高速公路拓寬路基沉降及防控技術(shù)分析

王 景 王 旗

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為了適應(yīng)交通應(yīng)用量的增加，公路的拓寬實(shí)施在現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代非常普遍，而拓寬公路中出現(xiàn)的問題比之新建的公路中問題更復(fù)雜。例如拓寬路面的沉降變形問題、新路對(duì)老路的荷載影響問題、新舊路基的不同問題、路面的變形問題，這些都是公路工程中急需解決的問題。

1 高速公路拓寬形式的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國(guó)在高速公路的建設(shè)方面已經(jīng)有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，但是還有很多問題沒有解決，差異沉降設(shè)定問題相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工控制目標(biāo)，從而使公路拓寬工程的地基新建設(shè)計(jì)時(shí)帶有一定的盲目性和沒有時(shí)效性。

1.1 高速公路拓寬形式的發(fā)展現(xiàn)狀：高速公路的拓寬和拼接有多種形式，從已有的事例可以歸納總結(jié)公路拼接問題分為三種類型，分別是完全形式拼接、不完全形式拼接和分離形式拼接，完全形式拼接是指高速公路兩側(cè)的路基直接進(jìn)行拓寬，公路的兩側(cè)拓寬的程度相同，以求達(dá)到拼接的平衡。但是也有不對(duì)稱的對(duì)接，不對(duì)稱拼接是當(dāng)前高速公路拼接中主要研究的問題，不完全拼接是指在拓寬到一定程度之后，改變?cè)镜牡鼗Y(jié)構(gòu)，公路的整體發(fā)生改變，對(duì)公路的整體構(gòu)造從新進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照新的標(biāo)準(zhǔn)將拼接之后的路面進(jìn)行一次性共同鋪筑，其受力的特點(diǎn)與完全拼接存在相應(yīng)差異。分離式的拼接方式則比較簡(jiǎn)單，是在原有的高速公路的旁邊，重新建立一條新的高速公路復(fù)線。總之，不同的拼接方式，拼接后的公路的變形規(guī)律不同，所以應(yīng)該對(duì)新拓寬不同路面進(jìn)行附加沉降調(diào)查，以掌握新舊路基之間沉降變化規(guī)律，提出合理的應(yīng)對(duì)策略。

1.2 高速公路拓寬工程差異沉降控制的研究現(xiàn)狀：對(duì)就得路面而言，經(jīng)過長(zhǎng)久的運(yùn)營(yíng)，沉降已經(jīng)完成，在舊的路面上拼接新的路面，這樣沉降度就有了差異，新的填充路基荷載定然會(huì)引起原有路基的附加沉降量變化，如此將會(huì)導(dǎo)致新老路基之間的沉降度的差異，從而會(huì)引起新路變形的情況，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)出現(xiàn)拼接的新路出現(xiàn)斷面和下沉過快的情況。諸多問題將會(huì)給交通流量大的路段帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn)，如果問題解決不好，會(huì)造成不可估量的后果，因此，為了保證新建公路的質(zhì)量，需要對(duì)新舊路段銜接問題做出綜合的研究。

2 高速公路拓寬路基出現(xiàn)的問題和設(shè)計(jì)

2.1 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)人民生活水平逐漸提高，高速公路的交通流量每年都在增加，2013年底我國(guó)高速公路已經(jīng)建成通車8.03萬公里，由于在開始預(yù)估時(shí)對(duì)高速公路的流量增長(zhǎng)的預(yù)估不夠，部分流量較大的路段，高速公路已經(jīng)出現(xiàn)飽和狀態(tài)。使得高速公路本身具有的特性變淡，失去了高速公路應(yīng)有的高速、快捷等服務(wù)優(yōu)勢(shì)，交通對(duì)日益增長(zhǎng)的客流量承載無法滿足。因此高速公路的擴(kuò)建已成為必然。在我國(guó)對(duì)于高速公路的擴(kuò)建還處于初期階段，沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程的施工和設(shè)計(jì)不夠理想。

2.2 新舊里面的沉淀問題是當(dāng)今高速公路的拼接中出現(xiàn)的主要問題。舊的路面由于多年的使用，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，新接的路面沉降的過程需要時(shí)間，在沉降的過程中，新舊路面結(jié)合處存在嚴(yán)重差距，在一些交通流量較大的路段，在新路面沒有沉降完全之前，容易產(chǎn)生斷面現(xiàn)象，導(dǎo)致路面下面的水泥混凝土路基在荷載的作用下產(chǎn)生斷板現(xiàn)象，瀝青混凝土路面同樣會(huì)出現(xiàn)裂縫對(duì)交通服務(wù)的質(zhì)量有很大的影響，不能滿足汽車對(duì)于高速公路快速的影響，還增加汽車的輪胎磨損程度，加大汽車的運(yùn)輸成本，造成沒必要的經(jīng)濟(jì)損失，并且路面嚴(yán)重的情況還會(huì)影響人身安全。基于擴(kuò)建的公路和新建的公路相比有著施工難度大、建筑復(fù)雜，質(zhì)量要求比較高的特點(diǎn)，用新建公路的思想和設(shè)計(jì)的策略進(jìn)行擴(kuò)建問題的解決。因此對(duì)于公路加寬技術(shù)的研究迫在眉睫，其研究成果具有社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 對(duì)現(xiàn)今的高速公路的加寬工程，舊路加寬的最大問題就是解決老路的路基不均勻沉降問題，我國(guó)在高速公路擴(kuò)建方面發(fā)展比較晚，但是依然累積了一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，但是還沒有成型的技術(shù)能夠很好解決老路基沉降不均勻的問題。很多加寬工程的初衷技術(shù)效果不佳，在進(jìn)行運(yùn)營(yíng)不久之后路面就出現(xiàn)裂痕的嚴(yán)重情況。同時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)的研究成果都建立在理論的基礎(chǔ)上，缺少相應(yīng)的理論支撐和實(shí)踐的應(yīng)用。現(xiàn)階段，有必要對(duì)新老路面的銜接問題進(jìn)行系統(tǒng)化的研究。尋找科學(xué)合理的方法進(jìn)行研究，以解決高速公路在運(yùn)營(yíng)的時(shí)候，出現(xiàn)的各種對(duì)于路面損害的因素的抗性。系統(tǒng)化的研究對(duì)今后在高速公路的擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)和施工中提供科學(xué)的理論支撐，保證擴(kuò)建之后的高速公路的質(zhì)量。

3 公路拓寬工程防控技術(shù)分析

3.1 減輕填土?xí)r候的荷載：通過使用容重小的質(zhì)量輕的材料作為路堤，可以減輕路堤自身重，達(dá)到減少沉降、增大穩(wěn)定性的目的。相對(duì)于使用其它輕質(zhì)量填筑材料的新路基的處理效果，使用EPS填筑材料具有很大優(yōu)勢(shì)，完全能滿足公路拓寬工程的設(shè)計(jì)要求，而使用其它輕型填筑材料的公路拓寬工程，在軟基路段仍需結(jié)合其他軟基處理方法進(jìn)行處理方能滿足要求。

3.2 提高拓寬工程中路基的整體性和路面強(qiáng)度：通過開挖臺(tái)階、鋪設(shè)土工格柵等方式，加強(qiáng)新老路基結(jié)合部的整體性和強(qiáng)度，以此達(dá)到減少差異沉降的目的。雖然削坡坡度大小對(duì)公路拓寬工程中總沉降量和有效應(yīng)力的影響不是很大，但對(duì)新舊路基結(jié)合部的差異沉降有較大的影響。因此，在條件允許之下，應(yīng)盡可能的應(yīng)用坡度較緩的削坡，在受條件限制而采用較陡的削坡坡度時(shí)，需進(jìn)行開挖臺(tái)階等處理方式，以增加新舊路基之間的接觸面積，從而使新舊路基彼此有效結(jié)合，避免新舊路基結(jié)合部分出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

3.3 提高地基本身的承載力：通過排水管道加固、堆載預(yù)壓和復(fù)合地基等處理方式，加固地基，減少總沉降量，達(dá)到控制沉降量的目的。土工合成材料能有效減少路基的沉降量，但不能抵消由于路堤高度和軟土厚度變化帶來的地基沉降增量。對(duì)于高速公路路堤和深厚軟土地基，仍需要結(jié)合其他不同地基處理方法進(jìn)行解決。

3.4 建立分隔墻：通過設(shè)置隔離墻，以減少新建路基對(duì)老路基產(chǎn)生的多余沉降的影響。提高地基承載力是減小路基沉降和新舊路基差異沉降的有效方法。其中，提高薄弱地基土地的固結(jié)度和復(fù)合地基法均能很好解決公路拓寬工程中的路基沉降和新舊路基差異沉降問題，并對(duì)提高新舊路基結(jié)合處的路基穩(wěn)定性和新路基邊坡穩(wěn)定性具有良好的效果。提高軟弱地基土的固結(jié)度對(duì)處理新舊路基相應(yīng)沉降問題更有效果，而復(fù)合地基方式對(duì)減少公路拓寬工程中的路基沉降能起到更大的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)于研究數(shù)值的分析，結(jié)合高速公路在擴(kuò)建中的科學(xué)設(shè)計(jì)理念，提出在拓寬路面時(shí)，路基荷載下的沉降相應(yīng)的研究方法，根據(jù)優(yōu)化建筑的研究結(jié)果，對(duì)于本文提出的問題進(jìn)行系統(tǒng)化的研究解決。高速公路的擴(kuò)建在現(xiàn)今的公路建設(shè)中存在很大的問題，新建公路的沉降問題影響整個(gè)工程的質(zhì)量，但沉降問題要考慮的外界因素太多，這也給研究帶來困難。

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