摘要：高速公路拓宽工程病害的成因是多方面的。为了进一步了解高速公路拓宽路基施工中的病害，需要大量获取工程实际经验，寻找出现质量问题的原因，再提出相应的处理方法，以充分降低工程项目出现路基病害的概率，为强化高速公路运行能力奠定基础。本文分析了高速公路拓宽路基病害及原因，提出了高速公路拓宽路基病害防治策略。
关键词：高速公路；拓宽路基；病害机理；防治方法
目前，我国之前修筑的部分尤其是高速公路的路基路面已难以满足交通需求，对区域经济发展产生一定影响。旧路拓宽改建是强化老旧高速公路运行能力的重要手段。在旧路拓宽改建过程中，路基病害是影响工程施工质量的重要因素，若不能有效处理，将会对高速公路的后期运营产生影响。因此，应重视对高速公路拓宽路基病害问题的研究，以切实保证公路运行能力。
一、高速公路拓宽路基病害及原因
影响旧路拓宽工程性状的主要因素有：新老路基间的不协调变形、新老路基之间的不良结合，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。引起拓宽工程路基病害的主要原因有：
1、差异沉降。差异沉降一般出现在高速公路拓宽中，新老公路路基之间差异沉降是最为常见的路基病害类型。这是因为随着公路项目的持续运营，老公路的路基固结模式已经完成，但是新公路的路基固结正在进行或者刚刚开始，这导致新路基的沉降量要比老路基大。在这种特殊形式影响下，路基沉降差异会使得新老路基的结合面出现滑移，使得新填路基的稳定性缺失，这必然会对公路产生巨大的影响。此外，路基差异变形也常常会在路面结构表现，使得道路出现结构性的损害，比如如果是拓宽的为沥青路面，那么在新老交界处就会出现大量纵向裂缝，如果新老路面的沉降比较严重，则会出现面层破碎问题。如果是水泥混凝土路面拓宽，在新老结合部位就会出现纵向裂缝，裂缝如果进一步延展，则会出现底板脱空问题。
2、路面裂缝。路面裂缝主要由道路差异沉降引起的，差异沉降会影响道路结构性能。如果道路结构承载力以及路面状况下降到道路无法承受的水平，会对行车安全性构成较大威胁。道路裂缝一般集中在高路堤的拓宽地带，此外在软土层以及低洼地进行路基拓宽也会使道路的整体稳定性下降。
3、坍塌。山坡的堆积物受自重作用的影响，路基边坡常常会出现不同坍塌现象。发生坍塌的速度较快，并且土石还存在流动的情况，在土石运动结束后，坍塌体会逐渐趋于稳定，并没有滑动面存在。出现坍塌的主要原因包括开挖路堑的边坡较陡，这就会使得边坡的支撑力下降，如果堆积物受到地表水或者地下水影响，土壤抗剪强度也会逐渐降低，并且在冬季土壤会冻结，春季融化，在冻结与融化的反复作用下，边坡土壤的稳定性会下降，并且边坡土壤也会因为风化作用以及地震作用，使边坡的稳定性逐渐降低。边坡坍塌对公路路基的危害受坍塌规模的影响，边坡坍塌发生时具有较强的冲击力，会对路基产生巨大的破坏。
4、滑坡。滑坡主要是堆积层及岩层在重力的作用下会整体沿山体出现向下滑动的趋势。滑坡与地面水及地表水活动有直接的联系，滑动的速度通常比较缓慢。在每次滑动结束后，滑动体处于不稳定的状态，进而出现新的变形情况。滑动体内部各个部位的相对位置不会发生改变，而如果边坡的角度较大，会使滑动体的速度加快，这就会使得部分土体出现翻转，这属于崩塌性滑坡。滑坡的形成以及影响因素众多，从地质条件上来看，滑坡一般发生在稳定性较差的土质或者软弱的岩层上，并且在长期雨水的冲刷下，土层之间会之间产生缝隙，在土体自身重力以及水的动力作用下，很有可能发生滑坡。比如堆积及岩层接触面越来越陡，堆积层的土体自重越大，如此往往很容易出现滑坡。而从水文条件下，地表水及地下水会对土体的稳定性产生影响，这为滑坡的形成提供助力。
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二、高速公路拓宽路基病害防治策略
1、路基沉降及裂缝的防治。高速公路路基拓宽过程中，为了防止路基沉降及裂缝病害的发生，应使用优质施工材料，以保证填筑的路基强度，进而确保加宽公路的质量。在高速公路拓宽施工构成中，还应处理好边坡的软弱土以及腐质土，使土体坚固度不高的部分通过相应的处理变得更加牢固。处理边坡与路基结合部位时，应开挖台阶，并且还应保证台阶压实度及宽度达到相应的设计标准，从而保证新老路基得以完美结合。边坡开挖结束后需要立即进行新路基的施工，从而避免恶劣的自然环境对边坡造成影响。此外，路基拓宽施工中，需要保证新路基的压实度满足质量控制的要求。在实际施工中除了常规分层压实以及分层填筑等方法，还需结合偏心振动碾压来提高新路基的压实度，从而有效避免路基病害的产生。拓宽施工中，还需要重点处理好新老路基的结合部位，可以使用土工格栅，土工格栅对土接触面具有非常大的摩擦作用，这能够控制加宽处土质的垂直应力，使土的承载力提升，有效控制路基沉降问题，并且土工格栅还对土壤有锁定作用，这能够充分发挥土体的抗剪强度。
2、坍塌及崩塌防治。防止坍塌及崩塌对路基的影响，需要分析坍塌的形成原因，因地制宜以做好路基病害的防治工作。具体防治策略为：对于填方路段的沟渠，首先要将旧砌体及杂物清除，然后用与其相同的土填平，再用打夯机夯实，其压实度不能低于老路基的压实度，若土体含水量较大，须翻松晾晒或掺灰处理后碾压，保证压实时满足最佳含水量的要求。清除表土后的边沟，其开槽宽度至少要保证压路机的作业宽度，待底部碾压合格后，再分层回填碾压，直至与周围地表相平。施工时注意保持边沟畅通。路基边坡处理，影响边坡稳定的一个重要因素是水的作用，特别是暴雨较多地区的路基边坡冲刷、侵蚀严重，所以在施工中每隔15 m 左右挖横向临时排水沟，以利台阶内积水的排除，并采取措施截断路面水，防止雨水直接冲刷、渗透边坡，降低台阶面的土体强度，以免影响结合部的质量。为减少和避免挖除后台阶上部的土方坍塌，雨季施工时尽量压缩工作面。施工中对原路边坡进行削坡时，不允许存留腐殖土和松软土体，要求将其处理成牢固的结合面。去除边坡一定深度内的表层土和压实不足的填土，换填并压实。
3、滑坡的防治。滑坡防治主要包括两个方面的内容，即减少水危害以及增加滑坡体平衡条件。首先，在水危害的处理上，地表水的排除可以采取以下几方面的操作：第一，将滑坡体以外的地表水切断，使得地表水不会流入到滑坡体内；第二，结合滑坡体的地形以及水量具体情况，可以在滑坡区设置树枝状的排水系统；第三，可以在山坡种植草皮，借助植物根系以提升地表土体稳定性。而地下水排除则可以采取盲沟支撑及泄水洞设置的方式，具体实施上需要根据土壤及流量具体情况设置好倒滤层，以避免潜蚀作用引起的陷穴问题。其次是滑坡体重平衡条件的增加，可以采取减重或者修建支撑结构的办法进行，在防治操作过程中，需要注意支撑构造物基础部位的修建，将基础部分埋置于滑动面以下硬层及基岩上方，这主要是为了保证边坡的稳定性。
总之，高速公路路基病害的类型与原因多种多样，为了进一步了解公路运营过程中存在的病害，应结合大量工程实际，对高速公路路基中常见的病害进行分析，并制定相应的路基病害防治及处理策略，以期降低公路工程项目后续运营过程中出现路基病害的概率，进一步为强化高速公路的运行能力奠定坚实的基础。
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论文作者:杨海刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/27
标签：路基论文; 病害论文; 高速公路论文; 滑坡论文; 新老论文; 地表水论文; 裂缝论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;