浅谈旧路加宽土工合成材料的应用
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摘要：道路扩建加宽工程量最容易出现的病害就是新旧路结合部纵向开裂。因而，改扩建工程设计中最主要的问题就是如何处理填方段新旧路基之间的衔接，即采取有效措施，减少旧路堤的不均匀沉降，保证加宽路基与旧路基的良好衔接，使其成为一个整体，避免或减少横向错台和纵向裂缝。本文就旧路加宽综合处治及施工中土工合成材料在港城大道道路改造工程项目1标的应用进行了一些探讨。
关键词：旧路；加宽；稳定性；土工格栅
一、公路工程发展中的应用现状
随着我国公路建设事业迅速发展，公路的交通量迅速增长，特别是近年来超载愈演愈烈，加速了道路病害的产生，大大缩短了维修养护的间隔时间。一些早期修建的公路已经越来越不能满足日益增长的交通量的需要，除了新建一些公路以满足日益增长的交通量需求外，对一些旧路的改扩建也势在必行。旧路的改扩建就是在原路基础上进行技术改造，加宽旧路路基和提高道路等级的一种技术措施。这些旧路的改扩建，充分利用了原有路基，既少占了公路建设用地，又满足了社会发展的需要。旧路路基加宽工程最大的技术难题 是解决新旧路基不均匀沉降问题。如何防止新老路基的纵、横向不均匀沉降和裂缝，成为确保工程质量的重点和关键。
二、 国内外旧路加宽综合处治技术综述
在城市道路加宽改造工程中，最重要的技术问题就是既有路基于拓宽路基之间的综合处治。包括：综合考虑加宽路基的稳定性、新旧路基间的整体性、路基沉降、路堤自身的压缩变形、路基土的塑性累计变形等造成的不均匀沉降，以及新旧路基间的刚度差异等对路面结构的影响等。土工合成材料由于具有特殊的物理力学特性而在旧路加宽综合工程中发挥着极其重要的作用。
引起旧路拓宽工程出现病害的原因是多方面的。其中，新旧路基之间的不良结合和不均匀变形时最根本的原因，也是路基拓宽工程中的主要控制因素。因此，在旧路拓宽工程中补习采取切实有效地工程技术措施，减小地基的不均匀沉降，保证新旧路基的强度、刚度和整体稳定性，加强新旧路基结合部的处治措施，减少拓宽工程路基的病害发生。通常可采用软弱地基处理、基底清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防裂层或增大加铺厚度等工程技术措施。
三、工程简介
本工程为港城大道道路改造工程项目1标，工程全长5565m，起终点桩号为K1+056~K6+800。本工程不包含东金路立交桥梁（K3+261~K3+849）,但包括桥下8m辅路及人行道和设施带。道路红线宽度为80m，路基主线宽度为56m、中间8m分隔带、两侧设置双向十车道路面（宽度为20m）、道路两侧为3m人行道。其中工程起点经一路K1+056~东金路K3+580和杨北公路K5+600至终点津汉支线K6+800两段为旧路加宽段。
四、土工合成材料在旧路改造中的应用
在旧路加宽工程中，常用的土工合成材料就是土工格栅。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土之间的相互作用。在新旧路基结合部采用土工格栅可有效地预防差异沉降的产生，这是因为：第一，由于土工格栅与土接触面的的摩擦作用，降低了加宽处土的垂直应力，使土体承载能力得以提高，减少了不均匀沉降；第二，土工格栅对土有锁定作用，由于土工格栅网眼的存在，制约了路基中颗粒材料的横向移动，形成良好的嵌锁作用，使土体具有较好的整体抗剪能力。；第三，由于水平铺设的土工格栅具有弹性，在反复荷载作用下，不会产生变形的积累；第四，土工格栅具有一定的张力和延展性，能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。
土工格栅的铺设：土工格栅的铺设采用横向铺设，关键是保证其连续性，不出现断裂、弯扭折皱、松弛，但又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处，严禁暴晒和雨林，以免其性能老化。软基处理段与未处理段的交界处设置过渡衔接，并保证必要的搭接长度。在路槽纵向铺设跨施工缝的土工格栅，加强新旧路基的横向联系，减少裂缝反射。本工程路基加宽开蹬搭茬采用钢塑复合凸结点双向土工格栅网.
1.主要性能要求如下:
纵向抗拉强度： ≥50KN
横向抗拉强度： ≥50KN
伸长率： ≤3%
结点剥离力： ≥400KN
网眼尺寸不大于10cm
同时，为尽量减少搭接工程数量，钢塑双向土工格栅幅宽应不小于4.0m。
2.本工程加宽路基接缝工艺处理如下：
（1）自旧路沥青路面边缘向下按1：:0.3的坡度切坡，将该坡度线以外，凡居新建路基底面标高以上部分的旧路及边坡全部挖除
（2）清除旧路边坡压实度不足部分，在坚实的旧路基边坡上开挖台阶，台阶宽度不小于1m，高度不大于3层（60cm）压实的总厚度；每个台阶上的第一层，填石灰含量为6%的石灰土，其宽度应覆盖台阶全宽并搭在新填路基上2cm。
（3）每3层顶部铺一层2米宽土工格栅，待施工到道胎位置，上预压土预压3个月后卸载，再整体全断面铺设钢塑复合凸结点双向土工格栅；
（4）土工格栅的铺设采用横向铺设，垂直与路堤轴线方向，搭接不小于30cm，用绑丝每隔20cm间距绑牢，保证其连续性
（5）双层或多层土工格栅上、下层搭接部位应错开不小于50cm距离。
（6）土工格栅上的第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机碾压，一切车辆、施工机械只容许沿路堤轴线方向行驶。
3.加宽填筑时注意事项
（1）原路基边坡填筑前挖台阶时顶面挖成2%~4%的内倾斜坡，底部第1级台阶的开挖宽度不得大于1/2的边坡宽度，开挖后的老路边坡，应及时采取必要的措施，防止雨水冲刷等引起路堤开裂及滑塌，以确保老路堤的稳定。
（2）路堤边坡开挖后，要认真检查桥梁等结构物与路基连接处，若发现桥头搭板下有塌空现象，应采用级配砂砾回填并灌浆加固措施处理，待充分密实后再进行拼宽填筑。
（3）认真清理加宽断面的原地面，若下面有砂砾垫层，则应按设计要求认真整平和压实。
（4）老路边坡的开挖和填筑应沿纵向分段推进，老路堤边坡开挖必须随挖随填，挖一层，填一层。
（5）土工格栅铺设后应及时填筑填料，避免受阳光过长时间暴晒，间隔时间不应超过48小时。
（6）土工格栅下承层应平整，铺设时应拉直、平顺、绷紧、紧贴下承层，不得扭转、褶皱。
五、结论：
道路扩建加宽工程最容易出现的病害就是新旧路结合部纵向开裂。因而，改扩建工程设计中最主要的问题就是如何处理填方段新旧路基之间的衔接，即采取有效措施，减少新旧路堤的不均匀沉降，保证加宽路基与旧路基的良好衔接，使其成为一个整体，避免或减少横向错台和纵向裂缝，常用的土工合成材料就是土工格栅。通过近一年来在港城大道道路改造工程项目1标完工后的观察，没出现纵向开裂等现象，效果良好。