摘要：高速公路拓宽工程路基沉降问题是高速公路病害中常见的一类问题，严重影响高速公路的正常性能。本文从差异沉降产生的原因入手，针对差异沉降产生的破坏现象，提出控制措施，以期为高速公路拓宽工程提供理论指导。
关键词：高速公路；拓宽工程；差异沉降
我国高速公路建设初期，由于受建设时社会经济技术水平和建设思想的制约，在已经建成使用的高速公路中绝大多数是双向四车道。随着社会经济的快速发展，交通流量急剧增加，局部高峰时段交通量已经达到通行能力的上限，对高速公路进行扩建势在必行。如果新、老路堤之间横向的差异沉降过大，就会导致新、老路面交接处产生较大的弯拉应力或剪应力，致使路面沿纵向开裂破坏，不仅影响公路的正常运营和使用质量，还要追加工程修补投资，显著增加工程总造价。因此必须对拓宽工程可能造成的影响给予足够的重视。
一、差异沉降产生的原因
路基拓宽后的不均匀沉降主要是由于拓宽工程的特点决定的。路基差异沉降的原因主要有以下几方面：
1. 地基条件的差异。老路基下的地基因在改造时已基本或完全固结沉降到位，地基的物理力学性质有极大改变，在同等荷载的作用下，加上荷载相对位置的影响，相对于拓宽地基，将发生一定的沉降增量。所以新建部分地基工后沉降远大于老路基地基沉降，引起路基不协调变形。
2. 新老路堤修建历史、填料和压实度的差异。新建路堤在自身荷载作用下会发生压缩变形，老路基压缩变形已经完成，而新填筑路堤在施工结束后仍发生部分压缩变形。尤其是拓宽路基填料较差，抗风化性能、抗淘蚀性能不足，新老路基材料粒径、级配及材料的物理力学品质等方面不一致时更容易发生形变。
3. 新老路基结合部位强度不足。新老路基结合部位由于施工工艺较复杂，施工难度大，容易产生人为的质量不合格的因素，如密实度达不到设计标准，开挖台阶没有达到设计要求，老路边坡没有处理完全等。由于各种施工原因造成了结合部的强度不足，新老路堤结合部位出现较大沉降。
4. 排水设施不完善、设施布置不合理，导致地表水下渗，形成滞水、积水和渗水。路基土受水浸泡而湿软，使其强度急剧下降。此外，若道路边沟养护不及时而淤塞，可导致路基上侧雨水漫过路面，从路面渗入路基。若路面已经开裂，雨水自裂缝进入路基，加剧裂缝扩张并导致强度下降。
二、差异沉降引起的破坏现象
1. 路面破坏。高速公路拓宽后，由于新老路基的固结沉降时间不同，致使新老路基发生不均匀工后沉降，这种不均匀沉降就会在路面结构中产生附加应力。当附加应力与车辆荷载产生的应力之和超过路面材料本身的容许强度时，路面就会产生结构性破坏。特别在新老路面连接处，极易产生路面纵向裂缝。此外，由于新路基附加应力作用，对于老路基不同位置产生附加沉降不同，从而引起老路横坡比的改变，使老路路拱变形，结构层开裂，板底脱空，并造成路面错台、坑洞、裂缝、断裂等病害。
2. 路基破坏。新老路基接触不紧密，导致路基整体性差，容易发生剪切变形破坏，即路堤整体性滑动破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种病害在软弱地基、高填方路堤、山区陡坡地形等拓宽路段较容易发生。此外，路基底面沿横向产生盆形沉降曲线，在新路基部分将产生凹形的沉降盆，使横坡坡度变缓或形成反坡，造成路面形成积水区，影响排水。
三、差异沉降的控制措施
1. 提高地基的承载力。根据软土层的厚度、填筑高度、路段位置、结构物类型、新老路基的差异沉降控制标准等因素，选取适宜的地基处理方法，常用的地基处理方法又要有换填法、堆载预压法、排水固结法、粉湿喷桩、预应力管桩、CFG桩、强夯法等。
2. 采用轻质路基填料。路堤轻质填料主要有粉煤灰、EPS、SLM等。粉煤灰是电厂燃烧煤所排出的灰色粉末灰渣，用其代替土填筑路堤，可减轻路堤自重，在减小沉降量的同时可满足路堤稳定性的要求。EPS即聚苯乙烯泡沫，是一种新的超轻质填料，具有较强的化学稳定性和水稳定性、良好的力学性能等优点，且施工方便简单。SLM是由珍珠岩焙炼面成的轻质粒料，经烧筑而成，其密是一般土石混合填料的1/6，抗压强度可达150-700 kPa，收缩量略大于EPS，综合造价低于EPS。
3. 提高路基的强度和整体性。通过提高路基的强度和整体性，增强其抗压变形的能力，减小由地基传递到路基顶部的沉降值和沉降差异。首先提高新填土压实度标准，以减小路基本身的工后压缩变形，必要时可采用冲击碾压或强夯等进行增强补压以消除新老路基拼接拓宽的差异沉降。其次可以在老路基边坡上开挖台阶，使得结合部有较多的接触面积，增强抗剪能力，此外，横向台阶面可为铺设土工格栅加筋提供一个锚固位置或平台。第三，在新老路基间横向铺设土工格栅加筋，以提高路基的整体性。
4. 设置分隔墙。未设置隔离墙时，加宽部分填筑将会以前老路中心部分地基发生上抬。隔离墙的设置可以减缓上抬现象，对新老路竖向沉降改善作用明显，并减少加宽工程对老路横坡比改变。
5. 设置排水系统。设置地下排水沟管、底面排水沟渠及泄水构造物等排水措施，以防止拼接路基在老路基渗水和地下水作用下受到损害而产生的变形。
四、结语
高速公路拓宽工程路基沉降问题是一种常见的公路病害，影响行车的稳定性和安全性，甚至会对人们的人身安全产生不利的影响，严格控制高速公路路基施工质量具有重要的意义。本文从差异沉降产生的原因入手，针对差异沉降产生的破坏现象提出控制措施，以期更好地指导我国高速公路拓宽工程施工，确保路基施工的质量。
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作者简介：
谭洪亮，男，1975~，本科，高级工程师
论文作者:谭洪亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
标签：路基论文; 路堤论文; 差异论文; 新老论文; 地基论文; 路面论文; 高速公路论文; 《基层建设》2019年第9期论文;