（建筑工程管理）新老路基结合部处治技术施工指南(终)

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；

（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。

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。

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。

a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

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

16、填方老路堤挡墙+双侧填方新路基

如图1-16所示，为平原地区拓宽型式。老路为填方路基，两侧设置支挡结构，新路向老路两侧填方拓宽。其主要问题是利用了老路挡土墙，由于挡土墙墙面的直立特性，新老路基沉降的过渡范围几乎没有，因此在老挡墙与新路基交界处易发生沉降突变，相关病害（如纵向裂缝）也往往发生在此附近。

a填方新路基设挡墙b填方新路基放坡

图1-16填方老路堤挡墙+双侧填方新路基

17、填方老路基＋单侧填方新路基

如图1-17所示，为平原地区拓宽型式。此类结合方式在新路断面中均设置了中央分隔带。利用中央分隔带可以形成新老路基之间的不协调变形缓冲带，但由于拓宽路基造成的老路基二次沉降同样不可忽视。

a老路基放坡＋新路基挡墙b老路堤挡墙＋新路基放坡

c老路基挡墙＋新路基挡墙

图1-17填方老路堤+单侧填方新路基

第二章路基拓宽的设计方法

在公路不同的拓宽路段，由于拓宽方式、地质条件、老路基高度和边坡等的差异，新老路基结合部采用的处治技术也不尽相同，针对不同的外界条件，各种处治技术的设计也存在差异，但无论采用何种处治技术，其设计理论和方法，设计指标与控制标准，以及设计参数取值都必须以拓宽路基的设计为基础。本章明确路基拓宽的设计方法，为新老路基结合部处治技术的设计提供依据。

2.1路基拓宽的设计计算理论

2.2.1拓宽道路的损坏模式与拓宽设计状态

新老路基结合部常见的特有损坏模式及成因机理：

1、新老路基结合部剪切开裂

其形成机理通常与各种原因引起的新老路基结合面滑移有关。与这类损坏模式相对应的设计状态为：

结合面上的剪应力>结合面抗剪强度

对这类损坏主要涉及滑动稳定，需要在稳定性分析中考虑。

2、新老路面结合部弯拉开裂

其形成机理为新老路基顶面不协调变形呈“～”型，在新老路面结合部产生不协调变形变坡率的变化，从而在新老路面结合部的基层顶面或底面产生附加弯拉应力，当附加应力超过基层弯拉强度时，即造成结合部基层顶面或底面的拉裂。与这类损坏模式相对应的设计状态为：

不协调变形引起的结合部路面基层顶面结构附加应力>结合部路面基层弯拉强度（基层顶面受拉）

不协调变形引起的结构底面附加应力＋结构底面荷载应力>基层弯拉强度（基层底面受拉）

3、老路基层顶面开裂

其形成机理为拓宽路基在老路基顶面形成上凸形不协调变形，从而在老路基层顶面产生附加弯拉应力，当附加应力超过基层弯拉强度时，即造成基层顶面的拉裂。与这类损坏模式相对应的设计状态为：

路基变形引起的老路基层顶面结构附加应力>老路基层弯拉强度

4、新（老）路基层底面开裂

其形成机理为新（老）路基顶面形成下凹形不协调变形，在新（老）路基层底面产生结构附加应力，当该附加应力和行车荷载在基层底面产生的荷载应力叠加后超过基层弯拉强度时，即造成基层底面的拉裂。与这类损坏模式相对应的设计状态为：

结构底面附加应力＋结构底面荷载应力>基层弯拉强度

2.1.2设计理论

从上述分析可以看出，拓宽路基的损坏主要是新路基稳定性不足和新老路基不协调变形造成的。拓宽路基的稳定性问题采取与新建路基相似的方法分析，通过设计验算加以考虑，本《指南》对拓宽路基的稳定问题不做重点讨论。而新老路基的不协调变形使得新、老路面结构在行车荷载作用下既承受荷载应力，同时还承受结构附加应力，新老路基不协调变形是路基拓宽工程产生病害最重要的、最根本的原因，有别于新建道路。因此，新老路基结合部各种处治技术的设计思想是基于控制不协调变形为设计理论的。

2.1.3计算模型和方法

1、行车荷载模型

按我国现行路面设计规范，选用双轮组单轴荷载100kN作为标准轴载。其他设计参数为：双轮组轮载为50kN，轮胎接触路面的压强为0.70MPa，接触面积的当量圆直径为21.3cm，双轮的中心距为31.95cm（1.5倍当量圆直径）。不同轴载的作用次数，按相应的路面损坏等效原则换算成标准轴载的作用次数。

2、路基分析模型

基本假定：

（1）按照平面应变问题进行考虑，进行二维有限元分析；

（2）土体为弹塑性材料，采用修正的D-P模型进行模拟；

（3）新老路基结合部处治较好，不会因为稳定性不足而出现滑移，接触条件为完全连续；

（4）老路基和地基的初始应力场由老路基和地基的自重荷载产生；

（5）边界条件：地基底面两个方向均为约束，地基宽度外侧水平向约束，如双侧拓宽则进行对称性分析（路堤中心线处加对称约束）；地基宽度外侧及地表为透水边界，地基底面为不透水边界。

网格划分如图2-1所示。

模型的计算流程如下：

（1）将新老路基单元均杀死（kill、remove）为空单元，对地基部分施加重力，实现地基在自身重力作用下的地压平衡；

（2）将老路堤转化为实体单元，施加重力，得到在老路基自重荷载作用下的应力场；

图2-1网格划分示意图

（3）保持原模型和网格划分不变，重新进行计算。将上步获得的应力场作为初始条件施加到模型中，将新路基单元杀死为空单元，对老路基和地基施加重力，实现在老路基和地基重力作用下的地压平衡；

（4）模拟施工工程，当拓宽到某一层时再将该单元转化为实单元，并施加重力，每步按照增量迭代法计算，得到施工结束后路堤顶面的沉降；

（5）计算施工完成后路堤顶面的沉降；

（6）整理沉降数据。新路基部分的不协调变形为新路堤荷载作用下的路堤顶面工后沉降，老路基部分的不协调变形则按照老路路面的利用原则分别进行整理。

3、路面结构分析模型

考虑到公路拓宽改建工程中，水泥混凝土路面的相对比例较低，本设计仅针对沥青混凝土路面。

新老路基顶面不协调变形引起的路面结构附加应力的计算采用有限元法。分析路面结构对不协调变形的力学响应时采用三层体系，即面层、基层和底基层。计算中采用如下假定：

（1）路面各结构层为连续均质、各向同性的线弹性材料，力学特性用弹性模量E和泊松比μ表征；

（2）路面各结构层在垂直方向完全连续，即不协调变形随时间而缓慢增长，路面各结构层在行车荷载与自重作用下随之下沉，层间不会出现脱空现象；沥青面层和基层、基层和底基层之间接触条件为完全连续，底基层和地基之间为光滑接触条件；

（3）按平面应变问题进行分析

采用平面八节点等参单元，面层厚度方向只划分为1层，基层和底基层划分为2层，网格划分图如图2-2所示。边界条件为在底基层底面竖直方向直接施加不协调变形，其它各边自由。

图2-2平面有限元分析网格划分示意图

2.2路基拓宽的设计指标和控制标准

路面结构附加应力是由新老路基不协调变形引起的，而表征这种不协调变形的指标则是新老路基顶面的“变坡率”，即指设计使用年限内，路基顶面单位宽度内的横向坡度改变量。变坡率可以通过不协调变形进行计算，而且控制了路基顶面的变坡率即控制了路面结构的附加应力，因此，可以选择“变坡率”作为路基拓宽设计的指标。

以基层开裂为控制状态时，路基顶面变坡率的控制标准与老路路面结构是否利用以及新老路面结合状态有关。对于本项目分析的典型高等级沥青路面结构（如表2-1所示），变坡率设计标准如表2-2所示，其他各项设计指标和标准与新建沥青路面相同。

表2-1典型路面结构和材料参数

续表2-1

表2-2路基拓宽的变坡率设计标准

注：仅针对高等级半刚性基层沥青路面。

2.3路基的设计参数取值

拓宽路基的设计参数，主要包括：

1、新老路基土的基本物理力学指标

包括新老路基土颗粒粒径、容重、密度、塑限、液限、含水量，粘聚力及内摩擦角，土基CBR值、回弹模量等。测试方法严格按现行《公路土工试验规程》执行。

运用大型有限元程序ABAQUS计算路基的不协调变形时，采用的是线性Drucker－Prager模型。下面对这种模型及其计算取值做一简要说明。

分析中采用DP弹塑性模型来模拟土体的应力－应变特征，所以需要通过试验来确定DP模型所需要的各计算参数。最简单的DP模型（如本文采用的线形DP模型）至少需要两个试验，对土体材料，最常用的试验是单轴压缩试验和三轴压缩试验。另外，对有粘聚力的土体，也可以选用剪切试验。

单轴压缩试验即在两钢板之间对试件进行压缩，记录加载方向上的荷载和位移大小，并记录下侧向位移以便计算试件的体积变化。三轴试验则可以获得更精确的实验数据。通过三轴仪固定侧向应力，在不同侧向应力水平下记录加载方向的荷载值和应变值以及侧向应变值。为确定材料的屈服参数，需要记录下不同侧向应力时屈服位置的应力和应变，屈服应力指试件开始出现非弹性特征时的应力大小，如图2-3所示。

实际应用中还需要通过对三轴试验数据的线性拟合获得DP材料的（内摩擦角）、值，如图2-4所示。为三轴压缩试验的拟合直线对轴的倾角，是在同一值水平下，拉伸试验拟合直线确定的值与压缩试验拟合直线确定的之比。其中，、为应力不变量。在三轴压缩试验中，所有主应力都是负值，则其应力不变量是：

（2-1）

图2-3材料塑性参数的确定

图2-4塑性参数的确定

在三轴（间接）拉伸试验中，主应力大小排列为：0，则应力不变量为：

（2-2）

在不同侧向压力下得到一系列、数据，则可以获得屈服面的形状，如图2-5所示。

对于平面应变问题，也可以通过Mohr－Coulomb模型中的材料参数获取DP材料参数。因为在平面应变问题中，可以假设=1，可推出如下关系：

（2-3）

（2-4）

图2-5屈服面的确定

当＝0时，有

（2-5）

（2-6）

当时，有

（2-7）

（2-8）

2、路面各结构层材料的设计参数

各结构层材料的抗压回弹模量、泊松比、厚度，沥青混凝土和半刚性材料的抗拉强度等。按现行《公路沥青路面设计规范》（JTJ014－97）的规定测试。

3、拓宽范围内软土地基的设计参数

如在平原软土地区，需要进行地基处理设计时，通过钻探、原位测试和室内实验的方法测定软弱土层的深度，含水量，塑性指数，液性指数，孔隙比，压缩模量，剪切强度，渗透系数等指标。按现行《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017－96）测定。

4、其他设计参数

对于不同的处治技术，应根据处治技术所选取的材料，施工工艺等确定其设计参数，在后面章节中详述。

2.4路基拓宽的设计方法

2.4.1拓宽路基稳定性分析

拓宽路基的稳定性分析与新建路基相同，设计和分析方法详见相关设计规范（《公路路基设计规范》（JTJ013－95）、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017－96）等）和手册（《公路设计手册－路基》）。本指南不对拓宽路基的稳定验算作深入探讨，必须注意的是在陡坡稳定性分析中必须考虑新路基沿新老路基结合面的滑移稳定性。

与新建路堤相同，在地面坡度较大时，除应保证路堤边坡稳定外，还要预防路堤沿地面陡坡下滑。新老路基结合最为特殊的情况是必须防止新路基沿结合面下滑，如图2-6所示。在稳定性不足时，需因地制宜地采取适当的加固措施。

图2-6陡坡稳定性分析

验算前，应先判定滑动面的位置和形状，并通过调查分析或试验，取得较符合实际情况的可能下滑的计算参数（容重、单位粘聚力和内摩擦角）。若老路基抗剪强度比新路基高，则滑动面在路基内部为ab，反之则为cd（如图2-6所示）。

将折线划分为几个直线段，路堤也按各直线段划分若干土体（如图2-6所示），从上侧山坡到下侧山坡，逐块计算每块土体沿直线滑动面的下滑力，按最后一块土体的剩余下滑力的正负值来判断路堤的稳定性。

第一块土体的下滑力可按式（2-9）算得：

（2-9）

E1平行于第一段滑动面。

随后各块土体的下滑力相应为：

（2-10）

式中：角标（n-1）表示上一块土体。

若算得第n块土体的En为负值时，则可不列入下一块土体的计算。

En平行于各相应土块的滑动面。最后一块土体的下滑力为正值时，路堤即不稳定，需采取相应的稳定措施。

2.4.2路基不协调变形和变坡率的计算

按照2.1.3节所建立的路基计算模型和所示流程计算。模型中必须综合考虑土体的非线性、固结以及施工的过程。在一般拓宽工程的设计中，也可以按照分层总和法计算出沉降极值，再对本《指南》所提出的“～”型曲线进行修正，近似地得出不协调变形。为方便该近似方法的标准验算，本研究报告提出的设计指标（变坡率）和标准采用了平均变坡率的概念，即沉降极值（最大值和最小值）的差与沉降极值点距离的比值。

2.4.3路面结构力学响应分析

按照2.1.3节所建立的路面计算模型分别计算老路路面利用与否时的路基不协调变形对路面结构产生的附加应力。采用基层的弯拉应力作为沥青路面的强度指标。

路面结构的承受能力判定标准为：

不协调变形引起的路面结构附加应力（＋标准轴载荷载应力）≤半刚性基层设计弯拉强度

其中，半刚性基层的抗弯拉强度按0.45MPa计。

老路路面不利用时，路面基层底面最大弯拉应力发生位置可能在拓宽路基部分，也可能在老路基部分。所以，在老路路面结构不利用的情况下，新老路基下凹形的不协调变形可导致老路基部分路面或者拓宽路基部分路面的基层底面弯拉开裂。

老路路面利用时，新老路基不协调变形使得路面结构在老路基层顶面、新路基层底面、新老路面结合部基层顶面或底面均会产生弯拉应力。所以该种情况下，路面结构的损坏模式包括老路路面基层顶面的拉裂和新路基层底面的拉裂，以及当新路基不协调变形的变坡率大于老路基不协调变形的变坡率时，新、老路面结构结合部位的基层顶面将产生弯拉应力；反之，新、老路面结构结合部位的基层底面将产生弯拉应力。

2.4.2设计流程图与步骤

路基拓宽的设计流程图：

图2-7拓宽路基设计流程图

路基拓宽的设计步骤：

1、交通量调查分析。通过交通量调查分析设计使用年限内年交通量平均增长和标准轴载作用次数。

2、地质水文调查分析。对旧路所经地段重新进行水文、地质调查，尤其是旧路上经常出现损坏的地段（如软基、水毁、滑坡、塌方等地段）。

3、旧路状况调查。调查旧路面的弯沉值、基层强度以及破损状况，对其剩余强度进行评估，并进行必要的补强。如果旧路面状况良好，可以继续使用旧路面。

4、在前几项工作的基础上，划分设计路段，并选定相应的路基拓宽方式和尺寸。

5、选定横断面型式，并确定拓宽路基的三要素：宽度、高度（设计标高）、边坡坡度。

6、进行结合部的处治设计，并对新填路基的稳定性与路基的整体稳定性进行验算。

7、对软弱地基还应进行地基处理设计。

8、运用有限元方法进行路基顶面的不协调变形分析，确保新老路基顶面的变坡率控制在容许范围内。如果不协调变形满足变坡率要求，则在此基础上进行路面结构设计，并分析路面结构对不协调变形的力学响应。

9、结合原有路基、路面排水系统进行排水设计。

第三章新老路基结合部处治技术概述

新老路基结合部处治的根本目的就是在保证路基稳定的前提下，控制路基的不协调变形。不同条件下，新老路基不协调变形的组成不同，因而新老路基结合部的处治技术应当根据的具体工程特点和各项措施的适用条件进行选择。

3.1新老路基结合部处治技术的分类

按照处治措施的部位和处治机理来划分，可以将不协调变形的控制技术划分为4大类：路面内部处治、路基内部处治、外部处治和综合处治（如表3-1）。

表3-1新老路基结合部处治技术的初步分类

上表中的处治技术如果按新老路基结合部不协调变形的主要来源可分为针对新老路基结合部不良地质条件的地基处理技术；针对新老路基结合强度不足的老路边坡处理和结合部的加筋技术；针对路基自身的压缩变形过大的控制路基填料和压实度、采用轻质路基等措施；如果新老路基结合部的不协调变形由上述几种因素共同组成，则应采取综合处治技术（如表3-2）。

实际拓宽改建工程中，常常根据具体的工程特点，因地制宜地选用不同处治方式，有时多种处治技术综合使用。旧路的拓宽改建中，新老路基结合部处治技术的设计和施工是整个改建工程中一个非常重要的环节，因此，在实际拓宽改建工程中，需要精心设计，精心施工，确保工程质量。

表3-2针对不协调变形来源的处治技术及适用条件

3.2结合部处治设计施工技术原则

1、新老路基结合部处治的根本目的就是在保证路基稳定的前提下，控制路基的不协调变形。因此，“变形协调与控制”是处治技术的核心。

2、对道路整体来说，路基、路面相互作用、相互影响。因而，新老路基结合部的处治技术应当从路基、路面、排水、支挡等各个方面进行统一考虑，突出“综合处治”的思想。

3、新老路基结合部的处治技术应充分考虑地域、地质和环境的适用性、经济合理性以及施工便利性。

4、新老路基结合部处治的设计理论与施工技术应当协调统一。

5、在线形条件允许的前提下，老路尽量采取双侧拓宽的方式，以及新老路基结合部上方尽可能设置成分隔带。

6、优先考虑铺设过渡性路面，待新老路基不协调变形稳定后再重新铺筑最终的路面结构。且铺筑新路面结构时，应减小基层厚度和模量，适当提高面层厚度和模量。

3.3结合部处治设计施工准备

1、收集并熟悉老路沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，以及沿线地下管线、构造物等的布设情况。

2、合理地利用钻探、触探、十字板剪切等测试方法，做好新老路基结合部地基土、路基填料的检测，试验方法按《公路土工试验规程》（JTJ051－93）办理。检测项目：

（1）液限、塑限、塑性指数、天然稠度或液性指数

（2）颗粒大小分析

（3）含水量和密度

（4）重型击实试验

（5）强度（CBR值）

（6）有机质含量和易溶盐含量

3、施工前，按照设计图纸要求，恢复路线中桩，定出路基拓宽用地界桩、路堤坡脚、路堑顶、边沟等具体桩位。路基拓宽范围内的既有房屋、通讯、电力设施、上下水道及其它建筑物，均应协助有关部门事先拆迁，对于拓宽路基附近的危险建筑物应予以适当加固。

4、新路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植清理，砍伐的树木应移植于路基用地范围之外，将树根全部挖出，并将坑穴填平夯实。如填方地段有水田、水塘，水沟、水渠，必须清淤，并将沟渠的旧砌体及杂物除掉，再用砂、碎石等性能好的材料回填，整平压实，压实度应满足设计要求。

5、施工机械设备的准备和调试。清淤、清表、翻填宜采用挖掘机作业，压实机械应选择中小型压路机，局部地方采用机械打夯机。

6、选取地质条件、断面型式具有代表性的拓宽地段修建试验路基，试验路基的长度不宜小于100m，新路基填料厚度按30cm进行试验，确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织。

7、做好排水设施。应事先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施。路堤拓宽施工中各施工层表面不应有积水。雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面修理平整并压实。

第四章新老路基结合部地基处理技术

4.1概述

如果新老路基结合部地质条件不良，或者拓宽路基是高填路堤、位于陡坡地段时，天然地基的强度、变形和稳定性不能满足要求，就需要对新老路基结合部地基进行处理。参考《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017－96）中对路面工后沉降要求（表4-1），可以路基拓宽工程中新老路基结合部容许差异沉降为控制指标，如表4-2所示，如不满足表4-2的要求时，应针对差异沉降进行地基处理。

表4-1容许工后沉降

表4-2公路拓宽工程中的新老路基结合部容许差异沉降

注：新老路基顶面不协调变形应满足表2-1的标准。

1、拓宽部分地基处理方法的选取应考虑以下几个因素：

（1）拓宽部分的地基状况

地基的土质以及不良土层的构成（厚度、排水层等）条件。

（2）拓宽道路的性质

拓宽改建道路的等级、对不协调变形的要求，拓宽路基的高度和宽度，是否与周围挡墙、桥涵等构筑物连接。

（3）施工条件

工期、材料供应、施工机具的作业条件等。

（4）对周围环境的影响

①对老路基和其他邻近建筑物的扰动，按设计和规范的要求在老路基适当位置布设观测点，进行稳定和沉降监测；

②施工中的噪音、污染对周围环境的影响。

（5）各种地基处理方法的适用条件、优点及局限性

道路拓宽改建工程常用的地基处理方法、原理及适用条件如表4-3所示。在实际拓宽改建工程中应根据上述因素经过技术、经济比选后选择最优的地基处理方法。

表4-3结合部不良地基常用的处理方法

2、拓宽部分地基处理方法的设计步骤和流程图

拓宽部分地基处理的设计步骤：

（1）根据拓宽路基的宽度和高度确定地基的处理范围；

（2）选择合理的地基处理方法；

（3）按与新建路基相同的方法验算新老路基稳定性和沉降量；

（4）按本《指南》提出的方法验算新老路基的不协调变形；

（5）如（3）、（4）不能满足，更改地基处理方法，或者调整设计参数或材料性能，再重新计算；

（6）按设计要求施工，完成后进行质量检测，如不满足要求，采取补救措施，重复步骤（5）；

（7）施工条件、机具、材料的控制和选择。

新老路基结合部地基处理设计流程图：

图4-1结合部地基处理设计流程图

4.2垫层及浅层处理技术

垫层及浅层处理技术适用于处理拓宽路基地表下0.5m～3m的含水量较高的软弱不良土地基，且不良土易于挖出，拓宽路基填筑高度较低。

垫层施工一般应分层铺填、分层压实、分层质量检验。施工时最优含水量、铺设与压实厚度、压实遍数等，应根据各类施工机具与设计要求通过现场试验确定。

在垫层与浅层处理新老结合部的基底时，常用的换填材料主要有砂（砾）、石渣、石灰土等。换土垫层施工示意图如4-2所示。

图4-2换填土层施工示意图

4.2.1砂垫层

1、材料要求

砂垫层材料宜采用中砂及粗砂，不得含有草根、垃圾等有机杂物，不准掺有细砂及粉砂，且含泥量不应超过5％，碎（卵）石最大粒径不应大于5cm。

2、设计要点

（1）砂垫层施工关键是将砂加密到设计要求的密实度。常用的加固方法有振动法（包括平振、插振、夯实）、水撼法、碾压法等。这些方法要求分层铺砂，然后逐层密实或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，一般为15～20cm。

（2）无论采用何种施工方法，在施工过程中，都应避免对原表层土过大扰动，以免造成砂和原地基土混合。

（3）砂砾垫层无明显粗细料分离，最大粒径不应大于5cm。

（4）砂垫层宽度应宽出新路基外侧边脚0.5～1.0m，并以片石护砌或采用其它方式防护，以免砂料流失。

（5）碾压施工时，砂垫层的最佳含水量一般控制在8％～12％。

3、施工方法

（1）当拓宽路基地基表层有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上一般运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。

（2）当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。

（3）当地基表面很软时，如新沉积或新吹填不久的软弱地基，首先要改善地基表面的持力条件，使其能上施工人员和轻型运输工具。工程上常采用如下措施：

①地基表面铺设荆芭；

②表面铺设塑料编织网或尼龙纺织网，纺织网上再摊铺砂垫层；

③表面铺设土工合成材料，土工合成材料上再铺排水垫层；

④采用人工或轻便机械顺序推进铺设，常用的有以下两种：a、用人力手推车运砂铺设；b、用轻型小翻斗车铺设。

4.2.2换填石渣

1、材料要求

石渣施工控制指标为粒径不大于20cm（水田段不大于30cm），含土量不大于10％，5mm以上的粒径不小于70％。压碎值20MPa。

2、设计及施工要点

（1）填筑石渣每层厚度不大于40cm（水田段50cm），超过40cm应分层填筑。

（2）单层施工方法：推土机推平石渣，压实机械采用40T拖式振动碾，先静后振，先轻后重，强化振压6遍。

（3）双层或多层施工方法：第一层铺筑40cm，碾压顺序为：使用推土机粗平，并排压23遍；采用18T振动压路机静压3遍，振压3遍；平地机精平，18T振动压路机静压3遍；铺第二层石渣，使用YCT2025T冲击碾压，碾压20遍，进行路基正常填筑。

（4）检验标准：石渣外观表现紧密，无松散，无轮迹，再次碾压标高无显著变化，则认为石渣碾压结束。

4.2.3石灰土垫层

石灰土在原地面上用一定体积比拌和、在最佳含水量下压实。

1、材料要求

（1）石灰。在施工现场用做灰土的熟石灰应予过筛，其粒径不得大于5mm。熟石灰中不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过多的水分。一般常用的熟石灰粉末其质量应符合Ⅲ级以上的标准，活性CaO＋MgO含量不低于50％，如果拌制强度较高的灰土，宜选用Ⅰ或Ⅱ级石灰。当活性氧化物含量不高时，应相应增加石灰的用量。石灰的贮存时间不宜超过3个月。

（2）土料。通常采用粘性土（土塑性指数大于4）拌制灰土，其团粒不得大于50mm，否则应予粉碎。

（3）石灰用量。一般情况下2：8～3：7的灰土比可作为最佳配比。

（4）当采用石灰、粉煤灰垫层时，施工最佳含水量为50％左右，石灰掺入量以15％～20％为宜，压实系数在0.94～0.97时，干土密度为940～970kg/m3。

2、设计与施工要点

（1）灰土垫层施工前必须对下卧层地基进行检验，如发现局部软弱土坑，应挖除，用素土或灰土填平夯实。

（2）施工时应将灰土拌和均匀，控制含水量，如土料水分过多应晾干，不足时应洒水润湿。一般可按经验现场直接判断，其方法为手捏灰土成团，两指轻捏即碎，或落地粉碎，这时，灰土基本上接近最佳含水量。

（3）掌握分层松铺厚度，按采用的压实机具现场试验来确定，一般情况下松铺30cm，分层压实厚度为20cm。

（4）压实后的灰土应采取排水措施，3天内不得受水浸泡。

（5）灰土垫层铺筑完毕后，要防止日晒雨淋，及时铺筑上层拓宽路基。

4.2.4抛石挤淤

抛石挤淤一般用于处理结合部地基厚度小于3.0m的泥沼及软弱土层，这种方法适用于软土层位于水下，更换土壤施工困难或基底直接落在含水量极高的淤泥中，稠度远超过液限，呈流动状态的路段，抛石挤淤施工示意图如4-3所示。

图4-3抛石挤淤施工示意图

抛石挤淤应符合下列要求：

1、使用不易风化的石料，片石大小随泥炭稠度而定。对于容易流动的泥炭或淤泥，片石宜稍小些，但不宜小于30cm，且小于30cm粒径含量不得超过20％。

2、当软弱土层平坦时，抛投应沿老路路基坡脚抛填，再逐渐向拓宽外侧扩展，使淤泥向外挤出。抛石时应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展，使低的一侧适当高度范围内多抛一些，并使低侧边约有2m宽的平台顶面，以增加其稳定性。

3、片石抛出软弱土层面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压密实，抛填片石顶面应高出常水位至少50cm，然后宜在其上铺设土工织物等反滤层，再填筑信路基。

4.2.5质量检测与控制

1、垫层质量检验包括：分层施工质量检查和工程质量验收。

2、分层施工的质量标准应使垫层达到设计要求的密实度，各类垫层的标准如下：

砂垫层的干重度：中砂≥16KN/m3，粗砂根据经验适当提高；

灰土垫层的压实系数一般应达到0.93～0.95。

3、砂垫层的分层施工质量可选用下列方法检测：

环刀压入法：环刀容积2×106～4×106mm3，径高比1：1。取样前测点表面应刮去30～50mm厚的松砂，并采用定向筒压入；

贯入法：采用直径Ф20mm，长度1.25m的平头光圆钢筋，自由贯入高度为700mm，并应使钢筋垂直下落。符合质量控制要求的贯入度值根据砂样品种通过试验确定。

4、测点布置

面积≤300m2时，环刀法为30～50m2布置一个，贯入法为10～15m2布置一个；面积＞300m2时，环刀法为50～100m2布置一个。

5、换填结束后，可按工程的要求进行垫层的工程质量验收，验收方式可通过荷载试验进行。在有充分试验依据时，也可采用标准贯入试验或静力触探试验。

6、当有成熟试验表明通过分层施工质量检验能满足工程要求时，也可不进行工程质量的整体验收。

4.3复合地基

复合地基主要包括碎石桩、粉喷桩、水泥搅拌桩等。新老路基结合部采用复合地基结构示意图如4-4所示。

1、设计原则

（1）适用条件

各种复合地基主要是通过竖向增强体来提高拓宽路基部分地基的承载力和压缩模量，施工过程中对老路基地基影响较小，因此，对路基拓宽工程比较适用。

（2）桩长

应根据软弱土层的性能、厚度或工程要求按下列原则确定：

①当相对硬层深度不大时，桩应打到相对硬层；

②当相对硬层深度较大时，应经沉降、稳定验算确定。对沉降计算，加固深度应满足新老路基结合部不协调变形容许值；对稳定计算，加固深度应不小于最危险滑动面深度；

③桩长不宜短于4m。

（3）桩径

复合地基桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用振冲法成桩时碎石桩桩径一般为0.70～1.0m；采用沉管法成桩时，碎石桩和砂桩的桩径一般为0.30～0.70m，对饱和粘性土地基宜选用较大直径。

（4）布置形式

复合地基桩位宜采用正方形或梅花形（等边三角形）布置，桩的间距一般为1.5～3.0m，且相邻桩间距不应大于4倍桩径。

复合地基处理方法的设计流程图如4-5所示。

图4-4复合地基结构示意图

2、复合地基成桩试验

采取复合地基处理新老路基结合部地基前，应选取典型拓宽路段进行制桩试验和必要的测试，以便确定主要的技术参数。以比较常用的碎石桩和粉喷桩为例：

（1）碎石桩

记录冲孔、清孔、制桩时间和深度、冲水量、水压、压入碎石量及电流的变化等。以选定科学合理的施工技术参数包括桩长、水压、密实电流、留振时间及填料量等。

（2）粉喷桩

试桩不应小于5根，满足设计喷粉量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等，确定搅拌的均匀性，掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。

图4-5复合地基处理方法设计过程

4.3.1碎石桩

1、材料要求

填料：应由未风化的干净砾石或轧制碎石组成，粒径宜为20～50mm，含泥量不应超过10％；

水：一般可饮用水。

2、施工机械

主要的施工机具有振冲器，起吊装置、泵送输水系统、控制操作台等。

选择振冲器应考虑桩径、桩长及加固工程对老路基的影响。应配备适用的供水设备，出口水压应为400kPa～600kPa，流量20m3/h～30m3/h。起重机械起吊能力应大于100kN～200kN。

3、施工工艺及施工要点

（1）施工流程

场地平整→测量放线→整冲器定位→成孔→清孔→加料整密→关机停水→整冲器移位。

（2）施工工艺

①定位：起吊振冲器并对准设计的加固点，检查水压、电压和振冲器的空载电流是否正常；

②成孔：打开水源并启动振冲器，使其在压力水冲击作用和振动作用下贯入地下层至设计深度，下降速度控制在1～2m/min；

③清孔：成孔后孔内泥浆稠度大，为使其顺利排出，振冲器应在孔底停留约1min，借助压力水将稠浆排出；

④制桩：采用连续加料法自下而上逐段制桩，每次填料数量根据土质条件而定，一般在填入孔内1m高后将振冲器沉至填料中振实，填料时振冲器不宜提出孔口，但仍需振动和射水，但水压适当减小，一般为200～300kPa。当振冲器工作电流达到密实电流时迅速提起，再继续加料和振实直至达到孔口位置；

⑤施工顺序：公路拓宽改建中碎石桩的施工一般采用从老路坡脚向拓宽外侧的施工顺序，同一排可采用间隔跳打的方式施工；

⑥关机、停水并移位至下一桩位，同时做好施工记录。

（3）施工要点

①填料要分批加入，不宜一次过量，并保证试桩标定的装料量，一般制作最深桩体时用量偏高，每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料和振捣，以防止发生断桩或缩颈等事故；

②碎石桩施工电压一般应稳定在380±20V；

③应控制加料振密过程中的密实电流，密实电流的规定值根据现场制桩试验定出，宜为潜水电动机的空载电流加上10A～15A，或约为额定电流的90％，严禁在超额定电流下作业；

④应严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间，水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土应较小，反之较大；成孔时宜大，制桩振密时宜小；水量要充足，使孔内充满水，以防塌孔；振冲器在固定深度的留振时间宜为10s～20s。

4.3.2粉喷桩

1、材料要求

（1）水泥宜采用普通水泥或矿渣水泥，应是国家免检厂生产，具有出厂质量保证单，并确保在有效期内使用；

（2）严禁使用过期、受潮、结块变硬的劣质水泥，施工单位对国家非免检厂生产的水泥应分批提供有关强度等级、安定性等试验报告。

2、施工机械

施工机械主要有钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头，计量装置等。施工机械的选用可参考相应机械的技术参数。

3、施工工艺及施工要点

（1）施工流程

整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉→强制搅拌→复提→提杆出孔→钻机移位

（2）施工工艺

①放样：按设计文件规定的桩位平面布置位置和间距放样定位；

②定位：按设计的桩位和钻孔作业线路，移动钻机，准确对位。对位误差不得大于50mm。调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于1％；

③钻进：启动主电动机，正转预搅下沉。同时，打开送气管路向钻具内喷射压缩空气。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻，钻机应原位钻动1～2min后，再关闭送气管路，打开送料管路和给料机开关；

④提升喷粉搅拌：在确认加固料已喷至孔底时，按0.5m/min的速度反转，边搅拌、边提升。当提升到设计停灰标高后，应慢速原地搅拌1～2min；

⑤为防止空气污染，在提升粉喷距地面0.5m处应减压或停止喷粉。在施工中，孔口应设喷灰防护装置；

⑥钻具提升地面后，停止钻机、空压机，移位，按上述步骤进行下一桩位的施工，同时做好施工记录。

（3）施工要点

①粉喷桩施工应根据成桩试验确定的技术参数进行，操作人员应随时记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化；

②桩身根据设计要求在一定深度即在地面以下1/2～1/3桩长并不小于5m的范围内必须进行重复搅拌，使固化剂与地基土均匀拌和；

③施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。严禁无粉料喷入计量装置的粉体发送器投入使用；

④施工中，发现喷粉量不足，应整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计用量。如遇停电、机械故障等原因喷粉中断时必须部分复打，复打重叠长度应大于1m；

⑤粉喷搅拌桩施工完毕后，需养生一个月，达到设计强度后才能填筑新路基。

4.3.3质量检验与控制

1、碎石桩

（1）碎石桩施工规定值或允许偏差见表4-4。

表4-4碎石桩施工规定值或允许偏差

（2）动力触探试验

碎石桩施工完毕后2～4周后检验碎石桩密实度，宜抽查5％，用重Ⅱ型动力触探测试，如表4-5所示。

表4-5碎石桩密实度判别标准

2、粉喷桩

（1）粉喷桩施工允许偏差应符合表4-6规定。

表4-6粉喷桩施工允许偏差

注：应在桩体三等分段各钻取芯样一个，一根桩取三个试块进行强度试验。

粉喷桩的竣工后质量检验的主要内容有：

（2）轻型动力触探检验

成桩7天内可使用轻便触探仪（N10）检测粉喷桩的强度，触探点设在桩径方向1/4处，检验频率为2％，检测标准为每10cm大于10击为合格。

（3）取样检验

成桩28d以后，在桩体上部（桩顶以下0.5m，1.0m，1.5m）取芯进行无侧限抗压强度测试，检查频率为2%，每一工点不得少于2根，强度应满足设计和规范要求。

（4）开挖检验

对桩体搭接或整体性要求严格的工程，可根据工程设计要求，在工程桩的养护达到一定龄期时，选取一定数量的桩体进行开挖，直接检验加固体的外观质量，搭接质量以及整体性、致密性等。

（5）现场载荷试验

对场地工程地质复杂的大型工程，用现场载荷试验方法，测试桩的承载能力。一般仅进行单桩垂直载荷试验。

4.4排水固结法处理技术

排水固结法的组成如图4-6所示。砂井的排水固结法施工示意图如4-7所示。

图4-6排水固结法的组成

4.4.1水平向排水砂垫层的设计与施工

排水垫层应与砂井、塑料排水板等竖向排水通道连通。

1、排水垫层的材料要求

一般采用级配良好、透水性好的中粗砂，渗透系数不应低于2×10-2m/s，含泥量不应超过3%，无杂物和有机质混入，粉、细砂一般不宜采用。若理想的砂料来源困难时，也可因地制宜地选用符合要求的其他材料，或采用连通竖向排水体的砂沟来代替整片砂垫层。

2、排水垫层的厚度

按结合部地基所处条件确定：

（1）对陆上一般软弱土地基排水垫层，厚度一般为30～50cm；

（2）拓宽部分地基由新吹填或新近淤积的超软土组成，需铺设超厚砂垫层或混合垫层，其厚度根据承载力计算或有关规定确定；

（3）对于水下施工条件，砂垫层厚度应大于100cm。

在预压区内宜设置与砂垫层连接的排水盲沟，用于把地基排出的水引出预压区。

图4-7砂井复合砂垫层的排水固结法处理新路基处的地基

4.4.2竖向排水体的设计与施工

1、袋装砂井

（1）材料要求

袋装砂井直径一般为7～10cm，砂料宜用中砂或粗砂，大于0.5mm砂的含量宜大于50％，含泥量应小于3％，渗透系数不应小于5×10-3cm/s。

砂袋选用聚丙烯或其他适用的编织料制成，抗拉强度应能保证承受砂袋自重，装砂后砂袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数。

（2）袋装砂井的布置、长度

袋装砂井可按正方形或等边三角形两种形式布置，间距以1.2～1.5m为宜。袋装砂井的长度主要由地层情况来决定，对于较薄的软弱土层，以贯穿软土层为宜；对于较厚的软土层，排水体应打到设计计算的位置，但一般不超过24m。

（4）袋装砂井的灌砂量

袋装砂井的理论灌砂量应按井孔的体积和砂在中密时的干密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95％。

（5）主要施工机具

主要由导管式的振动打桩机械，套管，桩尖等。

（6）施工流程及施工工艺

①施工流程：整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层；

②施工准备。此工序包括整平施工场地，摊铺下层水平砂垫层，机具配备，砂料和砂袋以及成孔用的套管、桩尖等一系列准备工作的完成，并对井孔定位放样；

③沉入套管。将带有可开闭底盖的套管或带有预制桩尖的套管（内径略大于砂袋直径）按井孔定位沉入到要求的深度；

④沉放砂袋。扎好砂袋（袋长比深井约长2m）下口后，在其下端放入20cm左右高的砂子作为压重，将袋子放入套管中沉入到要求的深度。如不能沉至要求深度，会有一部分拖留在地面，此时须作排泥处理，直至砂袋下沉至预定深度；

⑤就地填砂入袋成井。将袋口固定在装砂用的漏斗上，通过振动将砂填满袋中，卸下砂袋，拧紧套管上盖，然后一边把压缩空气送进套管，一边提升套管至地面；

⑥用预制砂袋沉放。也可预先在袋内装满砂料，扎好上口，成为预制砂袋，运往现场，弯成圆形，成圈堆放，成孔后将砂袋立即放入孔内；

⑦机具移位，准备进行下一袋装砂井的施工，埋砂袋头，摊铺上层砂垫层。

（7）施工要点

在袋装砂井施工中，还应注意以下几个问题：

①定位要准确，砂井垂直度要好，钢套管不得弯曲，沉桩时应用经纬仪或重锤控制垂直度；

②聚丙烯纺织袋在施工时应避免太阳光长时间直接照射；

③袋装砂井应垂直入井，入口处的导管管口应装设滚轮，不得发生纽结、缩颈、断裂和砂袋磨损；

④砂袋留出孔口长度应保证垂直伸入砂垫层至少30cm，避免砂井全部沉入孔内，造成与砂垫层不连接。

2、塑料排水板

（1）塑料排水板的性能及规格

塑料排水板是由芯板和滤套组成。芯板是由聚丙烯或聚乙烯塑料加工而成的多孔管道或其他形式的板带，应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力。其抗拉强度不应小于130N/cm；板芯应具有耐腐蚀性和足够的柔性，保证塑料排水板在地下的耐久性并使土体固结变形时不会被折断或破裂。滤套一般由无纺织物制成，应具有一定的隔离土颗粒和渗透功能，应等效于0.025mm孔隙，其最小自由透水表面宜为1500cm2/m，渗透系数应不小于5×10-3cm/s。其断面尺寸宜为10cm×（0.4～0.5）cm，此时其作用与直径7cm～10cm的袋装砂井相同。

（2）塑料排水板的布局

塑料排水板的间距、布置形式、沉入地基的长度与袋装砂井相似。

（3）塑料排水板的施工机具

塑料排水板通过插板机插入土中，所用的施工设备基本上可与袋装砂井共用，但需要将圆形套管换成矩形套管，且在套管端部配上管靴。对我国目前常用的两用打设机械，其振动打设工艺、锤击振力大小，可根据每次打设根数、导管断面大小、入土长度及地基均匀程度具体确定。

（4）施工流程及施工工艺

①塑料排水板的施工流程：整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料板通过导管从管靴穿出→塑料板与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层；

②定位：根据设计间距对排水板位置进行放样定位。插板机就位，调整导架垂直度，空心套管中穿入塑料排水板，对正桩位；

③穿靴：将塑料排水板端部穿过靴头固定架，联结固定，然后将靴头套在套管底部；

④沉板：开动机器，通过传动链转动将套管和排水板沉入地下至设计深度；

⑤拔起：传动链反转将套管拔出，排水板自动脱离留在地下，插板机移位进行下一桩位施工；

⑥埋设板头：将板头倒折埋入砂砾垫层中，回填砂砾补平。全部排水板施工完毕后，再对垫层进行一次整平、稳压。

（5）施工要点

①塑料板插入过程中透水滤套不应被撕裂和污染，防止淤泥进入板芯堵塞输水通道，防止泥土等杂物进入套管内；

②塑料板与桩尖连接要牢固，防止拔出套管时发生跟带现象。并严格控制间距和深度，凡塑料板被带上0.5m应在旁边重新补打；

③塑料排水板留出的孔口长度应保证伸入砂垫层不小于50cm，使其与砂垫层贯通，并防止机械及车辆碾压损坏外露板头；

④塑料排水板一般不允许接长。如需搭接，应采用滤膜内水平搭接的连接方法，芯板对扣，凸凹对齐，搭接长度不小于20cm，连接时应使板芯重叠；滤套包裹，用可靠措施固定。

4.4.3加载系统

公路拓宽改建中，常采用真空联合堆载预压。

1、材料及施工机具

包括真空管，密封膜，真空度检测元件，射流真空泵等。

2、施工流程及施工工艺

（1）施工流程：施工准备→放样→砂垫层→夹层封堵（水平滤管埋设、密封沟开挖）→密封膜铺设→真空泵安装→抽真空→路堤填筑→卸载验收；

（2）铺设水平砂垫层和竖向排水体

在设计确定的预压区内，按前面的方法进行水平砂垫层和竖向排水体的铺设；

（3）真空管网布设

按设计的间距在砂垫层中挖深20～30cm沟槽，再接好真空管网埋入沟中。滤管必须畅通，且外裹反滤材料（如无纺土工布布套），搭接处密封，并通过出膜器将管网与真空泵连接；

（4）密封膜铺设

密封膜材料一般选用密封性和韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯专用土工膜，密封膜设2层～3层，分次铺设在平整好的砂垫层表面，密封膜上下设无纺土工布加以保护；

（5）真空度检测元件埋设

在密封膜铺设之前，将标定好的真空表测头及其他观测器件埋设于预定部位，并将连接引线妥善引出加固区外；

（6）密封沟挖设

在加固区的临近四周挖设密封沟，深度视地层情况而定，一般2～3ｍ。密封沟主要起着周边密封作用，必须符合盖膜闭气要求，将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入和平铺于沟底，用黏土或淤泥回填，并在沟内覆水；

（7）试抽检验

试抽阶段主要是检验整个预压区的密封性和设备、器件是否处于正常的工作状态，发现问题及时补救解决；

（8）真空度达70kPa以上并稳定3d后，即可按设计的堆载高度和加载速度分级填筑新路基土。

4.4.4质量检验与控制

要保证排水固结法的加固效果，主要要做好三个环节，即铺设水平排水垫层，设置竖向排水井，真空加载预压荷载。

1、基本要求

袋装砂井、塑料排水板：砂的规格质量、砂袋织物质量和排水板质量必须符合规范规定和设计要求；砂袋和塑料排水板下沉时不得出现纽结、断裂等现象；井（板）底标高必须符合设计要求，其顶端必须按规范要求伸入砂垫层。

2、实测项目

（1）袋装砂井施工规定值或允许偏差应符合表4-7的要求。

表4-7袋装砂井施工允许偏差

（2）塑料排水板施工允许偏差应符合表4-8规定。

表4-8塑料排水板施工允许偏差

3、在地基加固施工中，应尽量避免对老路基的扰动和保证新填路基的稳定。按设计和规范的要求，在预定的位置布设沉降观测杆、侧向位移桩、测斜管，孔隙水压力计、真空度观测仪等，按规定的观测时间，进行地表沉降观测、孔隙水压力观测、地下水位观测、边桩位移观测、真空度观测等，观测结果须满足设计要求。

第五章新老路基结合部的界面处治技术

为防止因新老路基结合强度不足可能导致的拓宽路基滑动失稳或新老路基的不协调变形过大，常常需要对新老路基结合部的界面进行处治，主要措施包括老路路肩和边坡处理，以及新老路基结合部的加筋处治。

5.1老路路肩及边坡处理

1、新老路基结合面预处理

路基拓宽工程中新路基填筑前应对老路与新路交界的边坡坡面和部分地基表面进行预处理，主要内容包括：

（1）拓宽区域内的原地面处理

要彻底清除拓宽范围内淤泥、腐植土、树根及杂草等，当新拓宽路基位于水塘、水沟等局部低洼积水地段，应先抽干积水，彻底清除淤泥，换填透水性好的砂砾、碎石等材料，换填深度应不小于30cm，并予以分层碾压至基底标高，压实度不应低于87％；

（2）拆除老路的路缘石，以及旧路肩和路堤上原有的挡土墙；

（3）填筑前应截断流向拓宽作业区的水源，并在设计边沟的位置上开挖临时排水沟，保证施工期间的排水；

（4）老路与新路交界的边坡坡面0.3m左右厚度内以及外侧路肩0.5m范围内应挖除换填，然后与新路基土一起碾压密实。

2、结合部的台阶设计

（1）老路基与新路基交界的坡面上应从老路坡脚向上挖设台阶。台阶的具体尺寸根据实际情况而定，通常老路边坡坡度在1：1～1：1.5左右，每级台阶高度控制在60～100cm，细粒土填料取下限，巨粒土和土石混填可取上限，填石路基可取1.2～1.5m。台阶宽度一般应不小于1m，且设置成2％～4％的内向横坡。台阶高宽比设置原则如表5-1所示。

表5-1台阶高宽比和台阶设置原则

台阶挖设有时受到老路横断面的限制，当严格按上述设置原则开挖时，可能导致老路路面大部分或全部被挖除，同时考虑到措施的经济性和可行性，新路堤可以每填高1.5m挖设一级台阶。老路基边坡的台阶开挖如图5-1所示。

图5-1新老路基交界面的台阶挖设图

如果开挖后老路台阶上的路基土强度达不到要求时，需将表面强度不足的土层晾晒和掺灰后，再与新路基土一起碾压至规定的密实度。

（2）对于拓宽路基的填土高度不到2m时，也可利用老路边坡直接铺筑新路基。即先用挖掘机放缓老路边坡，然后再进行新路基的填筑。

5.2结合部土工格栅加筋处治技术的设计和施工

1、结合部的土工格栅加筋设计

土工格栅应水平铺至新老路基结合部两侧一定范围内，一端应伸入老路基整个台阶宽度，另一端在新路基中的铺设长度应达到车道线外缘。且尽可能每一台阶铺设一层。在投资不允许的情况下，应至少在拓宽范围的原地面铺设一层，且铺设层数不少于三层（如图5-2所示）。为防止土工格栅产生蠕变，其设计应变（延伸率）应控制在10%以下。

图5-2公路拓宽改建路堤加筋施工示意图

2、土工格栅的铺设施工要点

（1）当施工场地开阔平坦、坡脚无冲刷时，清除地表杂草及植物根茎，低洼积水地段，还应进行排水清淤，然后整平老路坡脚地面。

（2）老路基边坡自下而上开挖不小于1.0m宽的边坡台阶，且最下层台阶宜大于2.5m，在地基表层直接铺设垫层，垫层材料宜选用砂砾、碎石等透水性好的材料，粒径在3～6cm，且最下层土工格栅的垫层不小于0.2m，垫层含泥量不大于5％。

（3）土工格栅铺于垫层中，垫层应整平，土工格栅需紧贴垫层，并使土工格栅强度高的方向垂直于路基轴线方向，且应一次铺设足够的长度，不宜缝接和搭接。土工格栅的铺设过程中不得使其出现扭曲、折皱、重叠，并要特别注意应避免过量拉伸，以避免超过其强度和变形极限而产生破坏或撕裂、局部破顶等。

（4）沿路基轴线方向，土工格栅之间采用搭接法时搭接宽度一般为0.3～0.5m，若周边用“U”型柱钉控制时，搭接长度可为0.1m；当采用尼龙线或涤纶线缝合时，一般采用工业缝纫机，缝接宽度在应大于10cm，且缝线的强度不低于土工格栅的设计容许抗拉强度。

（5）土工格栅必须埋置于拓宽路基填料中，为防止土工格栅的土层表面坚硬凸出物穿破土工格栅，在距土工格栅层8cm以内的路基填料，其最大粒径不得大于6cm，现场施工中发现土工格栅有损时必须立即修补好。

（6）为防止土工格栅受阳光紫外线的照射而老化，材料铺设好后应立即用土料填盖，时间间隔不得超过两天。且土工格栅的存放以及铺设过程应尽量避免长时间曝晒或暴露。

（7）将新路基填料覆盖在土工格栅上，松铺厚度不宜大于30cm，土工格栅上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机，一切车辆、施工机械只允许沿路堤的轴线方向行驶。

（8）路基填料在最佳含水量时碾压至规定的压实度。碾压顺序应由拓宽路基的外侧向新老路基结合部碾压；第一层填料宜采用推土机或其它轻型压实机具进行压实，只有当已填筑压实厚度大于60cm后，才能采用重型压实机械压实，要求的压实度应满足设计要求。

3、质量检测与控制

（1）施工过程中，需埋设地表沉降仪，控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测，防止路堤失稳。

（2）压实度检测。待每层碾压完毕后，进行压实度抽检，抽检合格后，方可进行上层垫层和土工格栅的铺设。拓宽路基的压实度标准应符合规范规定和设计要求。

（3）土工格栅的铺设允许偏差应符合表5-2的要求。

表5-2土工格栅铺设允许偏差

第六章拓宽路基的设计与施工

为了尽量减小因新拓宽路基自身过大的压缩变形而造成新老路基过大的不协调变形，增大新老路基的压缩模量比，防止新老路基结合部不协调变形对路面结构的影响而形成开裂、滑移等病害的发生，需要严格控制拓宽路基的质量，主要包括拓宽路基填料的选择和压实，以及新拓宽路基采用轻质路堤等特殊处治技术。

6.1拓宽路基填料的选择与填筑

6.1.1拓宽路基填料要求

1、在一般情况下，新路基填料宜与老路基填料相同，或者选用透水性较好、不易风化的砂、砂砾、碎石等材料。

2、不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和腐植土等。液限大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超过规定的土，不得直接作为新路堤填料。需要使用时，必须采取满足设计要求的技术措施处治，经检查合格后方可使用。

3、新路基的填料需满足一定的强度要求，应经野外取土试验，考虑工程的特殊性，新路基土的强度要求相对新建路基适当提高，其CBR值应满足表6-1的规定。

表6-1路基填方材料最小强度（CBR值）和最大粒径表

4、因地制宜选择新路基填料

在具体工程中，可以根据实际情况，满足设计和规范要求的前提下，从就地取材方面考虑选择新路基的最佳填料。例如，当拓宽路基需要半填半挖时，可以采用一侧路堑挖出的适用材料作为另一侧路堤的填料，在平原地区多采用一般性填土，但个别路段填方较小但属薄弱环节的区域，仍应考虑选用上述优质填料进行填筑。在路段通过丘陵、山区的石方或洪积土地带时，新路基修筑可以使用碎石（砾石）、块石（漂石）作为填料。当新路基填方较高，要求路基自重较小时，可采用二灰、EPS轻质材料。

5、填石路基

拓宽路基采用石料作为填料时，石料的粒径及级配在开采料场控制，施工单位根据现场情况采用洞室松动爆破、光面爆破或小型爆破，要求填石料级配良好，符合以下指标：石料的强度不应小于15Mpa，最大粒径小于30cm，且不宜超过层厚的2/3，不均匀系数Cu>5（Cu＝d60/d10），曲率系数Cc＝1～3[Cc=(d30)2/(d10×d60)]。

利用强风化石料或软质岩石填筑路堤，当用夯锤压实时，石料可能被碾压成碎屑、碎粒，这类石料应按土质路堤施工要求检验其强度值、CBR值是否符合要求，CBR值不符合要求时不得使用，符合使用要求时应按土质筑堤的技术要求施工。

6、土石路基

新路基采用土石混填时，土石混合料中所含石料强度大于20MPa时，石块最大粒径不得超过压实层厚度的2/3；当所有石料为软质岩时（强度小于15MPa），石料最大粒径不得超过压实层厚度。石料形状以圆形、椭圆形为佳，针片状石块含量须进行控制。

6.1.2路基土的填筑

1、填筑前的基底处理

（1）在完成对路基拓宽范围内的地基处理和表面清理后，如果地面横坡陡于1：5，原地面还应挖成台阶，台阶的宽度不小于1m，高度宜小于50cm，并用小型夯实机加以夯实。填筑应由最低一层台阶填起，并分层夯实，然后逐台向上填筑，分层夯实，所有台阶填完之后，即可按一般填土进行。

（2）当拓宽路堤受地下水影响时，应在新路基底部填以水稳定性优良、不易风化的砂、砂砾、碎石等材料或采用无机结合料（石灰、水泥等）进行加固处治，使基底形成水稳定性好、厚约30cm的稳定层，或设置隔离层。

（3）对于挖方路堑，上路床深度范围内的原地面土应予以换填，并按上路床的填方要求施工。

2、松铺厚度

新路基填筑时应遵循分层填筑、分层压实的原则，每层的最大松铺厚度，按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等经过试验确定，还应考虑老路基所挖台阶高度。

（1）土方路基，最大松铺厚度不宜超过30cm，填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度，不应小于8cm；

（2）填石路基，分层的松铺厚度不宜大于50cm，在路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，且填料最大粒径不得大于10cm；

（3）土石混填时，每层最大松铺厚度不宜超过40cm，在路床顶面以下30～50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，且填料最大粒径不大于10cm。

3、施工要点

（1）石块级配较差、粒径较大，填层较厚、空隙较大时，可于每层表面的孔隙里扫入石渣、石屑、中、粗砂，再以压力水将砂冲入下部，反复数次，使空隙填满。

（2）人工铺填25cm以上石料时，应先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。

（3）当土石混合料中石料含量超过70％时，应先铺填大石块料，大面向下，设置平稳，再铺小块面料、石渣或石屑嵌缝找平，然后碾压；当石料含量小于70％时，土石混合铺填。

6.2路基土的压实

6.2.1压实机械的选择

拓宽路基应尽量采用机械压实，土壤的性质不同，有效压实机械也不同。正常情况下，碾压砂性土采用振动压路机效果最好，夯击式压路机次之，光轮压路机最差；碾压粘性土采用捣实式和夯击式最好，振动式稍差。各种压路机都有其特点，可以根据土质情况合理选用。各种土质适宜的碾压机械如表6-2所示。

在路基拓宽施工中，由于施工面狭窄，并为了减小新路基施工对老路基产生扰动，有时难以采用大型压路机压实，在实际施工中，多采用一些中小型的冲击夯、平板夯、手扶压路机等。在一些特殊地段，也可以采用气夯、木夯、石夯等其他小型机具来有效地保证新填土的密实度，此时须减小填料的松铺厚度。有时为了保证工程质量，路基的实际拓宽宽度宜大于设计值，以便能安全地使用筑路机械（平地机、压路机等）操作，达到边坡填筑牢固和新填土坡较好地压实。

各种压路机在碾压行驶开始时宜用满速，最大速度不宜超过4km/h；碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行；横向接头对振动压路机一般重叠0.4～0.5m，对三轮压路机一般重叠后轮宽的1/2，前后相邻两区段（碾压区段之间的平整预压区段与其后的检验区段）宜纵向重叠1.0～1.5m。应达到无漏洞、无死角，确保碾压均匀。使用夯锤夯实时，各夯位应紧靠。

表6-2各种土质适宜的碾压机械

注：1．表中符号：A代表适用；B代表无适当的机械时可用；C代表不适用。

2．土的类别按《公路土工试验规程》（JTJ051－93）的规定划分。

3．自行式压路机宜用于一般路堤路堑基底的换填等的压实，宜采用直线式进退运行。

4．羊足碾（包括凸块式碾、条式碾）应有光轮压路机配合使用。

6.2.2新路基填料的压实

1、填土路基的压实

（1）新路基压实前，应首先确定其最佳含水量和最大干密度。路基土的压实最佳含水量及最大干密度以及其他指标应在路基修筑半个月前，在取土地点取具有代表性的土样进行击实试验确定。击实试验操作方法按现行《公路土工试验规程》（JTJ051－93）进行。

新路基采用土石进行填筑时，其标准干容重应根据每一种填料的不同含石量的最大干容重作出标准干密度曲线，然后根据试坑挖取试验的含水量，从标准干容重曲线上查出对应的标准干密度。

（2）各种压路机碾压不同土类的适宜厚度和所需压实遍数与土的实际含水量及所要求的压实度大小有关，应根据要求的压实度按照施工准备阶段所作的试验路段的试验结果确定。

（3）碾压前，应检查土的含水量，要求在土的最佳含水量±2％以内压实。当土的实际含水量超出该范围时，必须采取处理措施，过湿则摊铺晾晒至容许含水量，过干则撒水润湿至容许含水量。

（4）碾压前应对填土层的松铺厚度、平整度和含水量进行检查，符合要求后方可进行碾压。压实应根据现场压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行，若控制压实遍数超过10遍，应考虑减少填土厚度。经压实度检验合格后方可转入下道工序，不合格处应进行补压后再做检验，一直达到合格为止。

2、填石路堤的压实

碎石路堤采用重量较大振动压实机分层碾压，碾压遍数按碾压下沉值等于零稳定不变时为止。由于碎石含量不同，其击实试验的最大干密度也不同，碎石填料的最大干密度需要由大于5mm碎石含量的最大干密度曲线来确定。并采用灌砂法、表面波压实密度仪检测压实度是否达到规定值。

块石路堤由于块石粒径较大，经振动压实机分层碾压至下沉值为零后，再用冲击压实机进行检验性补压20遍，如下沉量在5～7cm，表明原来的碾压合格。块石路堤也可直接使用冲击型压实机施工。对于块石路堤，按公路土工试验规程T0133表面振动压实仪法确定块石填料的最大干密度。

冲击压实的施工工艺要求如下：

（1）填石厚度控制

填石路基位于水平地形时，压实厚度不应大于50cm；填石路基在斜坡地带时，压实层厚度不应大于40cm。松铺系数为1.15～1.20。

（2）压实沉降值控制

冲击碾压若干遍后，压实沉降值趋于稳定，同时结合落锤式弯沉仪的测定值进行分析，综合确定需要碾压的遍数及其相应的压实沉降控制值。

（3）填石施工

石方填筑的关键是要达到要求的级配分布。保证使最大的石块居于每层的底部，而较细的颗粒着居于顶部。

3、土石路堤的压实

土石路堤的压实标准与技术要求，应根据混合料中巨粒土的含量多少，分别参照填土路堤和填石路堤。

6.2.3压实标准的检测和控制

1、新路基采用土质填料时，压实度可以采取灌砂法、环刀法、蜡封法、灌水法（水袋法）或核子仪法。采用核子仪法时，应先进行标定和对比试验。土石路堤的压实度可采用灌砂法或水袋法检测。

2、对于新填路基的基底，也应在填筑前进行压实，且基底的压实度不应小于87％，当新填路基填土高度小于路床厚度（80cm）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准。

3、拓宽路基的压实度可采取较之高一等级公路路基的压实度，对于土质新路基（含土石新路基）的压实度应不低于表6-3公路路基压实度标准。

表6-3土质路堤压实度标准

注：1．压实度以部颁《公路土工试验规程》（JTJ051－93）重型击实试验法为准。

2．压实度检验频率按《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）执行。

3．特殊干旱地区的压实标准可降低2％～3％。

4．用灌砂法、灌水（水袋）法检查压实度时，取土样的底面位置为每一压实层底部；用环刀法试验时，环刀中部处于压实层厚度1/2深度；用核子仪试验时，应根据其类型按说明书要求办理。

5．当其他等级公路修建高级路面时，其压实度应采用高速公路、一级公路的规定值。

4、土质路床顶面压实后还应进行弯沉检验，路床顶面的压实度和弯沉值均应满足要求。如仅有一项满足要求，应找出原因，予以处理。

5、填石路堤的压实标准

填石路基压实标准如表6-4所示。

表6-4填石路堤的压实标准

6、新老路基的模量比应控制在1.2～2.0。

6.3轻质路堤

拓宽路基采用轻质路堤时，常用的有二灰轻质路堤，EPS轻质路堤。

6.3.1二灰轻质路堤

二灰路堤由路堤的主体部分（粉煤灰加3～5%磨细的生石灰），护坡和封顶层（粘性土或其它材料）、隔离层、排水系统等组成，常采用全灰的填筑方法。图6-1为二灰路堤的结构示意图。

图6-1二灰路堤结构示意图

1、材料要求

（1）粉煤灰：粉煤灰的粒度成分、含水量、重金属含量、渗透系数、压缩系数、毛细水上升高度等指标均应复合技术规范规定和设计文件要求。

（2）护坡土：应选用塑性指数不小于6的粘性土。土质护坡厚度应根据土质和自然条件而定，但水平方向厚度应保证不小于1米，且削坡后满足设计的拓宽路基净宽要求。

（3）封顶层：二灰路堤路槽标高以下20～30cm应设置土质封顶层，封顶层一般采用粘性土、石灰土或二灰土，厚度不小于20cm。为便于施工，可与路面结构垫层或底基层相结合。

（4）隔离层：二灰路堤底部距地下水位或地表积水50cm以下时应设置隔离层。隔离层宜采用稳定性好的工业废渣或天然砂砾等透水性良好的材料，且厚度不宜小于30cm，横坡不宜小于3％。

（5）边坡：对5m以下路堤边坡率可采用1：1.5，5m以上路堤应设置成折线型边坡，下部边坡率稍缓些，可采用1：1.75。

2、二灰轻质路堤的施工

（1）二灰的摊铺

二灰的松铺系数应通过试验确定，无实测资料时，可按下列数值选用，并在施工中调整。人工摊铺：1.5～1.7；推土机摊铺：1.2～1.3；平地机摊铺：1.1～1.2。松铺厚度一般在24cm～26cm。

护坡土与二灰同时摊铺，并做成不小于3％的路拱，以利排水。

（2）含水量控制

碾压时的含水量应接近最佳含水量或超过最佳含水量2％～4%。粉煤灰含水量的调节宜在堆场或灰池中进行，尽量减少现场洒水工作量。过湿的粉煤灰应堆高沥干水分，过干的粉煤灰应在摊铺前2～3d在堆场洒水闷料。

（3）压实

二灰路堤的压实应按规范规定压实度的重型击实标准执行，事先应进行碾压试验。

一般尽可能采用较大吨位的振动压路机。常用20t～30t的中型振动压路机，每层压实厚度不大于20cm；中型振动羊足碾或40t～50t的重型振动压路机，每层压实厚度不得大于30cm。

碾压应遵循先轻后重原则：对人工摊铺的灰层宜先用履带式机具或3t～12t压路机静压1～2遍，稳压后，用振动压路机振压3～4遍。机械摊铺的灰层可直接用20t以上的中型或重型振动压路机碾压3～4遍，然后再静压1～2遍。碾压顺序应遵循先低后高的原则，由土质护坡向老路基边坡碾压。碾压速度稳定时碾压轮迹应相互搭接，后轮必须超过相邻的接缝。

碾压完毕后应及时检验压实度，符合规定要求后方可继续填筑上层。

3、质量检测与质量控制

（1）二灰压实度检测方式以环刀法为准，取样位置应在压实层中部。用灌砂法、核子仪等方法检测时应与环刀法建立相关关系。

（2）二灰路基经分层压实后，不允许有翻浆弹簧现象出现，表面应按设计规定平整密实，排水良好，其路基压实度必须满足表6-5规定。

表6-5二灰路堤压实标准（重型）

注：检测频率100m内每层不少于3处，每处不少于3个测点。

6.3.2EPS轻质路堤

EPS轻质路堤的应用示意图如6-2所示。

新拓宽路基采用EPS轻质路基施工前，尽力避免地下水位上升，保证地下水位在EPS施工基面以下。在控制条件较困难时，应设置排水盲沟。

EPS块体应铺设在施工基面上，施工基面应由中粗砂组成垫层，砂垫层中有机质含量不大于1％，含泥量不大于3％。根据基底土质条件和排水需要，可在垫层上、下界面铺设土工织物。铺设垫层时，做到均匀一致，表面平整。平整度采用3m直尺进行控制。砂垫层顶面标高的容许误差为±10mm。垫层宽度应宽出新路基坡角0.5～1.0m，并在侧端以片石护砌或采用其他方式防护，以防止粒料流失，但同时不得堵塞垫层的排水通道。铺设后的垫层不得受泥土、杂物等污染。

图6-2EPS轻质路堤应用示意图

1、EPS块体材料及质量要求

（1）抗压强度要求：技术指标为无侧限抗压强度，试件尺寸采用50mm×50mm×50mm（容许误差±1mm），加载速度为10mm/min。当试件压缩变形为5％时，要求一般部位EPS块体的平均抗压强度不小于100kPa，单个试件的抗压强度不应小于80kPa。

（2）抗压强度试件的取样与准备：在一个EPS块体上，从角隅和侧边上划线取出三个柱体，其尺寸为100mm×100mm×块体高度，然后从三个柱体上分别在中部和端部各取一个试件，即每个块体6个试件。试件应在EPS块体出模至少24小时以后用电热丝切割而成，在压缩试验前须将试件放入60ºC烘箱内烘24小时，以保证试件干燥。

（3）应对EPS块体的密度进行测定。试件尺寸为100mm×100mm×50mm，密度测定前须放在60ºC烘箱内烘24小时，要求EPS块体密度不低于20kg/m3。

（4）EPS块体应具有一致的几何尺寸和平整的表面。用卷尺分别在长、宽、高测量4点、6点、6点，求其平均值。EPS标准块体尺寸及容许误差如表6-6所示，且EPS块体平面上采用3m直尺测得的平整度应在5mm以内。

表6-6EPS标准块体尺寸及容许误差

注：抽样频率见表6-7。

（5）从EPS标准块体上切割下来的零星块件，其尺寸测量的最大容许偏差为±1％；可用块体的最小尺寸（长、宽、高）为0.5m（有特殊规定和要求除外）。

（6）施工过程中，对进场的EPS块体必须进行抽样检查，检查内容包括形状尺寸、密度、抗压强度、燃烧自灭性和平整度。抽样频率如表6-7所示。

表6-7EPS块体材料质量检查抽样频率

2、EPS块体的运输与临时堆放

（1）施工单位应根据施工进度安排编制EPS块体材料的进场计划，包括运输进场的时间、数量（各种形状和尺寸）和方式等。

（2）应事先勘察好运输路线，长距离运输可采用4吨的长车身运输车（每车约运载30～40m3）。对于工地转运，可考虑小型运输车或以人工搬运为主。

（3）对于设计的EPS异型块体，可以在生产厂家预先切割后运输到工地，也可以在工地上由标准块体用电热丝切割而成。

（4）EPS块体在工地临时堆放的注意事项

应充分考虑工程进度和保护措施，根据现场的用量，确定临时堆场的位置和大小。在EPS块体堆放场地和施工现场均应注意防火，不准吸烟，不准各种明火靠近，同时在EPS临时堆置场地应防止雨水滞留，也不准接触有机溶剂或石油之内的溶剂。避免EPS长期受强日光的照射，若临时堆放时间预计在1星期以上，则必须采取有效的覆盖措施。

3、EPS块体铺设

（1）EPS块体铺设在施工基面上，施工基面必须保持干燥状态。EPS块体铺设时，不准拖拉机和重型机械直接在块体上行驶。

（2）EPS块体自下而上逐层错缝铺设。

（3）EPS块体之间的缝隙和高低错台尽可能小，缝隙的大小应在20mm以内，错台的大小应在10mm以内。块体间产生缝隙或高低错台时，最下层由垫层来调整，中间各层则采用无收缩水泥砂浆调平。曲线部分缝隙有可能超过标准容许误差（最大缝隙要求小于50mm），采用砂或无收缩水泥砂浆充分填塞。

（4）与填土接触部分的EPS块体呈台阶铺设，台阶坡率约为1：2～1：4，或按设计要求施工。顶层EPS块体与路堤土接触部分，要求EPS块体顶上的现浇混凝土板向填土部分延伸1～2m。

（5）EPS块体之间的联结：EPS块体各层之间采用具有一定的双面爪型联结件，在顶面及侧面设置具有一定强度的单面爪型联结件。爪钉应做防锈处理。在最下层EPS块体与施工基面和土基之间采用L型或I型金属销钉联结，销钉插入基底深度不小于20cm。

4、混凝土板的浇注

（1）最上层EPS块体铺好后，即现浇一层厚度10～15cm的C30钢筋混凝土板。钢筋网设置在板厚中间（直径Ф8mm，网格尺寸为150mm×150mm，钢筋网的搭接长度不小于20cm）。混凝土可采用泵送，铺浇后用插入式及表面振动器振捣密实后抹平。混凝土如塞施工缝，其缝宽为10mm，采用沥青浸透的杉木板设置，钢筋网片连续不断开。混凝土如设横缝，间隔一般为10m，采用锯缝的假缝形式，并用沥青聚胺脂灌缝。为了缩短工期，可采用早强水泥（三天抗压强度为22MPa）。只有当钢筋混凝土板强度达到设计强度的70％时，方能在其上进行路面结构的施工。

（2）对于层数多于8层的EPS轻质路堤，原则每铺设4～6层EPS块体，均应设置一层混凝土板，其构造和浇注方法同（1）。

5、防护及路面工程

（1）EPS轻质路堤的外侧应覆土护坡，覆盖EPS块体的土层最小厚度为0.5m；护坡覆土必须得到充分碾压，土质护坡摊铺宽度应保证削坡后的净宽满足设计要求。

（2）除覆土以外，也可采用如聚乙烯薄膜或砂浆等被覆。

（3）土工布的铺设应符合设计要求，并具有可靠的固定措施。

（4）植物（草皮）护坡。当采用草皮作坡面防护时，草皮尺寸应不小于20×20cm2。满铺草皮时，应从坡脚向上逐排错缝铺设，用木桩或竹钉固定于边坡上，也可视具体情况采用迭铺或方格间铺等形式。选用的草籽、草皮应适应当地的土壤和气候条件，宜选用易生长、长速快、根蔓面大的草类植物和草籽。

6、EPS轻质路堤施工质量标准及允许偏差

EPS轻质路堤施工质量标准及允许偏差应符合表6-8的规定。

表6-8EPS轻质路堤施工质量标准及允许偏差

续表6-8

注：1．当EPS路堤向填土部过渡时，其下的压实度标准参照公路填方路基相应层位压实度标准控制。

2．曲线部分的EPS块件缝隙不得大于50mm。

3．上表未及之处，应参照交通部颁发的现行公路施工及质量检验评定标准或规范来办理。

6.4支挡结构处新路基土的填筑与压实

拓宽路基外侧设置挡墙时，挡墙基础的施工和墙背后路基土的填筑与压实应注意以下几点：

1、挡墙基础的施工

（1）基础的各部尺寸、形状、埋置深度均按设计要求进行施工。

（2）在松软地层或坡积层地段开挖挡墙基坑时，基坑不宜全段贯通，而应采用跳槽办法开挖以防止上部失稳。当基底土质为碎石土、砂砾土、砂性土、粘性土等时，将其整平夯实。基础开挖采用明挖，但遇到特殊水文、地质情况时，也可采用桩基、深井等基础。

（3）当遇有基底软弱或土质不良地段时，可按以下方法分别进行处理。

①当地基软弱、地形平坦、墙身又超过一定高度时，可在墙趾处伸出一台阶，以拓宽基础。如地基压应力超过地基承载力过多时，也可采用钢筋混凝土底板；

②如地层为淤泥质土、杂填土等，可采用砂砾、碎石、矿渣灰土等材料予以换填，或者采用砂桩、石灰桩、碎石桩、挤淤法、土工织物及粉喷桩等方法分别予以处理。

2、墙背回填

（1）挡土墙的砌体砂浆强度达70％以上时，才可以回填墙背填料，优先选用渗水性较好的砂砾土填筑，严禁使用膨胀土和高塑性土，如有困难采用不透水土壤填筑时，应在土中掺加石灰、水泥进行处治。浸水挡墙背应全部用水稳定性和透水性较好的材料填筑。

（2）墙背回填要均匀摊铺平整，并设不小于3％的横坡填筑，逐层夯实，不允许向着墙背斜坡填筑。每层压实厚度不宜超过20cm，碾压机具和填料性质应进行压实试验，确定填料分层厚度及碾压遍数。

（3）压实时应注意勿使墙身受较大的冲击影响，应采用小型压实机具碾压。常用的小型压实机具有蛙式打夯机、内燃打夯机、手扶式压路机、振动平板夯等。

（4）墙背的压实度标准，从填方基底至路床顶面应不小于95％。

第七章新老路基结合部的路面辅助处治技术与排水

7.1结合部路面辅助处治技术

新老路基结合部的路面辅助处治方法，主要包括在新老路基结合部位设置分隔带、设置过渡性路面以及铺设玻纤格栅加筋路面。

7.1.1新老路基结合部位设置分隔带

在线形允许的情况下，可以在新老路基结合部位设置分隔带（如图7-1所示），即容许新老路基不协调变形引起的纵向开裂，甚至产生小量的错台。这样可以在保证拓宽道路正常使用的情况下，节约施工成本并降低施工难度。同时必须做好分隔带的防、排水工作。

图7-1结合部设置分隔带示意图

7.1.2过渡性路面

拓宽路基施工完毕后，路面结构可以采用各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的柔性路面结构，或者易拆移式的干砌砌块结构。待道路运营一段时间后，拓宽路基部分充分变形稳定后再将临时性铺面挖除，铺筑最终的路面结构。

7.1.3玻璃纤维格栅路面加筋

1、材料要求

采用新型的玻璃纤维格栅，由高模量的玻璃纤维胶线组成，上面涂有改性聚合物，背面有粘胶。

2、玻璃纤维格栅的铺设层位

玻璃纤维格栅应铺设在新老路基结合部上路面结构的基层底面。

3、玻璃纤维格栅的施工工艺

（1）垫层表面处理

铺设格栅之前，需将垫层表面局部松散、坑洞及裂缝修补填塞，并清除表面颗粒、杂物及尘土，保证表面平整干净。

（2）玻璃纤维格栅的铺设

玻璃纤维格栅目前通常采用一种简捷的铺设方法，即将格栅卷材装在专用的摊铺车上，使带胶粘剂的面朝下，然后开动摊铺车向前慢形，将卷材拉开铺到需要的长度后，用剪刀将其割断即可。铺设时必须平顺、拉紧，横向搭接长度宜为50～100mm，纵向搭接长度宜为150～200mm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端之下。

（3）碾压

玻纤格栅铺设固定完毕后，须用小型胶轮压路机适度碾压稳定，此后要严格控制车辆出入，禁止车辆急转向、急刹车，且应尽快铺设沥青混凝土。

（4）上层结构的铺设

沥青混凝土的基层和面层的施工工艺同新建路面。

7.2结合部的排水设计及施工

结合部的排水主要包括结合部的中央分隔带排水、新老路基结合部界面排水以及内部排水，各项排水设施的设计和施工应注意对老路基原有排水设施的衔接和改造。

拓宽路基排水设施的设计步骤：

（1）调查拓宽侧老路路基和路面原有排水设施的设置情况；

（2）分析拓宽路基路堤的填筑或路堑的开挖对原地表水的流向、流速，地下水水位、流向以及泉水的出露位置和流量的影响，确定排水设施的设置位置；

（3）选择合适的排水设施，通过水文和水力计算，确定各项排水设施所需的设计断面；

（4）各项排水设施的材料选用和结构设计；

（5）冲刷防护措施的设计。

本《指南》着重论述新老路基结合部排水设施的设置，对于水文水力计算、排水设施的材料要求、断面尺寸和结构设计，可参考现行《公路排水设计规范》（JTJ018－97）。

7.2.1中央分隔带排水

新老路基结合部上方设置中央分隔带时，需在中央分隔带设置排水设施。中央分隔带由纵向集水沟和排水管组成，下方铺设不透水土工布。渗入中央分隔带的水分，先流入由透水性材料组成的纵向集水沟，并汇流入沟中的带孔（或槽口）排水管内，再由间隔一定距离布设的横向出水管排引出路界（如图7-2所示）。

图7-2新老路基结合部中央分隔带排水结构示意图

集水沟的断面形状多设置成梯形或碟形，梯形坡度为1：1～1：1.5，深度通常与垫层底面齐平或略低些，在冰冻地区，集水管应尽可能在冰冻深度以下。集水沟中的不透水材料可由不含细料的开级配碎石、砾石等组成，集水管两侧各有至少10cm宽的透水性填料。透水性填料的底面和外侧铺设防水土工布，集水沟的顶面以反滤织物覆盖。集水沟和集水管的纵向坡度不低于路线纵坡。集水管设在集水沟的底部，沿纵向集水管，间隔适当的距离设置不带孔的横向出水管，纵向集水管上游起端与横向出水管相接，中间段的出水口采用单根或一对出水管，集水管与出水管端头用半径不小于30cm的弯管联结。

出水管的横坡为3～5％以上，视出口处的路基排水情况选定。埋设出水管和通气管所挖的沟须回填低透水性材料。出水管和通气管的外露端头用镀锌铁丝网或格栅罩住，以防杂物进入。出水口的下方应铺设混凝土防溅板或对泻水坡面进行浆砌抹面防护，且出水水流尽可能排引至涵洞、边沟或排水沟中。

7.2.2新老路基结合部路界表面排水

在拓宽路基的一侧，往往需要重新设置路界表面的排水设施。首先应拆除清理老路原有的边沟、截水沟，急流槽等表面排水设施，然后换填砂、碎石等性能好的材料整平压实，再重新设置拓宽路基的地表排水设施，各地表排水设施的设计和施工与新建路界表面排水相同，其沟顶均应高出设计水位0.2m以上。

拓宽路基为填方路堤时，拓宽路基外侧需重新设置边沟；拓宽路基为挖方路堑时，拓宽路基外侧需重新设置边沟及截水沟。

7.2.3新老路基结合部内部排水

1、拓宽路基地下排水设施的设置

排除路基地下水的方法宜用拦截、汇集、隔离和导流等形式，在某些情况下，还需降低地下水位。

（1）用土工布作隔离层排除路基地下水，常设置在新老路基结合部的界面以及透水层下方；

（2）利用天然砂砾排除路基地下水。如老路存在砂砾排水层，则在新路基上应全铺厚度不小于20cm的透水性和水稳性都较好的天然砂砾，并与老路砂砾排水层横向衔接。如老路没有砂砾排水层，也可在拓宽的新路基中设置砂砾层，其厚度同样不得小于20cm；

（3）用盲沟排除地下水，宜用于浅层裂隙水路段；

（4）暗沟排水。暗沟的作用主要是把新老路基结合部范围内的泉水和较集中的裂隙水排到路基范围以外去。暗沟出口处应高于路外排水沟最高水位，一般不得小于20cm；

（5）渗沟排水，宜用于地下水位较浅，又能较好地解决出口位置的挖方拓宽路堑。渗沟底宽以满足排除地下水最大流量为原则。渗沟深度一般大于2m。

（6）深边沟。排水深边沟的作用是汇集和排除拓宽路基范围的地下水及流向路基的小量地面水。深度为1.2～2.0m，不宜与其它沟渠合并使用。对于地下水位接近或高于路基设计标高的路段，地面坡度大于5以上的地形，或者拓宽路基的开挖截断了坡体内的含水层，或者开挖后基底范围内有含水层出露时，都可以考虑加深边沟加以排除（如图7-3所示）。

图7-3拦截地下水的纵向地下排水沟

参考文献

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【24】王付军．津围公路改造工程中钢纤维混凝土路面施工研究．内蒙古公路与运输，2001增刊．

第一章 绪 论1

1.1 引 言1

1.2 新老路基结合的主要方式2

第二章 路基拓宽的设计方法10

2.1 路基拓宽的设计计算理论10

2.2 路基拓宽的设计指标和控制标准13

2.3 路基的设计参数取值14

2.4 路基拓宽的设计方法17

第三章 新老路基结合部处治技术概述21

3.1 新老路基结合部处治技术的分类21

3.2 结合部处治设计施工技术原则22

3.3 结合部处治设计施工准备22

第四章 新老路基结合部地基处理技术24

4.1 概述24

4.2 垫层及浅层处理技术26

4.3 复合地基30

4.4 排水固结法处理技术36

第五章 新老路基结合部的界面处治技术42

5.1 老路路肩及边坡处理42

5.2 结合部土工格栅加筋处治技术的设计和施工43

第六章 拓宽路基的设计与施工46

6.1 拓宽路基填料的选择与填筑46

6.2 路基土的压实48

6.3 轻质路堤51

6.4 支挡结构处新路基土的填筑与压实57

第七章 新老路基结合部的路面辅助处治技术与排水59

7.1 结合部路面辅助处治技术59

7.2 结合部的排水设计及施工60

参考文献63