高速公路加寬路基病害原因

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

　　高等級公路改擴建工程路基加寬出現(xiàn)的各種病害，其產(chǎn)生的原因與地質勘察、設計施工等有關。按照病害的類型，可以從穩(wěn)定性和變形兩個方面分析其產(chǎn)生機理。

　　1.穩(wěn)定性不足

　　穩(wěn)定性不足是指加寬路基自身穩(wěn)定性不能滿足穩(wěn)定要求，或者新老路基結合部結合強度不足。主要表現(xiàn)為如下方面。

　?。?）地基坡面過陡

　　在山區(qū)加寬工程中，地形條件復雜，經(jīng)常需要在陡坡地基上進行加寬路基的填筑。為保證加寬路堤的穩(wěn)定性，加寬常采用重力式擋墻或者輕型擋墻的支擋結構。當原地基邊坡存在潛在破裂面或滑移面時，加寬路基將沿此破裂面或滑移面產(chǎn)生滑移，從而導致整體失穩(wěn)；地基土的抗剪強度會因雨水浸入濕化，在干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等外界因素的影響下降低；進行支擋結構設計時，獲取的道路沿線地質資料不夠完整，因此擋墻設計一般以經(jīng)驗為主，對擋墻缺乏必要的穩(wěn)定性驗算，實際施工時基礎埋深隨意性強，影響支擋結構的穩(wěn)定性。

　?。?）地基存在軟弱下臥層

　　當?shù)鼗嬖谲浫跸屡P層，如壓縮系數(shù)大、流變性顯著的軟土時，新老路基結合部結合強度不足，從而產(chǎn)生自結合面至軟弱層頂面的滑動面。另外，軟弱下臥層具有流變性，側向變形大，軟弱地基土向路堤外側擠出，加寬路基坡腳出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，并伴隨塑性區(qū)域的開展，最終導致邊坡失穩(wěn)。

　?。?）新老路基結合部強度不足

　　新老路基結合部強度不足主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

　?、傩吕下坊Y合部施工工藝較復雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質量因素，如密實度達不到標準、開挖臺階沒有達到設計要求、老路基邊坡沒有處理完全等。因此，各種施工原因造成了結合部的強度不足。

　?、谠谛吕下坊Y合部沒有設置土工合成材料（如土工格柵、土工格室等），或土工合成材料和填土之間的摩擦力較小，或土工合成材料埋人新老路基的長度不夠，致使其未能充分發(fā)揮加筋性能。

　?、奂訉捖坊盍陷^差，抗風化性能、抗淘蝕性能不足。施工過程中，路基填料多半就近選取，對材料粒徑、級配及材料本身的物理力學性質等方面控制不嚴，填料中含有有機植物根莖及腐蝕性耕植土的現(xiàn)象較為普遍。山區(qū)路基填土多為土石混合料，對路表水和地下水有一定滲透能力，填料中細顆粒材料通常占很大比重，滲水時易發(fā)生淘蝕。

　?、芘潘O施不完善，設施布置不合理，導致地表水下滲，形成滯水、積水和滲水。路基土受水浸泡而濕軟，強度急劇下降。另外，山區(qū)暴雨可能造成坡體發(fā)生很小的坍塌，淤塞道路內側邊溝，養(yǎng)護不及時可導致路基上側雨水漫過路面，雨水可能從路面滲入路基。若路面已經(jīng)開裂，雨水自裂縫進入路基，加劇裂縫擴張并導致路基強度下降。

　　因此，當?shù)鼗匦魏偷刭|條件不佳時，加寬路基容易出現(xiàn)和一般新建路基相同的穩(wěn)定性問題，這些均可以通過詳盡的地質勘查、認真設計和嚴格施工來避免。而加寬路基穩(wěn)定性的特殊影響因素表現(xiàn)在新老路基之間的結合強度，它和老路邊坡及原路表的處理、臺階的開挖、加筋的設計和施工、排水設施設計和養(yǎng)護的完善、填土的質量等均有關系。

　　2.變形不協(xié)調

　　新老路基變形不協(xié)調以不均勻沉降為主，是地基和路堤的固結沉降與壓縮變形的空間差異在路基頂面的反映。按照變形形成的原因來分類，新老路基變形不協(xié)調主要由三個方面組成。

　　（1）新老路基的自身壓縮變形。產(chǎn)生主要原因是填土的壓實度不足、填石路堤咬合狀態(tài)不好而發(fā)生滑移，或者路堤采用壓縮性大而固結時間長的黏土。由于老路基已經(jīng)使用一段時間，在堤身荷載作用下的壓縮變形已基本完成，而新路基在加寬施工結束后仍發(fā)生較大的壓縮變形。

　　由于不同填料的壓縮系數(shù)不同，即使相同的壓實度，細粒土與粗粒土路堤在自身荷載作用下的壓密沉降也不相同。當路基加寬寬度較小時，新填路基施工時大型壓實機具很難發(fā)揮作用，壓實難度較大，而較低的壓實度不僅使路基自身的壓縮變形增加，而且使行車荷載作用下的路基塑性累積變形大大增加。所以，通常在地質條件良好，路基自身壓縮變形占主導地位時，新老路基的變形不協(xié)調將導致加寬部分路面的損壞。

　　（2）新路基作用下地基的固結沉降。這種沉降主要發(fā)生在地基下臥層土質條件較差的路段。土體壓縮性大、固結時間長，在施工結束后仍然發(fā)生很大的沉降。而老路基作用下的地基在老路堤自重荷載作用下固結變形已完成或基本完成，在新路堤自重荷載作用下地表發(fā)生不協(xié)調變形，并最終反映到路堤頂面，造成路面結構的損壞。當?shù)刭|條件差，地基的固結變形在不協(xié)調變形中占主導地位時，老路基遠離加寬路基部分產(chǎn)生的沉降較小，靠近加寬路基部分產(chǎn)生的沉降較大，從而在老路基頂面產(chǎn)生不協(xié)調變形，導致老路路面的損壞、開裂。

　　（3）新老路基結合部結合強度不足，造成新路基沿結合面的滑移，這種情況下不僅產(chǎn)生變形不協(xié)調，甚至可能發(fā)生錯臺及整體失穩(wěn)。這種變形不協(xié)調將導致新老路基結合部附近的路面損壞、開裂（瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫，半剛性基層或水泥混凝土路面出現(xiàn)斷裂）。

　　所以，在不同工程特點和地基地質條件下，加寬工程出現(xiàn)的新老路基不協(xié)調變形產(chǎn)生的主要組成機理是不同的，在路面結構上反映的損壞部位也是不同的，設計和施工時要有針對性地采用處理措施。

　　實際上，高等級公路路基加寬常見病害產(chǎn)生的主要原因有新老路基間的差異沉降、新老路基之間的不良結合、路基路面整體抗變形能力、路基穩(wěn)定性，以及水文、地質條件等。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果，但新老路基間的變形不協(xié)調和新老路基的不良結合是導致相關病害產(chǎn)生的主要原因。