拓宽路基病害均会对高速公路路基的使用性能产生不利影响，会影响行车的稳定性和安全性。因此，必须要采取有效的防治对策来防范各种类型的拓宽路基灾害。

1.2 拓宽路基病害的机理

针对拓宽路基的病害机理而言，其成因均在于受到不均衡外力作用所造成。

一方面，针对高速公路拓宽路基的纵向裂缝的形成机理而言，伴随着高速公路地基沉降量的增加，拓宽路基搭接部位所存在的拉应力也相应增加，同时也会在新旧路基交接部位附近处产生纵向裂缝。而在路基裂缝出现以后，相应的拉应力会重新进行分布，致使纵向裂缝的底部部位处成为了比较薄弱的部位。但是伴随着时间的推迟，进一步增加了不均匀沉降量，并且相应的裂缝也会逐步向下发展。与此同时，鉴于高速公路拓宽路基的新旧搭接部位上面的底基层底部本身就处于拉应力区域，其在拓宽路基发生开裂问题之后，相应的受力条件会更加不利，这使底基层出现了严重的开裂问题，相应的裂缝的发展也会逐步由下向上而发展，直至在高速公路路基表面出现裂缝为止。由此可知，高速公路路基拓宽的纵向裂缝实际上主要是由于不均匀沉降因素所造成，相应拓宽路基裂缝的发展也会逐渐使公路路面出现纵向裂缝，降低了高速公路路基的整体承载力和整体性能，极大地破坏了高速公路的路面结构整体性，使路基路面结构很容易遭受雨水的侵袭，从而会引发更为严重的病害。

另一方面，针对高速公路拓宽路基路面的横向不均匀沉降问题，其主要在于拓宽路基在横向部位的附加应力分布不均衡所造成，尤其是在高速公路路面形心位置处或者路基加宽部位处的沉降值最大，并且会逐步发展到高速公路路基的顶部，此时如果高速公路路面底基层部位处所设置的板体结构采用的是高质量的施工材料，那么就很容易使高速公路拓宽路基顶部的局部部位处出现脱空问题，同时也会使路基路面结构部位处所受的应力发生比较大的变化，相应的沉降差异也会逐步过渡到高速公路拓宽路基的表面，从而致使拓宽路基在纵向出现条带状的沉陷病害。但是无论上述哪种拓宽路基病害，其均会对公路行车稳定性和安全性产生不利影响，所以必须在分析相应病害形成机理的基础上，对其防治对策进行深入探究。

2 高速公路拓宽路基病害的防范对策

针对提升高速公路拓宽路基的施工质量，增强拼接部位的施工性能，减少搭接部位在施工之后的沉降量的措施而言，其主要通过提高新填土压实度标准、采用新型公路路基填料、开挖路基边坡台阶以及土工格栅铺设等，下面着重就这几种常见的施工方法进行探究。

2.1 开挖台阶

在高速公路拓宽路基施工的过程中，施工单位可以通过合理开挖台阶(台阶宽度不小于2 m)来去除公路路基边坡部分那些压实度不满足施工要求的填土和表层土，并进行压实处理，同时也可以增加新旧路基结合的有效面积，为土工格栅的建设提供必要的锚固长度和平台。但是台阶的形状会直接关乎新旧路基拼接的质量，常用的台阶形式主要包括内挖式、倾斜式和标准式三种类型，具体需要根据工程实践的实际情况以及经济性原则等来进行综合确定。另外，关于台阶设置时需不需要设置内倾角的问题，也需要根据实际情况来合理选择。

2.2 提高路基压实度

在现有的高速公路工程中，通过对拓宽高速公路路基的压实度进行提升，可以显著改善旧有公路路基的承载性能，确保其可以满足新时期的运行承载需求。实践研究表明，通过对高速公路拓展路基的新旧路基交接部位处进行压实处理，一般通常将拓宽路基压实度提高2个百分点，相应的承载力即可满足使用需求。另外，在新旧高速公路路基的结合部位处，需要合理设置分隔带，做好相应的防排水施工，避免地表水渗入地基而降低其整体承载性能和抗剪强度，从而可以避免路基出现失稳或者变形等问题；也可以在拓宽路面的交接部位处，在基层底面部位处合理敷设加筋材料来全面增强路基基层底面的抗裂性能和抗变形能力，以全面防范拓宽路基病害的出现。

2.3 铺设土工格栅

在高速公路新旧路基的交接部位处合理铺设土工格栅，有利于提升拓展路基的整体性，改善其受力情况，也有助于降低拓展路基所承受的剪应力和拉应力等应力，同时也有助于限制拓展高速公路路基的侧向位移，减小高速公路路基顶部横向的沉降量。通常而言，在高速公路拓展路基上敷设土工格栅的时候，适宜将其敷设在路基底面和路床上面，以避免路基在拉力作用下而开裂。可以说，土工格栅的敷设就是为了平衡路基的应力分布，降低新旧路基交接部位的不均匀沉降量。在现行土工格栅锚固的时候，主要采用“U”形锚钉或者台阶面自然锚固等方式，但是这两种锚固方式所预留的锚固长度仅为1 m左右，所以实际的锚固质量无法保证。而随着研究的深入，锚固板法等新型锚固法得到了广泛应用，其可以解决上述两种锚固方式所存在的不足，具体就是采用静压的方法来将钢筋混凝土锚固板压入到地基土中，并将其和格栅进行有效连接，以便借此来全面提升锚固力，增强锚固施工处理的效果。

3 结语

随着高速公路建设的发展，有许多已修公路的路基宽度已经无法满足交通运输需求，所以在不重建的基础上，就需要采取路基拓宽改造施工。本文针对拓宽路基可能存在的病害形成机理进行了分析，并提出了一些针对性的防治对策，以期全面防范拓宽路基病害的发生。

[1] 张春会,吕 锦.高速公路拓宽路基病理机理及防治[J].辽宁工程技术大学学报,2012(2):168-169.

[2] 赵 柯,荣 露.察格高速公路路基病害机理及防治研究[J].西部交通科技,2015(12):35-36.

[3] 金小平,王永旗.高速公路拓宽路基病害机理及防治[J].城市建设理论研究,2014(7):93-94.

On mechanism for diseases in widened subgrade on expressways and their prevention

Chen Yanhong

(Shanxi Road Engineering Inspection and Technical Consultancy Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

The paper indicates the performance of the diseases in the widened subgrade of expressways, and illustrates the prevention strategies for the widened subgrade diseases on the expressways from the step excavation, subgrade compaction, geogrid, and pavement, according to their mechanism for the diseases, so as to improve the construction of the expressways.

expressway, widened subgrade, disease mechanism, compaction, geogrid

1009-6825(2016)30-0158-02

2016-08-18

陈艳红(1975- )，女，工程师

U416.1

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