改扩建道路纵向加高拓宽路基沉降特性研究

边海滨

摘 要： 近些年，我国的道路工程发展快速。改扩建工程开始时间较晚且可供借鉴的经验较少，根据我国的经济发展前景可知，改扩建工程将成为21世纪我国亟待解决的重要课题之一。文章主要从新旧路堤结合部位技术、新旧路基差异沉降控制指标和影响因素以及加宽工程变形特性分析方法三方面进行论述。

关键词： 改扩建公路;拓宽路基;研究现状

【中图分类号】U416.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）08-0134-01

引言：受社会经济水平、技术水平和建设思路等多方面的限制，早期修筑的部分公路技术指标较低，已不能满足日益增长的交通需求，大规模的改扩建成为我国交通发展的必然趋势。改扩建过程中路线纵坡指标调整、桥涵净空提高等因素使得路基必须进行相应的加高，拓宽后路堤的设计标高高于拓宽前老路堤。公路改扩建工程关键技术难题是新老路基的差异沉降，过大的差异沉降将导致路面沉陷和开裂，严重影响路面的使用性能，其使用寿命也将加速衰减。

1 分析道路改扩建工程设计要点的重要性

所谓道路改扩建工程，主要指的是在原有市政道路工程的基础之上，进行合理的改建与扩建，有效满足城市居民的出行需求，提升道路工程的总体经济效益。除此之外，由于我国城市人口数量的不断增多，对道路进行改扩建，能够为城市居民提供一个更加舒适的出行环境，有效满足城市居民的出行需求。设计人员在实际工作当中，要结合道路的总体运行情况，不断改进道路改扩建工程设计方案，进一步提升工程总体效益。

2 市政道路改扩建施工

2.1 处理填方路基

在道路施工中，高填方路段较少，所以在道路施工中的填方路基应<1m。在该道路改扩建施工中，要对旧路基进行削坡处理，处理过的坡度要>1：1.5，削坡过渡段要使用挖台阶的方式进行。安装土工格栅的距离为0.5m，这样不仅有利于使沉降减少，而且使过渡段之间的衔接更加自然。填方段要安装排水设施，有利于减轻雨水对道路侵蚀。

2.2 修复破损旧路面

对路面结构进行改造，首先要凿除部分严重损坏的路面，同时开挖该段路的路基;然后对该结构层的厚度进行加厚，并且对脱空的底板进行修补;最后铺设沥青面层在该路段。如果对双清路进行改扩建，利用混凝土板探测土板的损坏程度，当土板损坏严重时，必须进行换板处理，并且铺设沥青面层。如果在路面结构改建过程中，发现某段路面结构损坏非常严重，但经过改造的老路结构依然可继续发挥使用价值时，可对其进行碎石化处理。但采用碎石化处理的方法有众多缺陷，所以该方法尽量少用，在对郊区G320国道的部分严重破损路段进行修复时可选用碎石化处理方法。

2.3 改扩建工程差异沉降分析方法

结合国内外学者的研究成果可知，目前研究新旧路基不协调沉降问题主要通过有限元分析、土工离心模型试验以及现场试验与理论分析相结合等方法。国外学者常利用PLAXIS软件进行数值模拟分析，常用的本构模型有MohrCoulomb模型和修正Cam-Clay模型。B.J.Brinkgreve等人分别采用摩尔-库伦模型和修正Cam-Clay模型建立有限元模型进行数值分析，并与实测数值进行对比，结果显示采用Mohr-Coulomb本构模型模拟分析的结果与实测结果契合程度大;国内学者常采用的数值分析软件有：ABAQUS、FLAC3D、MIDAS、ANSYS等，常用的本构模型有摩尔-库伦（Mohr-Coulomb）模型、D-P模型以及剑桥模型等。1869年法国学者利用一个小比例尺模型模拟土体的变形过程，得出与实际相近的沉降变形和应力位移变化，这是土工离心模型的第一次亮相。在20世纪80年代我国才正式研究土工离心技术，主要用于研究边坡稳定性、软土加固技术、拓宽路基变形特性、非饱和土等问题。

综上所述，通过调研国内外学者对改扩建工程的研究现状来看，国外发达国家对新旧路基间不协调变形相关问题的研究较少，主要侧重于软基处理的研究，因此没有更多成熟经验可供借鉴。我国开始道路改建工程的时间较晚，虽然已经取得了较大的成果，但是研究的范围主要集中在软基处理、填土高度、拓宽宽度等因素对差异沉降的影响上，而对新路堤填筑材料的影响研究较少，但其对差异变形的影响是不可忽略的，因此有必要深入地研究路堤填料引起的差异沉降的影响。

2.4 横断面设计

设计在道路改扩建工程横断面的过程中，需要注意以下问题：第一，要根据上位规划并结合交通量预测分析、道路两侧建设条件、用地性质等因素综合确定横断面形式。第二，分析现状道路上的桥涵等工程，是否对断面设计存在限制。第三，道路横断面型式和各组成部分尺寸以及比例应按道路类别、设计速度、设计年限的机动车与非机动车交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排，以保障车辆与人行交通的安全和通畅。第四，要因地制宜、提升环境，道路横断型式应根据道路所处环境在满足交通的功能的前提下与周边环境相协调，与区域总体设计风格相一致，有利于区域环境的提升。除此之外，设计人员要根据道路车辆的运行情况，制定科学的横断面设计方案，并严格控制市政道路横断面坡度，一般情况下，机动车横断面坡度不宜超过2%，人行道横坡宜为1%～2%。在横断面设计过程中，设计人员要运用合理的横断面设计理念，并结合道路改扩建工程横断面设计过程中可能出现的问题，提前制定相应的解决对策，保证道路改扩建工程横断面设计工作得以顺利开展。

结语：我国改扩建工程开始时间较晚且可供借鉴的经验较少，根据我国的经济发展前景可知，改扩建工程将成为21世纪我国亟待解决的重要课题之一。本文就新旧路堤结合部位技术应用现状从结合部位拼接设计、施工工艺以及路基填料选择三方面進行阐述。而在拓宽路基差异沉降综述了国内外学者对新旧路堤不均匀沉降的学术成果，并以此为依据进一步确定控制拓宽路基差异沉降的措施。最后结合国内外学者的研究成果可知，目前研究新旧路基不协调沉降问题主要通过有限元分析、土工离心模型试验以及现场试验与理论分析相结合等方法。

参考文献

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