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摘要：在我国的高速公路拓宽和拼接项目中，新老路基的相互作用直接影响了扩建道路的质量，本文主要分析了高速公路加宽工程新老路基相互作用以及新老路基的拼接技术，通过某高速公路加宽工程的实例分析，提出了对新老路基加宽过程部位的处理技术措施，以期为类似项目和研究提供参考。
关键词：高速公路；新老路基；加宽工程；拼接技术
Abstract：In our country，the expressway widening and mosaic project，the interaction of the new and old roadbed directly affect the quality of the expansion of the road，this paper mainly analyzes the splicing technology of Expressway Widening Project interaction between new and old roadbed and the old and new embankment，through the example of a road widening project analysis，put forward the technical measures to deal with the new and old roadbed widening part of the process，in order to provide reference for similar projects and research.
Keywords：expressway；new and old subgrade；widening project；stitching technology
0 引言
在我国高速公路的迅猛发展之下，很多建好的高速公路由于受到之前的地形、技术及思想的约束，已经不能够满足经济社会的发展要求，在承担交通运输能力上也日渐不足，而且很多高速公路在经历了多年的使用之后，已经出现了较为严重的损害，在我国加大公路建设投资的背景之下，建设高质量的高速公路工程对于提高国计民生都具有较大的现实意义。因此，在原有高速公路的基础上，进行适当的拓宽改造，是解决高速公路交通量迅速增长的有效途径。我国高速公路的扩建大多采用对老路进行加宽的方式来进行，加宽方式主要分为两侧加宽或者单侧加宽，或者采用预留中央分隔带的方式等。
高速公路在进行路基加宽的工程中，会出现多种病害，大量的工程经验表明如果不对这些病害进行处理和防范，会导致新老道路出现衔接性病害，在新老路基之间产生差异沉降，粘结不足时还会产生滑移[1]，导致路基失稳的产生，在结合部位产生纵向裂缝等，裂缝反射到面层就会导致面层结构的破坏，是沥青路面产生坑槽、局部裂缝等，严重影响路面使用性能，造成巨大的经济损失。
1加宽工程新老路基相互作用分析
在目前我国的高速公路扩建加宽施工中经常会遇到软土地基，在软土地基进行拼接加宽施工时，新建路基的边载效应作用于老路基的两侧或一侧，这必然会引起新老路基之间的相互作用，新老路基之间产生的差异沉降最终导致路基变形[2]。在扩建加宽高速公路时主要分为单侧加宽和两侧加宽两种加宽方式，在考虑新老路基对不同加宽方式下的相互作用影响时，有研究表明，在加宽4车道，加宽相同宽度的条件下，不同加宽方式下的新老路基沉降影响见表1。
从表1的数据可以看出选择两侧加宽路基的形式下，从路表的最大沉降到路基的差异沉降均明显要小于单侧加宽，说明当加宽的宽度相同时，遇到软土地基加宽高速公路采取两侧加宽的方式比单侧加宽更有利。引起新老路基产生差异沉降的主要原因之一是由于新老路基的地基固结时间不同导致其固结程度的不同[3]，新路基不仅在施工过程中会产生较大的变形，其自身的压缩性以及投入运营由于受到荷载作用更会加大路基的沉降变形，而老路基相对来说固结沉降已趋于稳定。从力学方面考虑，高速公路加宽工程新老路基相互作用主要是由于新路基在加宽荷载作用下引起的新老路基地基附加应力差异，加宽路基后，新路基和老路基产生的附加应力不同，在新路基中主要是路基的路肩位置产生的附加应力最大，老路基产生附加应力最小则分布在路基中心位置，新老地基附加应力的不同也将导致新老地基的沉降差异[4]。当路基加宽的宽度或加宽车道数增加时，无论哪种加宽方式，新老路基的沉降变形都会增加，就更容易出现路基路面的破坏。
对于软土地基加宽工程要减小新老路基的差异沉降必须采取相应的措施，根据不同路段的实际地质情况、路基填筑高度、施工速度等因素软土地基加宽工程处理多采用复合地基加固的方法来处理路基。
2新老路基的拼接技术研究
国内高速公路的扩建加宽后在实际工程中排除路面结构本身或排水等原因，多是由于新老路基的差异沉降直接影响了新老路基的拼接质量，从而导致路基路面在拼接处纵向开裂破坏产生纵裂缝，同时新老路基的整体性又影响了路基病害的发展及其发展程度，减少新老路基的不均匀沉降是加强新老路基衔接处质量的根本。
新老路基的拼接工程中，新老路基的衔接处采用逐级开挖台阶的方法通过挖台阶来增加衔接处的接触面，确保拼接处路基更好的结合，提高整体性。还可以通过采用提高填土压实度，使用重型压路机处理拼接部位土层，加上强夯机对死角的反复夯实以及铺设土工合成材料的措施来减少新老路基的差异沉降[5]。对于加宽工程的新老路基拼接常用的土工合成材料是土工格栅，利用土工格栅和土二者之间的摩擦作用来达到加固的效果，提高土体承载力。在我国高速公路拼接工程中除开新老路基衔接处理同时也要控制纵裂缝的破坏。在新老路基拼接部位受新路基的边载作用影响，路面附加应力的不均衡分布，当加宽路基填筑完成后，新老路基的拼接处由于路基的较大水平位移会产生拉裂破坏，当差异沉降产生后又诱发了拼接处的滑动破坏，通过采取一定的措施控制纵向裂缝有利于增加高速公路的使用年限。控制纵向裂缝最主要是要提高新老路基拼接处抵抗变形的能力，因此可以在进行面层整体铺装时将玻纤格栅夹层用上，可以提高材料的整体强度，从而控制纵裂缝的出现。
3高速公路加宽工程的实例分析
3.1工程概况
本项目主线均位于鄂尔多斯市境内，主要经过的行政区域有鄂尔多斯市达拉特旗和鄂尔多斯市东胜区，连接线位于包头市九原区及鄂尔多斯市达拉特旗。主线、连接线达拉特旗段及包头西连接线包头市九原区段：主线起点段位于达拉特旗城市规划南端，三晌梁工业园区西侧，由于6210及包树高速公路的阻隔，对工业区规划没有直接的干扰，通过关碾房互通立交可以与达拉特旗中心城区相接，通过沿黄高速公路及三晌梁互通立交可以与三晌梁工业园区相接。同时，主线通过响沙湾互通立交与响沙湾AAAAA级景区相连；通过设置于添漫梁北侧的耳字壕互通立交与耳字壕相连。通过这些互通立交的连接，可以满足达拉特旗南部交通需求，进而带动当地经济的发展。
3.2病害原因分析
经现场调查增设反压护道路段老路均为横、纵向填挖交界路基，段落较短，施工工作面狭窄，反压护道增设于填方一侧路堤坡脚，平台宽度3-5m，顶面位于路堤边坡中部，路面沉陷病害的原因为填挖交界路基不均匀沉降引起，经核实路堤横向基底原地面横坡均缓于1：2.5，基底无采空区、软弱地基，路基横向无滑移的危险，路面沉陷修复时路表未出现圆弧状拉裂缝，但基底局部位置存在排水不良，容易临时积水，因此210高速项目管理办公室于2003年对该三段路基增设了反压护道，反压护道的主要作用为阻止坡脚临时积水渗入路堤。通过对养护历史的调查及现场调查情况进行分析，该3段路基产生路面沉陷病害的原因为路基不均匀沉降引起。
3.3路基加宽处理技术措施
主线利用G65老路改扩建，采用两侧加宽的方式拼宽路基。为保证加宽路基与老路路基衔接良好，减小新、旧路基不均匀沉降，避免或减少纵向裂缝的发生，拟采取以下技术措施，如图1所示。
1）加强基底处理：一般路段基底清表厚度30cm，原路两侧成林路段50cm--80cm；原路两侧遗留老路刷坡土方（虚填）的段落或者生活、建筑垃圾密集区需清理至原地面再清表；原路设置排水沟路段，进行开阔断面挖除老路排水沟，宽度不小于3m，深度至排水沟底以下10cm。基底土质为细砂、土体松散且清表厚度小于50cm路段应再下挖30cm翻挖回填，使得压实度不小于90%。
图1 路基拼宽横断面图
2）边坡开挖台阶：老路边坡先拆除坡面排水及防护污工并挖除表层种植土，一般路段清坡厚度为30cm，坡面成林路段、坡面冲刷后松散路段增大清坡厚度，确保坡面树根及虚土完全清除。开挖台阶自下而上逐级开挖，开挖一阶及时填筑一阶，台阶设内倾2%的坡度，一般台阶宽度按不小于1.0m控制，底部一级台阶宽度为2.0m，最上一级台阶应对路床进行超挖，超挖厚度为120cm，并对上、下路床进行错台搭接。
3）铺设土工格室：填方路段第一层土工格室铺设于原地面，向上每隔2.0m高度增加铺设一层土工格室，路床底面铺设一层土工格室；低填、挖方路段在路床底面铺设一层土工格室；土工格室采用U形钢筋钉固定，钢筋钉用X10钢筋制作，长30cm，铺设格室的层面应平整，不得有片、块石等坚硬凸出物，在距离土工格室10cm以内的路基填料，其最大粒径不得大于12厘米，土工格室铺设至距离路基边坡0.3m处。
4）加强路堤压实：泥质砂岩、砂岩路堤填料路段，路堤由基底至路床底面每填筑2.0m采用冲击碾压增强补压（含基底及路床底面）；路基拼宽结合部从原地面起开挖台阶，填筑压实后，继续开挖至路床120cm范围内。
3.4结论
通过以上技术措施解使新老路基间结合良好，防止了差异性沉降。对以后类似工程有借鉴意义。
4结语
随着国民经济的进步，我国很多的高速公路的质量和通行要求已经不能满足要求，对于很多老式公路需要进行改扩建，加宽过程中加宽路基和拼接施工由于受到各种客观因素的影响，导致扩建后高速公路的新老路基相互作用，容易产生差异沉降，导致了路基路面发生病害，本文分析研究了加宽工程新老路基相互作用以及新老路基的拼接技术，通过具体施工项目提出了路基加宽处理技术措施，以期为相关工程提供借鉴。
参考文献
[1]汪旭辉.公路拓宽工程中差异沉降的控制措施探讨[J].中国科技博览，2012（8）：105-105.
[2]陆新民，高光彬.改扩建新旧路基沉降影响因素及防治措施[J].交通世界（下旬刊），2017（1）：28-31.
[3]胡志文高速公路拓宽工程路基差异沉降分析与控制技术研究[D].重庆：重庆交通大学，2017.
[4]高翔.高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究[D].江苏南京：东南大学，2006.
[5]刘飞飞.高速公路拓宽路基差异沉降研究[D].陕西西安：长安大学，2016.
论文作者:苗举,刘军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/20
标签：路基论文; 新老论文; 高速公路论文; 达拉特旗论文; 工程论文; 土工论文; 路堤论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;