高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素和拓宽路基施工技术探究

'高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素和拓宽路基施工技术探究　　摘要：随着高速公路的交通量日益增长，部分已建成的高速公路需要进行改建和扩建，高速公路的改扩建问题急需解决。本文从分析高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素入手，结合对拓宽路基施工技术的研究，对高速公路的改扩建提供理论参考。关键词：高速公路；影响因素；技术研究中图分类号：U412.36+6文献标识码：A1高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素1.1改扩建加宽方式对新老路基变形的影响7 目前，高速公路拓展工程主要是以单侧加宽和两侧加宽两种加宽方式，为了有效分析不同加宽方式对新老路基变形影响程度，分别对单侧加宽和两侧加宽等方式进行分析。在相同的加宽宽度的情况下，无论是在新路基绝对沉降还是在新老路基差异沉降，两侧加宽较单侧加宽具有明显优势，而且路基顶面最大沉降点都是出现在新路基的路肩位置，这样不会造成路面断裂，从力学上来讲，两侧均匀承重比单侧承重对老路基的负面作用更小，老路的受力和变形比较均匀。因此，从力学和变形情况来看，在有利的条件下，采取两侧拓宽更有利于路基的的牢固。但是，两侧拓宽也存在一些问题，首先在高速路施工期间不利于交通通畅，难免要临时中断交通，然后设计建设的难度较大，工程质量难以得到保证，施工过程中出现临时情况的因素多，工期相对要长，再有就是施工时，由于工作面小不利于大型机械开展工作。从施工角度来看，单侧加宽比双侧加宽更方便快捷。1.2改扩建新老路施工间隔的影响在建设高速公路过程中，新路和老路的建设间隔时间存在差异。一般情况下，扩建工程新老路的时间间隔较长，考虑到老路的经济效益和设计年限两大因素，通常都控制在10年以上；而拼接项目工程，新老路的间隔时间久相对较短，伴随着高速公路的快速发展，不断形成了高速公路网格化，新老路的拼接工程会逐渐增多，因此，时间间隔也逐渐缩短。对新老路建设具有不同的时间间隔，再加上老路路基的固结程度的不同，因此新路对老路的影响力也不一样。新老路基建设时间间隔越短，新老路基的沉降度就越大。同时，在老路修建竣工的开始几年中，老路地基的沉降变形程度会逐渐稳定，地基的剩余沉降很小，新路基的填充物对老路的变形影响也变小。1.3不同台阶开挖宽度对老路基的影响7 高速公路改扩建工程往往需要对老路边坡进行削坡，削坡后通常都要进行边坡台阶的开挖工作。开挖台阶是为了增加新老路基之间的有效叠合面积量，保证拼接部位的有机结合。随着新老路基结合部台阶开挖宽度逐渐增大，而新老路基的沉降量和差异沉降都有多降低。这是由于随着路基开挖宽度的不断增大，新老路基的结合面积增大，老路基也承担了拓展路基的负荷量，促使新老路基形成一个有机整体，有效降低了路基的沉降变形程度。同时，老路基的路面位移随着开挖宽度的增大不断减小，但对拓展路基路面的位移不断增大。但水平位移比沉降量比重要小。因此，在施工经费充足的条件下，加大台阶的开挖宽度有利于新老路基的充分结合。国内高速公路大都才有有效的台阶面上的内倾角，这有利于增强新老路基的衔接度。1.4高速公路改扩建施工扰动对新老路基的影响7 经过多年运营的老路基而言，已具有相对稳定的工程特性，新路基的施工可能会或多或少地影响这种稳定状态，会影响到老路基的应力应变状态，最终导致老路基的的平衡稳定性。因此，在新路基施工过程中，要结合施工方案对老路基进行稳定系分析研究，避免由于老路基的边界条件变化而出现路面断裂和路基边坡失去稳定等不良状况。在拼接拓宽的施工中，会受到地下水的影响，为了保证干地施工条件，需要抽水清淤，这就会使老路基下的地下水向路堤外侧形成渗流，引起地下水位下降，这会导致路面开裂，对原路造成极大伤害。老路基削坡后，老路基边坡较陡，施工扰动会对老路基边坡的稳定性带来影响，同时还会对加宽路基的变形存在不利因素。2高速公路拓宽路基施工技术2.1高速公路拓宽路基的施工准备及填料选用在路基施工前，施工单位应该全面熟悉工程设计方案，并进行现场核对和调查，对发现的问题要进行及时修正。建设路基的填料性质对新老路基的整体稳定性具有直接影响作用。在改扩建工程中，针对不同的地基选用不同性质的填料。填料路基包括土质路基、填石路基和土石混填路基。土质路基的材料包括一般的填土和工业废料，这些材料经过压实后具有较好的强度和稳定性，是较好的的填筑材料。还有就是稳定性较差的填料，这要是高液限粘土和粉质土等组成。填石路基的材料主要是来源于路堑和隧道爆破后的石料，但在施工的过程要注意其强度和风化程度。土石混填路基的土石混合材料，这有利于压实压匀，在填筑时，避免上下层石块重叠，出现碾压时的不稳定情况。2.2高速公路拓宽路基地基的处理要求7 针对一般土质地基处理，在拓展路基填筑前，应该对原底面进行清理。一般的耕种土地要清除15厘米的表土，并按规定进行压实。如果基地为含水量高的松软土质，必须要先翻晒在进行压实操作。对软土地基的处理，在软土上修建公路，为避免路基出现沉降和边坡滑动失衡等情况，应采取适当措施，降低地基压缩性，不断提高抗剪强度和地基承载能力。因此，软土地基的处治方法可采取垫层处治、开挖置换、反压护道等方法。采取加载预压、排水固结等方法处治沉降。对地基的排水处理，由于地基填筑物具有渗透性，地面水不断渗入路基内部使土体软化，严重影响拓宽路基的整体稳定性。因此，要采取有效措施，使基地具有水稳定性好的隔离层，防止渗水对地基的不良影响。2.3高速公路拓宽路基的压实与搭接7 路基压实与否是保证路基质量好坏的重要环节，对路堤、路堑和路堤基地都要进行压实。路基压实是为了提高填料的密实度和减小缝隙率，不断增强填料之间的接触面，降低变形程度，为建筑好路基奠定良好基础。选择好合理的碾压机具，这直接关系到压实质量和工程的效果。选择机具时，要充分考虑土的性状。不同的压实机具对不同土质的压实效果有差异。同时，压实机械的单位压力要低于土的强度极限，不然会造成土基的破坏。还有就是要选择好压制方法，压实机械应先轻后重，逐渐增长土基的强度。碾压速速要先慢后快，避免松散土被机械推走，影响压实质量。严格按照压实标准操作，确定好标准干密度和要求的压实度。在路基压实过程中，由于各种环境因素的影响，为了保证压实质量，必须满足规定的压实度范围。老路的边坡在施工时碾压紧密度不足，同时受到水的浸蚀，这部分图需要清除，而且边坡是斜面不利于结合，要进行搭接处理，达到发生小的沉降时起到缓解作用，不会立即出现纵向裂缝。搭接的宽度要根据工艺决定，人工作业对老路基的扰动较小，而机械作业时搭接宽度要和机械的特点相适应。2.4高速公路拓宽路基排水系统的完善由于地表水不断往下渗透，形成了滞留水、积水等情况发生，这会导致新老路基的抗变能力和结合强度不断降低。因此，在路基拓展过程中，应强化路基路面的排水系统设施。要充分拦截地表水和地下水进入路基，在新老路基的结合部位，可以铺设隔水土工布，防止路基路面开裂后，雨水直接深入路基，致使路基和路面的破坏。3总结我国高速公路的改扩建还处在起步阶段，对于路基的拓宽施工技术还不够成熟。在高速公路的拓宽工程中要对高速公路的新老路基结合部分进行研究，根据公路的具体特点选择合适的施工技术，以保证其使用质量。参考文献：[1]张恺.公路拓宽地基强夯振动传播规律及其应用技术研究[D].山东大学.2013[2]樊保平.龙城高速公路湿陷性黄土地基处理技术应用研究[D].中国地质大学（北京）.2013[3]李楠.乐雅高速公路冰水堆积土路基填筑工艺及变形研究[D].长安大学.20127 作者简介：宋敏（1981-）女，山东鄄城人，工程师，大学学历，毕业于重庆交通学院土木工程专业，研究方向为公路与桥梁工程7'