孫國紅,李麗珍,呂 婧

內蒙古交通設計研究院有限責任公司,內蒙古呼和浩特 010010

1 概述

隨著公路建設的迅猛發(fā)展，未來的幾年或幾十年，舊路的改擴建工程必然增多，公路拓建必然要考慮線型限制、路基拓寬以及新老路基結合等問題，保證新老路基協(xié)調變形，共同承擔荷載，減少新老結合部位的路面開裂、路基失穩(wěn)等病害的發(fā)生。

近幾年，國內其它省份完成的改擴建工程較多，供借鑒的經驗較多，但是針對每個項目的獨特性，項目之間必然存在諸多差異需要補充和完善，本文結合我區(qū)集寧至呼和浩特段改擴建工程、呼和浩特至武川公路兩個擴建（二級改造一級）項目的實施以及在設計過程中討論的一些問題為例加以闡述。以期項目在實施階段能夠引起項目相關方足夠的重視，同時也將對與之相近的工程提供一些借鑒經驗。與新建路基相比，新老路基結合部處治設計施工技術中除了需遵守一般規(guī)定外，還應著重考慮路基拓寬工程特殊性對設計和施工的要求。其特殊性主要表現(xiàn)在：

1）新老路基的差異

（1）老路基由于承受多年自重和行車荷載作用，地基的固結沉降和路基的壓縮變形已完成或基本完成，而新路基施工結束后會產生進一步的地基固結沉降和路基壓縮變形；

（2）路基填料或壓實度不同會引起新老路基的回彈模量存在差異；

（3）上述因素將導致新老路基在拓寬道路運營中的工程響應存在差異。

2）新老路基的相互作用

（1）拓寬改建施工過程中和施工后，新路基填土會通過老路邊坡將部分荷載傳遞給老路基，會導致老路基發(fā)生二次沉降和壓縮變形；

（2）新路基發(fā)生沉降時，通過新老路基界面的負摩阻力也會促使老路基發(fā)生變形；

（3）老路基發(fā)生的變形反映到路基頂面，會在老路路面結構中形成附加應力，可能導致老路路面結構的損壞。

3）老路基對新路基設計和施工的制約與限制

（1）老路的斷面形式和邊坡類型限制新路基的拓寬方式和施工場地；

（2）新老路基結合部處治技術，如老路邊坡臺階開挖，加筋材料鋪設等受到老路基的限制；

（3）設置新路基的排水設施時，需要對老路基原有的排水設施進行改造和銜接利用；

（4）結合部新路基填土的填筑和壓實相對困難，壓實度難以保證；

（5）若地基下臥層土質較差，對拓寬路基范圍地基進行處理時，需考慮施工對老路基的影響；

（6）為不影響老路的交通狀況，新路基的施工受到限制。

2 工程概況及主要問題探討

2.1 國道110線呼集二期改擴建項目

國道110線集寧至呼和浩特段二級公路是自治區(qū)首府呼和浩特市通往京、津、冀地區(qū)重要的出口公路，也是蒙西地區(qū)的重要資源運輸通道。2006年9月～2007年10月進行了一期改造，大部分路段在原路基上進行加鋪路面或補強處理，局部段落對原路基進行了挖除換填，大中橋進行了橋面鋪裝、防護、防撞設施進行了修繕處理，小橋、涵洞在一期改建過程中，采取了換板或拆除新建等相應措施，目前國道110線使用情況良好。

由于地形、地質以及現(xiàn)有高速公路、鐵路、舊國道以及文物等因素的限制，二期改擴建項目在初步設計階段提出了7條比較線加以綜合比較定線，推薦線位與舊路相互交叉跨越7次，路基型式包括整體式與分離式。其中，整體式包括舊路單側加寬及雙側加寬（如圖a、b所示）；分離式包括新舊路分幅以及兩幅均需新建的分離式斷面（如圖c、d所示）。

針對這種新老路基的結合以及本項目重輕載具有明顯的方向性，左幅去往北京方向以運煤車輛為主，右幅多為返程的空車，因此左右幅路面根據(jù)實際情況采取不同的結構和厚度。設計過程中必然需要多元多因素考慮。該項目中大多是分離式斷面，部分分離式斷面其實一樣存在問題，當然如果邊坡坡腳沒有交叉就應該沒有多少問題，但是如果坡腳交叉，排水與路基壓實成了兩大難題，這些問題在初步設計階段已經進行了多方案論證，分離式路基中間設置了淺碟式排水溝等排水構造物。

2.2 工程實施中遇到的問題及處理對策

1）關于舊路邊坡的處理問題

舊路邊坡填土的壓實度大都達不到路基設計要求，必須予以清除，然后將邊坡挖成臺階（臺階寬度不小于1m），按照新建一級公路的標準分層填筑及碾壓。為了減少新舊路基的不均勻沉降，每填筑三層素土加設一層3m寬8%灰土，覆蓋接茬位置?；彝痢⑺赝翂簩嵍染船F(xiàn)行規(guī)范提高一個百分點。

2）路基加寬問題

對于幫寬寬度≤1m路段，考慮到幫寬部位將來較少受力和施工的方便性，從舊路瀝青路面外邊緣向下以1:0.3坡度開挖50cm，夯實基底后，再用15cm石灰（或二灰穩(wěn)定土）穩(wěn)定土及35cm C15水泥混凝土補至所需寬度并與舊路同高，再統(tǒng)一進行其上層施工。

對于幫寬寬度≥1m的段落，按1:0.3坡度對舊路路面結構進行開挖，開挖寬度≥2.5m以滿足施工機攤鋪和碾壓的要求，用20cm石灰穩(wěn)定土（或二灰穩(wěn)定土）加上30cm水泥穩(wěn)定碎石結構補足路面所需寬度并與舊路同高，再統(tǒng)一進行其上層結構層施工。

3）路面結構方案

根據(jù)本項目建成后運營車輛的特點，結合當?shù)刂凡牧系姆植记闆r，路面采用瀝青混凝土高級路面。同時考慮到本項目建成后行駛車輛左右兩幅區(qū)別較大，左幅去往北京方向以運煤車輛為主，右幅多為返程的空車，因此左右幅路面根據(jù)實際情況采取不同的結構和厚度。左幅重車一側路面選用兩個結構方案進行了比選。

粗粒式密級配瀝青碎石（ATB-30）柔性基層是一種新興的路面結構，該結構可有效地減少路面溫縮裂縫，提高路面的抗疲勞能力和水穩(wěn)性能，同時該結構具有維修費用低、抗剪強度和抗彎拉強度高、路面使用壽命長的優(yōu)點；其主要缺點是施工工藝較為復雜，施工時容易產生離析不易控制，造價較高。通過優(yōu)缺點分析，結合本項目重載運煤車輛多的特點，從遠期的綜合效益考慮，擬采用該結構作為本項目左幅重車一側路面結構的推薦方案。

表1 路面結構方案

2.3 省道104線呼和浩特至武川一級公路工程項目

呼和浩特至武川段一級公路是呼和浩特市公路網遠景規(guī)劃的重要組成部分，是內蒙古自治區(qū)首府呼和浩特通往二連浩特口岸的一條南北大通道?，F(xiàn)有舊路于2002年8月建成通車，該段公路是由原有三級公路改造而成，所以平縱指標較低，路線全長41.979km，采用標準為山嶺重丘區(qū)二級公路，路基寬度12m，路面寬11m，9cm瀝青混凝土高等級路面，全硬化路肩，現(xiàn)有路面技術狀況良好。本次實施項目大部分段落為利用舊路新建一幅，達到山嶺重丘區(qū)一級公路標準。工程規(guī)模：路線總長37.464km，其中分離式斷面長27.61km、整體式斷面長9.854km，大橋8座，中橋2座，小橋7座，涵洞72道，隧道3座，分離立交1座，平交21處。如此復雜的項目在設計之初必然會考慮很多問題并做出相應解決措施，現(xiàn)僅對如下問題加以論述：

2.4 工程實施中遇到的問題及處理對策

關于半填半挖老路基加填方新路基結合的問題

如圖e所示，為山區(qū)陡坡道路單外側填方拓寬型式。老路基為半填半挖型式，新路基為填方。這類拓寬方式的核心問題在于同一斷面上的路基土存在較大差異，即老路基挖方部分為山體開挖的原狀土且經多年行車荷載作用，老路基填方部分也經過多年固結和行車荷載作用，而新路基則是自然放坡的新填路基，固結度小，潛在變形較大針對這種路基，項目實施過程中主要考慮了以下幾個問題：

1）如果新路基采用自然放坡，必然會壓縮河道，導致泄洪不暢，所以采用重力式擋土護肩墻收腳，以減少河道壓縮，同時也增加了新路基的穩(wěn)定性，減少沉降。

2）由于山區(qū)地形所限，出現(xiàn)了如圖e所示新路基壓縮老路基邊坡的情況。新老路基結合面為舊路自然邊坡，相對薄弱。針對這種情況在新老路基結合部位設置加筋混凝土墻，在確保舊路基穩(wěn)定，而且收縮了坡腳，同時，也對新路基起到了防護作用。由于在施工期間，舊路處于營運狀態(tài)，在動荷載作用下開挖邊坡，施工難度可想而知，而且新老擋墻間的墻背填筑施工難度較大，通常不易壓實，拓寬路基易形成工后壓密變形，所以設計時對施工工藝多方討論，提出了較高要求。

3）新路基低于老路基的安全措施問題

新老路面標高落差較大，行車安全措施必須予以考慮，所以在舊路設置矮墻式與加強性護欄，確保上路基行車不會因事故跌落到下路基。

3 結論

舊路加寬處治的方案很多，各種方案都具其自身的優(yōu)缺點和適用條件，在進行具體的方案設計時，要對各種方案進行充分的研究，然后綜合考慮具體工程的地質條件、道路等級標準和使用要求、現(xiàn)場施工條件，以及對周圍環(huán)境的影響等因素，選擇最適宜的方案。項目大段落利用舊路進行公路升級改造成高等級公路在我區(qū)剛剛起步，這兩個項目的實施，必然會積累一些寶貴的經驗。方案實施成效有待時間的考證。

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