新老路基结合部处治技术施工指南(终)

新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论1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；新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论2（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。新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论31、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。a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。a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b-ob-n老基路h新基路b-ob-n老基路h新基路b-ob-n新路基老路基hh基路老基路新b-nb-o新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论4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。a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。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6、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。b-ob-n新路基老路基hhb-n路基新路b-o基老b-ob-nh老基路新基路b-ob-nh路基老路基新b-ob-n新路基h老路基b-ob-n基路新基路老h新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论5a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8、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。a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b-o老路基b-n新路基hb-ob-n基路老基路新hb-ob-n新路基老路基路基新b-nh新基路h老基路新路基b-nb-ob-nb-ob-n基新路基b-n基老路新路h基基基路老路新路新hb-nb-ob-n新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论6挖方路堑拓宽，除挖方区域属不良地基条件，新老路基的地基条件一般差异不大，但仍需要重视路基路面排水。a新路基高于老路基b新路基低于老路基图1-9填方老路堤+两侧拓宽新路基a新路基高于老路基b新路基低于老路基图1-10路堑老路堤+单侧挖方新路基11、路堑老路堤+双侧挖方新路基如图1-11所示，为山区全路堑老路基双侧拓宽型式。型式与结合方式10相似，只是从单侧拓宽变为双侧拓宽。由于挖方拓宽通常需重新设置边坡防护，因此对双侧拓宽来说，边坡防护工程量要大于前者。a新路基高于老路基b新路基低于老路基图1-11路堑老路基+双侧挖方新路基12、路堑老路基+外侧拓宽如图1-12所示，为山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为挖方，拓宽处分别设置了支挡结构（如重力式挡土墙）、栈桥结构、填土放坡。该三类结合方式所处地形通常较为陡峻。设置挡墙的结合方式应首先确保挡墙本身的稳定性，另外还需注意墙背填料填筑时的施工质量、填料的级配等要求，以控制墙背填料的工后差异沉降；栈桥型式拓宽，拓宽部分须建造成桥梁结构型式，建筑成本有所上升，但通常相应b-ob-n新路基新路基b-n老路基hhb-ob-n基路新基路老基路新b-n新路堤老路堤新路堤hb-nb-ob-n新路基基路老h基路新b-nb-ob-nh新老基路基路b-ob-n老基路新基路hb-ob-n新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论7病害会减少较多；外侧拓宽处放坡需要大量土石方，投资上不经济，且施工困难，对该处原地面产生的附加荷载大，极易产生拓宽处放坡路堤与老路基间的过量差异沉降，从而造成路面相关病害。a外侧拓宽设挡墙b外侧拓宽设栈桥c外侧拓宽放坡图1-12路堑老路基+外侧拓宽13、半填半挖老路基＋外侧拓宽设挡墙如图1-13所示，为山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为半填半挖型式，填方部分采用放坡型式或者设置支挡结构，而新路基均为在外侧拓宽处设置支挡结构。当老路填方采用外侧放坡型式时，给新路外侧拓宽处挡墙的设置创造了一定的有利条件。除非老路填方边坡本身存在明显稳定问题和施工质量问题，已出现一些病害，此时挡墙设置应考虑尽可能埋设至老路基的地基层面中，一般正常情况下可适当减小挡墙高度，以节省工程造价。而当老路填方部分设置支挡结构时，由于地处陡坡区域，新设置的挡墙通常需建造得较高，且新老挡墙间的墙背填筑施工难度较大，通常不易压实，拓宽路基易形成工后压密变形。a老路基放坡b老路基设挡墙图1-13半填半挖老路基+外侧拓宽14、半填半挖老路基＋外侧拓宽放坡如图1-14所示，为山区陡坡单外侧拓宽型式。老路基为半填半挖型式，填方部路基老基路新b-ob-nhb-nb-o基路老新路基hb-nb-o基老路部拓宽分hb-o基路老hb-n基新路b-o路基h老路b-n基新新老路基结合部处治设计施工技术指南第一章绪论8分在路基外侧设置挡土墙或者采用放坡型式，新路基均为在外侧拓宽处采用放坡型式。由于地处陡坡区域，该拓宽方式填土石方量均较大。当老路基填方部分外侧设置挡墙时，新路拓宽时填筑的土、石方量相当巨大，对当地地形地貌改变较大，由于路堤填土引起的道路地基受到的附加荷载相当明显，若该处地基本身属于不良地基，则更易造成地基的二次固结变形和填筑体本身的压密变形，新、老路基间不可避免地产生相当的差异沉降，路面面层通常会在通车后一段时间内产生相关病害；当老路基填方部分采用放坡型式时，由于新路基拓宽宽度不大，而路堤填筑深度较大，填筑体形状成狭长形（当地称“一把刀”），施工难度大，常用的道路压实机具无法展开施工，因此压实度难以保证，易留下质量隐患，也易出现新老路基结合不良的相关病害。a老路基设挡墙b老路基放坡图1-14半填半挖老路基+外侧拓宽放坡15、填方老路堤放坡+填方新路基放坡如图1-15所示，为平原地区拓宽型式。老路基为全填方放坡的路堤型式，新路基为单、双侧填方放坡拓宽。平原地区拓宽宽度通常不受山区地形限制，若新老路线形不变，新路断面布置时可以考虑在新老结合部路表位置设置一些容许差异沉降的分隔带，如中央分隔带、机非分隔带等沉降隔离设施。由于平原地区软弱地基较为普遍，新路基荷载易使老路基发生二次沉降，从而在老路路面内产生附加应力，造成路面的损坏。a单侧拓宽b双侧拓宽图1-15填方老路堤放坡+填方新路基放坡分隔带hb-ob-n路基新基路老b-ob-n新老路基h基路b-n新基路b-oh老路基b-n路新基b-oh基路老基新路b-n新老路基结合部处治设计施工