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摘要：本文对高速公路路基改扩建中对老路及进行土工格栅加筋加以优化，改善新老路基间不协调和变形等的施工技术和施工方法进行了论述。结合实际案例对高速公路路基改扩建工程试验段的实践经验，建立了高速公路路基加宽有限元计算模型，分析了施工路基填筑高度以及地表沉降、水平位移、路面横破等变化规律，根据计算得出高速公路地基处理技术中土工格栅弹性模量、加筋层数以及长度等技术参数。对于土工格栅在路基表面的沉降和横破比中发挥的作用，提出了采用土工格栅加筋路机技术对路基加宽施工予以优化的方案，施工结果表明高速公路改扩建使用土工格栅加筋路基设计进行的优化技术得到的效果达到了设计施工的标准要求。
关键词：高速公路；路基加宽；土工格栅加筋优化
我国交通运输业的发展非常迅猛，对高速公路的建设要求也不断提高。早期建设的高速公路，无论车道还是路基建设，都已经无法满足当今的交通量的荷载。因此，要将原有的双向四车道加宽成双向六车道和八车道。老路及经过常年的自重和行车荷载的作用后，沉降已经趋于稳定，剩余沉降量较小，但是作为新路基还要经历长期的沉降过程，如何处理新老路基之间的沉降差异，就是施工方需要认真思考的问题。如果沉降差异过大，路面就会发生裂缝等灾害，因为为了保证行车安全，就要将新老路基中的差异沉降问题加以解决，采用土工格栅加筋路机技术就是有效的方法之一。
一、工程概述
某高速公路拟进行扩建加宽，在以往的高速公路的扩建加宽的经验基础上，需要先进行理论论证是实地勘测，最终得出方案的优化。理论研究过程中，利用有限元法对层铺土工格网进行了非均匀沉降机理的研究。依托高速公路的改扩建工程的实际勘测对台阶和新老路基的衔接情况进行了深入的分析，得到了对路基加宽的初步方案，设定了路基位移、路基顶面应力、土工合成材料拉筋分布等技术。
二、新老路基的不协调变形的控制措施
针对高速公路新老路基的连接段的勘察结果进行分析，认为差异沉降出现包含了以下几个原因：一个是由于地基在新路基荷载作用下发生的固结沉降，二是由于自身荷载作用下导致新路基发生了压缩沉降，三是新路基在行车荷载作用下发生了累计的塑性变形[1]。
新老路基的连接，是要减小差异沉降同时，预防路面发生纵向裂缝。采取土工格栅加筋连接技术是应对这个施工要求运用的合理的地基处理方式。
（一）由于老路及的固结沉降已经具有很强的稳定性，因此新路基的加宽施工需要解决固结程度不充分的问题，提高新路基的稳定性，改善施工中和后期产生的沉降。尤其是在软土路基部分，可以使用到的方法包括换填法、排水固结法和复合地基法。
（二）对新老路基的拼接部分的整体性加以提升，不仅要控制路基变形，还要减小路面结构的破坏，能够使用到的技术包括：在老路基边上开挖台阶，对表层土进行一定深度的开挖，清坡的填土进行压实，开挖后台阶增加了新老路基的结合段的面积，提高了路基的抗剪力。老路的边坡开挖台阶后还进行了土工格栅加筋的锚固施工。经过这个技术施工后，新老路基衔接为一体，差异沉降有效降低，路面开裂问题得到了有效的预防。
三、数值模拟
该高速公路已经运行了15年，改扩建工程断面五米高路基经过数值模拟后，根据地质勘察结果，地质主要包括粉土、淤泥质粉质粘土等。
（一）对路基采用三维平面转化为二维平面问题加以处理，新老路基完全连续，地基土和路基填土构成了莫尔-库仑模型，老路基固结沉降已经完成。路面和车辆荷载的和等效为均布荷载。
（二）对于该路段路基面施工为由双向四车道扩建为宽度为42米的双向八车道的横断面公路，路基填高为5米，土层分布如下表。取路基中心半结构建立模型。
经过计算，当加筋层数每增加1层，路基表面沉降量就会降低2厘米，横坡比减小千分之零点九，加筋效果比较显著，如果加筋层数达到四层时，则加筋效果不明显[3]。
（六）土工格栅长度对新老路基沉降的影响
当土工格栅的长度进行全铺或者半铺时，沉降分别发生了变化，全铺的沉降量和横坡比最小，因此效果最好。
结语
通过实际施工中对高速公路路基加宽土工格栅加筋优化技术进行的研究得出，老路基在新路基施工中，两侧沉降逐渐增加，采用土工格栅的施工技术，层数达到3层，长度采用全铺的方式，弹性模量达到1GPa，对沉降的控制效果最好。
参考文献
[1] 金立东，余欣涛.土工格栅加筋优化技术在高速公路路基加宽工程中的应用[J].交通世界（建养机械），2015，（9）：72-73.
[2] 朱亚林，孔宪京，邹德高等.土工格栅加筋高土石坝的动力弹塑性分析[J].水利学报，2012，43（12）：1478-1486.
[3] 肖杰，杨和平，符浩等.膨胀土边坡加筋作用的对比模型试验[J].中国公路学报，2014，27（7）：24-31.
论文作者:许少博
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/3
标签：路基论文; 土工论文; 格栅论文; 高速公路论文; 新老论文; 荷载论文; 车道论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;