摘要：市政道路拓宽改造施工因建设环境复杂，道路交通正常通行影响大，规范项目管理、紧抓安全质量管控要点可提升项目安全管理水平。基于此，本文针对市政道路旧路拓宽新旧路基变形协调综合处治措施进行探讨，以供参考。
关键词：市政道路；旧路拓宽；路基变形；综合处治
引言
由于我国城市建设起步较晚，早期的城市规划不够科学，建成的市政道路，在经济高速发展下逐渐出现了不能适交通发展的需要，受到当时经济发展和施工技术等因素的限制，这些道路的路面宽度已无法满足当下交通运输需求，使用寿命也难以达到设计使用年限。一方面，道路病害频出，导致交通运输能力大幅下降;另一方面，社会经济发展迅速，对交通运输能力的要求越来越高。基于这些方面的原因，市政道路旧路拓宽工程已经势在必行。道路拓宽工程所面临的问题要根据旧路的实际情况，需要分别从道路的加宽类型，地下管线情况，路基当时施工质量，道路地质条件，行车荷载承重程度等方面因素综合考虑，其均会对加宽工程造成影响[1-3]。在众多的加宽工程病害中，不均匀沉降是最为常见也是最不容易处理的问题。在不均匀沉降控制方面最有效的方法就是建立控制变形，监控变形的监测控制体系。常用的监测手段主要包括，设计阶段控制、质量试验控制、施工阶段控制、路基加固控制、地基处理控制，施工及工后监测六种方式。随着道路的使用，原有道路路基在多年固结排水变形后基本完成了工后沉降，达到了最终沉降量，几乎不会再发生变形。而新建道路由于建成年限短，地基处理时间不足，地基也未在行车荷载作用下发生变形，极难与旧路基达到同步变形。所以无论采用何种措施，理论上新旧路基之间必然会产生不均匀沉降变形。但只要将其控制在一定范围内，就可以有效控制路基表面纵向裂缝的产生。因此，控制新旧路基的差异沉降就是市政旧路拓宽工程的重中之重。
1新旧路基差异沉降产生原因
在传统的土力学之中，通常将土作为固液气三相材料，性质复杂。其受力变形特性直接受到材料组成的影响。土体受压变形时，随着土颗粒的挤密变形，土骨架中的气体与液体逐渐排出，土体空隙变小，承载能力也逐渐提升，从而产生沉降，在行车荷载的作用下这一过程会进一步加快。在市政道路拓宽工程中，旧路基主要受到新增路面自重荷载，行车交通荷载以及路基自重应力产生，由于沉降基本完成，变形量非常小。而扩建的新路基需要通过提高施工质量，严格控制沉降，采用如多次碾压，增加压实度等方式来减小新路基后期沉降[4-6]。以应力扩散原理为基础，对路基分层碾压施工，相较于地基土，路基土更为密实，其承载能力也更高。所以旧路拓宽后发生在道路上的沉降变形主要是由新建道路部分地基土的变形产生。新旧路基的差异沉降主要由三大部分组成。(1)原有路基下方地基已基本完成固结，后续仅会发生徐变，变形量很小，而在旁边新地基上修筑的路基处于欠固结状态，在后续荷载作用下逐渐固结完成，变形量较大。(2)新建路基受自重应力影响，路基虽经过充分压实依然会在自重应力作用下逐渐产生向下的固结沉降[7]。(3)新旧路基均受到行车荷载作用，在动荷载作用下变形不断累计产生变形。旧路拓宽工程所产生的不均匀沉降主要是新旧路基填料的物理力学性质差异所引发的变形不同导致的，通过系统分析差异沉降产生的原因，进而采取有效的措施，有利于保证路基不均匀沉降在允许范围内。通常出现不均匀沉降主要是由于:(1)新旧路基二者材料不同，使用时间不同，导致的固结度不同引起不协调变形。(2)新旧路基结合部分未经过充分处理或采取处理措施不合理。(3)新路基的施工工艺肯定无法与老路基的施工工艺完全一致，固结时间也有差异。受施工水平和进度等因素的限制，新路基填料压实度无法达到规范要求时，也容易造成差异沉降。当施工质量存在缺陷时，如施工过程中检查不到位，导致填料中有不符合规范要求的材料混入也会产生不均匀沉降[8]。
2新旧路基差异沉降的控制标准
由于不同地区的地质情况不同，根据实际情况所用的差异沉降处治方法和施工技术也不同，相应的技术控制指标就要做出改变。目前国内外广泛采用的控制指标主要侧重通过总沉降量的控制和不均匀沉降最大值作为控制标准。市政道路的路基沉降主要分为施工阶段变形、前期运营阶段变形、后期徐变变形。其中施工沉降占了主要部分。因此，通过控制总沉降的最好办法就是控制施工期地基沉降。不同的差异沉降控制标准，决定了后续的施工方法和处治差异沉降的方案，故因地制宜的确定新旧路基差异沉降控制标准十分重要[9-10]。
3旧路加宽改建工程中路基加宽方式
3.1单侧拓宽
单侧拓宽路基是指在旧路基的某一侧进行道路拓宽，这种方法适用于拼接宽度与原有路基宽度相差不大的情况。在道路一侧进行拓宽，就城市人口建筑密集的状况而言，影响范围相对较小，临时交通容易组织。新旧搭接面少，施工工艺相对简单，施工速度快，可以充分保证加宽部分工程质量。这种拼接方式下新旧路基中心线不重合，其缺点就是新路基必然会有部分要建设在新的地基上，它的沉降量难以保证与老路基相同[11]。
3.2两侧拓宽
两侧加宽就是指以旧路中心线基本作为拓宽后道路的中心线，在旧路基的两侧基本一致的增加路基宽度。此种方法更适合市政道路，通过拆迁道路两侧居民住房等建筑物，减少道路约束，拓宽路基。两侧拓宽的方式可以有效避免道路拓宽过程中左右幅两侧路基沉降量不一致的问题，保证路基结构的对称性。但是这一方式的缺陷在于，施工期间必须全面封闭道路交通，会对市内交通造成很大的影响。
4旧路加宽改建案例分析
4.1工程概况
本案例所分析的工程实体位于城区，在道路使用期内，进行过路面砂改油改造工程，范围全长约15km，设计前期先对旧路基进行了详细调研，提出相应的旧路利用方案。通过初勘，得到了设计所需的各项指标。在此基础上对道路拓宽工程中不均匀沉降提出了治理以及预防措施。具体施工方法为:采用单侧加宽设计方案，对旧路拼接一侧边坡开挖台阶，并用强夯机械夯实，新路基分层碾压填筑，填筑完成后对拼接范围路基进行重复碾压，达到设计压实度的办法。
（1）原道路的路线走向需要满足国家与省级主干道具体要求，并根据城镇的经济布局及交通现状进行路线布设，以此对区域的交通条件予以有效改善，构建完善且健全的交通运输体系，为沿线经济进一步发展创造良好条件。（2）最大限度利用当前空间布线，根据旧路路面实际情况，按照技术可行和经济合理几项原则，确定具体的加宽方案，包括单侧加宽与双侧加宽。（3）为保证路面构造物实际利用率，减少投资，并尽可能简化工程设计与施工，对大中桥进行双侧加宽，其平纵线形需要和旧路完全一致。（4）注重环保，尽可能减少对山体进行的切割，充分利用沿线范围内的具有设施，如大型护面墙与防排水设施，以此减少工程的拆迁，减少对耕地的占用。此外，还要注意和沿线范围内的地形地貌良好结合，在充分利用现有地形的基础上，达到理想景观效果，在路线设计过程中必须形成较高的环保意识。
4.2路基路面综合处治
根据该道路路况、沿线不良地质与筑路材料实际情况，对不同因素对道路路基刚度存在的差异、沉降、侧移与防水渗水等造成的影响进行综合分析。采用技术经济分析的方法，对路基加宽方案实施深入分析和研究。
4.2.1基底处治
该道路沿线范围内存在大面积湿陷性黄土，为了使路基保持稳定，使构造物得以安全使用，减少因黄土发生湿陷导致新旧路基之间产生不均匀沉降。需在清除表层土以后，以施工场地实际条件为依据，采取冲压与强夯技术进行处理，并对防排水设计予以全面加强。
4.2.2软基处理
沿线范围内存在的软土以有机质泥炭为主，同时还含有很多细颗粒黏土及化学沉积物，经取样试验，路段范围内软土孔隙比为0.90～1.25。对此，应采取下列措施进行处治：（1）当软弱层厚度小于4m时，将软土部分或全部开挖，然后采用砂砾进行换填，再加铺一道土工格栅，促使软基受填土荷载持续作用后加快排水固结的速度，以逐渐提高基础的强度，使其保证稳定。（2）当软弱层厚度超过4m时，设置水泥粉喷桩，同时在桩顶增铺一道土工格栅，并填筑砂砾垫层以利排水，促使软土变为复合地基，在提高强度的同时，保证水稳定性与整体性，以显著提高地基整体承载力，减少沉降。
4.2.3路基填筑
在路堤施工中，应严格按照设计要求的边坡进行填筑，避免缺填，使用质量良好的填料。在横坡或纵坡坡比超过1∶5的段落，在填筑开始前应对原地面进行开挖，形成宽度为2m的台阶，并在台阶的表面预留一定斜坡，以利排水。具体的填筑厚度以所用填料类型及其最大松铺厚度为依据确定，当为土方路堤时，应控制在30cm以内。若填料的来源有所不同，填料性质存在明显差别，则填筑应分层进行，不可分段或在纵向上进行分幅填筑。在被水淹没的段落，用渗水性和水稳性相对较高的填料来填筑，保证填料质量能为后续碾压提供便利，更容易达到要求的碾压质量，从而提高压实度，增加路基整体强度[12]。
4.2.4结合部填筑
为保证新旧路基形成整体，并保持稳定，填筑开始前应对路基边坡表面进行开挖，形成台阶，开挖按照从旧路的边缘不断向内侧进行，台阶的高度和宽度分别按133mm和200mm控制。通过这样的处理能消除因过去施工过程中压实机具滞后导致路基压实度不满足要求的问题，还能保证边缘部分的压实度，使新旧路基形成整体，避免差异沉降的产生。在该改造工程中，新旧路基之间结合部位的碾压为重点环节，为保证结合部位压实度，应借助振动压实机进行分层碾压，另外，压实标准需在原要求基础增加2%～3%。
4.2.5路基补强
因工程建设初期压实机具比较落后，原道路路基的压实度相对较低，或因为原路经过长时间使用，产生若干破坏，导致承载力无法满足要求。以旧路基实际状况为依据，采用有效的补强方式来处理。若旧路基的土质情况良好，没有翻浆和软弹等问题，则将表面整平以后，利用振动压路机进行碾压，也可进行冲压处理，保证路基整体密实度；若旧路基存在翻浆和软弹等问题，先对表层土进行翻松，深度按30～50cm控制，然后掺加适量的石灰，在整平后进行碾压处理，使其达到密实；若局部翻浆等病害比较严重，应采取深层换填方法来处理；若原路基的土质情况很差，则可采用砂砾材料进行换填。
4.2.6台后加固
台背回填按图1所示流程完成施工后，原路中桥台搭板和涵台可能存在问题，如空洞与不均匀沉降，需采用注浆技术进行加固处理，采用水泥浆，水灰比按1∶1控制。注浆孔的孔径为7.5cm，扩散直径应达到40cm。注浆孔之间的距离为1m，呈梅花形，每个孔的深度为2m，注浆压力按照1～5MPa的范围内控制。完成注浆后，地基承载力不能小于250kPa。当达到以下情况时，方可结束注浆：（1）注浆压力不断升高，与设计终压相符后，继续注浆至少10min。（2）注浆量与设计数量相符，并且注浆结束时实际进浆量保持在20～30L/min范围内。注浆孔设置完毕后，对其进行认真检查与评定，若不合格，应立即处理，经检查确认无误后，方可开始注浆，对于注浆结果，其评定标准为：（1）收集并分析注浆记录，确定注浆压力与实际注浆量及其变化是否满足要求。（2）在桥台两侧选取三个注浆孔，将其作为注浆的检查孔。在注浆孔中进行岩芯的钻取，密切关注浆液的实际填充情况。在施工过程中，先对加宽部分路基进行填筑，待压实度达到要求后，开挖到垫层的底部，最后再予以注浆。注浆范围中，按照从外到内的顺序注浆，即先对路基两侧到桥台远端这一部位进行注浆，以此和桥台之间形成一个完整封闭圈，然后对圈内的土体进行注浆。注浆压力按从小到大原则不断施加，不可在刚开始就使用极大的压力。待注浆结束后，用黏土进行封顶处理，再对路面部分予以铺筑。
图1 台背回填施工工艺流程
4.2.7路面补强
对于强度符合要求的段落，采用以下方法进行处理：增铺AC-16C混合料，厚度为4cm；增铺AC-20C混合料下面层，厚度为5cm。当路段采用单侧加宽方式时，先对旧路面进行开挖，再进行新路面的铺设，在另外一侧铺设沥青混凝土进行补强，同时对路拱和纵坡予以调整；当路段采用双侧加宽方式时，先对两侧路肩+0.5m进行开挖，然后铺设沥青混凝土进行补强，同时对路拱和纵坡予以调整。旧路上需要保留的部位用切割机将其切割整齐，在铺筑之前对破碎的板块进行更换，并对裂缝进行修补与填充，将错台磨平后，对旧面层上的擦痕、松散与油迹进行清理，并剔除接缝当中存在的杂物与填缝材料。在水泥和沥青两种路面相接头的部位应设置一个搭板进行过渡。为避免半刚性基层产生反射裂缝，可在结合部位增铺一道宽度为3m的玻纤网，在铺设过程中，完成对玻纤网的张拉以后，使用锚具进行固定，再均匀喷洒一层黏层油。施工中使用的玻纤网应具有较高的强度，且防老化性能良好。
结束语
本文通过目前市政道路拓宽工程中存在的问题，对道路拓宽工程的常见病害与致灾机理进行了分析，对市政道路拓宽工程不均匀沉降的发展过程进行了详细分析，汇总提出了常见的工程治理方法，并列举了各种工程方法的优势。通过结合工程实例对市政道路拓宽过程中面临的实际问题以及常用处理方案进行了详细阐述。为日后市政道路拓宽工程设计和建设提供一点参考。
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