新老路基结合部处治技术施工指南(终)

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新老路基结合部处治设计施工技术指南 第一章 绪论

第一章 绪 论

1.1 引 言

近年来,随着我国交通运输事业的快速发展,一些公路已不能适应持续增长的交通需求。从减少占地面积、节约资金、充分利用原有道路等方面考虑,利用原有公路进行拓宽改建,无疑是一种投资少、见效快的措施。公路拓宽改建中,不可避免地面临路基拓宽、新老路基结合的问题,为保证新老路基共同承受路面结构和行车荷载作用所需的强度和稳定性,减少新老路基结合部的路面开裂、路基失稳等病害的发生,需要对新老路基结合部采取相应的处治技术。与新建路基相比,新老路基结合部处治设计施工技术中除了需遵守一般规定外,还应着重考虑路基拓宽工程特殊性对设计和施工的要求。其特殊性主要表现在:

1、新老路基的差异

(1)老路基由于承受多年自重和行车荷载作用,地基的固结沉降和路基的压缩变形已完成或基本完成,而新路基施工结束后会产生进一步的地基固结沉降和路基压缩变形;

(2)路基填料或压实度不同会引起新老路基的回弹模量存在差异; (3)上述因素将导致新老路基在拓宽道路运营中的工程响应存在差异。 2、新老路基的相互作用

(1)拓宽改建施工过程中和施工后,新路基填土会通过老路边坡将部分荷载传递给老路基,会导致老路基发生二次沉降和压缩变形;

(2)新路基发生沉降时,通过新老路基界面的负摩阻力也会促使老路基发生变形;

(3)老路基发生的变形反映到路基顶面,会在老路路面结构中形成附加应力,可能导致老路路面结构的损坏。

3、老路基对新路基设计和施工的制约和限制

(1)老路的断面形式和边坡类型限制新路基的拓宽方式和施工场地; (2)新老路基结合部处治技术,如老路边坡台阶开挖,加筋材料铺设等受到老路基的限制;

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新老路基结合部处治设计施工技术指南 第一章 绪论

(3)设置新路基的排水设施时,需要对老路基原有的排水设施进行改造和衔接利用;

(4)结合部新路基填土的填筑和压实相对困难,压实度难以保证;

(5)若地基下卧层土质较差,对拓宽路基范围地基进行处理时,需考虑施工对老路基的影响;

(6)为不影响老路的交通状况,新路基的施工受到限制。

由于公路拓宽改建工程具有上述特殊的工程特点,以往公路拓宽改建工程缺少可资借鉴的工程经验和明确的设计理论方法,现行公路路基设计和施工技术规范主要也是针对新路基的修建,而对路基拓宽改建工程中新老路基结合部处治设计施工技术则很少涉及。因此,制定《新老路基结合部处治设计施工技术指南》,明确路基拓宽的设计理论和方法体系,提供新老路基结合部处治的技术措施、施工工艺和质量控制方法,可以弥补现行相关规范的不足,为今后公路拓宽改建工程提供参考和指导。

本《指南》包括的主要内容: (1)新老路基结合的主要方式 (2)路基拓宽的设计方法

(3)新老路基结合部处治技术的分类和设计施工原则 (4)新老路基结合部地基处理技术 (7)新老路基结合部的界面处治技术 (8)拓宽路基的设计和施工

(9)新老路基结合部的路面辅助处治措施与排水 凡与新建路基工程相同之处,本《指南》不再赘述。

1.2 新老路基结合的主要方式

按照地形地基条件、路基的拓宽范围(双侧或单侧)、新老路基填挖型式(填方或挖方)、新老边坡类型(自然放坡或设支挡结构)、共同作用层厚度(共同填高层或挖方层厚度),可以将路基拓宽、新老路基结合方式分为17大类、36小类。各分类方式的图示和特征如下(图中,h为共同作用层厚度;b-o、b-n分别为老路基和新路基的宽度)。在实际工程中,可根据具体的工程特点,合理选取下述某种拓宽方式进行公路的拓宽改建。

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新老路基结合部处治设计施工技术指南 第一章 绪论

1、挖方老路基+挖方新路基

如图1-1所示,为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽方式。新、老路基均完全由挖方形成,但两者可以因路基标高不同,有不同的共同作用层厚度。此类拓宽方式由于新老路基的总体相近,由新老路基不协调变形而引起的病害较为少见,其主要问题是内侧道路挖方所造成的排水不良。

b-nb-o新路基老路基新路基b-n老路基b-oha 新路基高于老路基 b新路基低于老路基 图1-1 挖方老路基+挖方新路基

2、挖方老路基+填方新路基

如图1-2所示,为山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。老路基为全路堑型式,新路基由自然放坡而成。拓宽路基填料多选用就近路段的挖方体,新、老路基在填料类型、压实度等方面均存在一定的差异;非陡坡的拓宽还可能处于洪积层、坡积层等软弱地基区域,此时与平原软土地基的路基拓宽存在类似的问题。

b-ob-nb-ob-n老路基新路基h老路基新路基ha 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-2 挖方老路基+填方新路基

3、半填半挖老路基+挖方新路基

如图1-3所示,为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽型式。老路基为半填半挖,新路基由挖方形成。此类拓宽方式和拓宽方式1存在相同的问题。

4、半填半挖老路基+填方新路基

如图1-4所示,为山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。老路基为半填半挖,新路基为填方,这类拓宽方式的核心问题在于同一断面上的路基土存在较大差异:老路基挖方部分为山体开挖的原状土且经多年行车荷载作用,老路基填方部分也经

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h新老路基结合部处治设计施工技术指南 第一章 绪论

过多年固结和行车荷载作用,而新路基则是自然放坡的新填路基,固结度小,潜在变形较大。

新路基b-n老路基b-o新路基h老路基b-nb-oa 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-3 半填半挖老路基+挖方新路基

。 b-ob-n老路基新路基老路基新路基hb-ohb-n a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-4 半填半挖老路基+填方新路基

5、填方老路堤+挖方新路基

如图1-5所示,为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽型式。这类拓宽方式的主要问题一是新、老路基性能差异大,二是新老路基结合面为原自然边坡,相对薄弱。

a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-5 填方老路堤+挖方新路基

b-nb-o新路基老路基新路基老路基hhb-nb-o6、填方老路堤+填方新路堤

如图1-6为山区非陡坡道路单外侧填方拓宽型式。其主要问题是新、老路基填筑年代不同,一方面两者在填料和压实度方面可能存在差异;另一方面两者的固结程度也不同,易发生工后不协调变形,导致相关病害。

7、挖方老路基+两侧拓宽新路基

如图1-7所示,为山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为挖方路基,新路基则一侧为挖方路基,另一侧为填方路基。这类方式兼有填方拓宽和挖方拓宽的特点。

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老路基新路基老路基h新路基b-ob-nb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-6 填方老路堤+填方新路基

a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-7 挖方老路基+两侧拓宽新路基

新路基老路基新路基新路基老路基新路基hhb-nb-ob-nb-nb-ob-n8、半填半挖老路基+两侧拓宽新路基

如图1-8所示,为山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为半填半挖,老路内侧为挖方拓宽,外侧为自然放坡填方拓宽。这类拓宽方式在道路横断面上形成4种不同的路基类型,即挖方新路基、挖方老路基、填方老路基和填方新路基,它们在路基材料、压实度和固结程度等方面都存在差异,从而导致路基路面的不协调变形。

b-nb-ob-n新路基老路基新路基新路基老路基新路基h

b-nb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基

图1-8 半填半挖老路基+两侧拓宽新路基

9、填方老路堤+两侧拓宽新路基

如图1-9所示,为山区非陡坡道路双侧拓宽型式。老路基为填方路基,老路内侧为挖方路堑拓宽,外侧为自然放坡填方拓宽。此种型式兼有挖方拓宽和填方拓宽的特点。

10、路堑老路堤+单侧挖方新路基

如图1-10所示,为山区全路堑老路基单侧拓宽型式。由于新路基、老路基均为

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