田文忠
中交路桥北方工程有限公司 北京市 100020
摘要:现在，随着人们的生活水平提高，小汽车的普及率逐年升高，给高速公路带来的交通压力越来越大。为了节约高速公路建设成本，现如今解决高速公路交通压力的主要方法是在原来旧高速公路的基础上对其进行扩建。这种扩建的形式虽然降低了修建高速公路的成本，但是也带来了很多质量问题，最常见的就是路基差异沉降带来的质量问题，严重的降低了高速公路的使用寿命也影响了行车的安全。因此，能够最大限度的控制高速公路在扩建工程中新旧路基差异沉降的趋势，在解决高速公路交通压力的前提下保证高速公路质量问题显得尤为重要。
关键词：高速公路，路基，差异沉降
引 言
在高速公路的扩建工程中，原有老路基和新路基因为固结度不同，造成了新老地基出现严重的差异沉降问题，扩建路基而引起差异沉降的值是指老路基发生沉降的最小高度与新建路基发生沉降的最大高度之间的差值。差值越大，证明高速公路新老地基差异沉降越严重，而控制差异沉降最常见方法就是路基压实或者更换地基土质。但是新旧路基发生拼接后，也会因为沉降固结而引起工后沉降或者路基土体发生粘滞蠕变效应。
1.高速公路扩建工程中发生差异性沉降的原因
1.1新旧路基的沉降变形差异
这是因为公路地基比较易变形，弹性模量很小，这就造成了新旧路基的承压能力较差，如路基上面的土体荷载量增加较大时，新旧路基的拼接位置易发生差异沉降，老路基由于时间原因，地基的沉降已经完成，后期的压缩变形很小，但是新路基发生沉降的过程却才刚开始，这就造成了新地基的沉降速度与老路基的沉降速度不同步而发生沉降差异。
新旧路基在修筑时，修建条件、填料种类及施工技术等都是不相同的，而这些因素都会影响新旧路基的沉降变形。而且地基以及新填筑的路基沉降变形需要较长的时间才能完成，后续的工程沉降较大，根据荷载的不同，路基变形沉降也不同。
1.2新筑路基填土压实度不够
因为新施工的路基在填土施工压实阶段的时间是有限制的，新路基的压实度指标与原有道路的压实度现状很难相匹配[1]。路基压实程度不够的主要原因为以下几点，第一：作业设备以及人员水平对施工的影响。第二：在实施作业的过程中，计划的工程进度会因为现场安全防范等使得工程完成时间紧张，在规定的时间内完成作业，那么新筑的路基肯定不稳固，也不符合国家相关的建设标准。第三：施工人员技术水平的限制，因为土基的含水量对于土基压实起着重要的作用，如果土体的水量没有控制在一定的范围内，那么压成的土基肯定就不符合实际工作要求。第四：在实际作业时，对路基的压实还需考虑路基填筑的厚度，路基填筑的厚度直接影响施工是否安全并且路肩处的土体也会因为压实而出现垮塌等现象，因此对于路肩处的土体施工难度较大。
1.3公路地基中存在软土
在路基拼接施工的过程中，在拼接处会遇到部分弱土质，有些地基是建造在河滩或者水塘填充后的路面。即使淤泥已经完全清除，用石头对其填充加固，但是在回填材料时，对回填材料使用不恰当或者对回填材料处理的正确那么就更容易形成软地基土层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且如果土层过高，在连接处的地基的沉降情况就会更明显，造成整个路基严重不均匀沉降的现象，甚至建造的路基和路面还会有裂缝的产生。
1.4路基所用的填料不规范
在高速公路施工的过程中，国家对于路基的要求非常高，对于填料种类和原料级别都有严格的要求，由于在施工中是以人作为主导，并且气候、路基实际条件也不是一成不变的，所以对于填料的使用标准就会有些许不一样。比如，在山区进行施工时，由于交通运输不便，我们主要是以在挖掘隧道的挖土作为主要填料，但是在平原地区施工时，我们就可以固定取土地址，选择较好的土质作为填料，用于路基的填料材质不一样那么级配之间的差距只会更大 [2]。为什么填料的选择及其重要，原因如下：首先在针对路基土层压实施工的时候，对于小颗粒的填料或者容易被压缩的一些土壤杂质很难被切切实实的压实，用这些填料作为路基，路面在长时间的负荷下，特别是小范围的路面很容易出现不同程度的沉降变形，甚至造成路面凹陷，对交通安全带来极大的挑战。其次是因为填料之间性质差距很大，有一些填料具有膨胀性，当天气状况差时，雨水会渗入其中，造成局部路面出现凹凸不平的现象，长时间使用这种路面，路面较易损坏，交通安全也是大问题。
1.5路基受力不均匀
高速公路一般都是很宽的路面，需要应对不同的自然条件，特别是在降水量足或者天气变化较大的地区，如当降水量较足时，高速公路需要自身排水，这也是其路基一般不水平的原因，并且高速公路的构筑物连接处修筑路基土体的性质差别很大，那么当受到相同的外力挤压时，它们的变形程度也不相同。这里的性质主要是他们的刚度，比如混凝土等材料的刚度较大，土体就较小，这两者之间的差异就造成了差异沉降，严重时也会造成裂缝。
2 高速公路沉降差异的控制措施
2.1 增大拼接处的新旧地基的接触面积
在新旧路基拼接处，将旧路边的表层植物清理干净，并且要将拼接处的软土层全部清除，然后将新旧路基以台阶拼接的方式进行结合，这也为下层软土层的处理提供方便，同时新旧土基互相接触的更加充分，根据摩擦力与接触面积的之间的关系，随着新旧土基接触面积的加大，它们之间力的作用就越明显。有时候我们需要在台阶上加上工格栅，留些许的锚固长度，这些操作主要是避免在削坡的时候影响了路基的稳定性[3]。在实际操作中，尽量让加大台阶的宽度，减少它的高度，一般是先进行削坡，这样拼接才会减少路基的差异沉降以及最大限度的保持新旧路基水平位移的距离不增大。在设置台阶的宽度以及削坡的角度时，需要考虑路基施工的环境条件，如果路基存在内倾角时，就会影响路基的压实效果，并且会影响其排水功能。
2.2 增强新建路基的承载量
对于新建路基，老路基的承载力要远大于新路基，因承载量不一样，这也就造成了路基的差异沉降，如果我们增大新建路基的承载量，减少新老路基在承载力方面的差距，使他们能够完美的结合，增强高速公路的使用寿命。在扩建高速公路的工程中，每个地方的地质条件不一样，因此，针对不同的地质条件我们需要不同路基处理方案。对于要求不高的路基，一般采用的填料为黏土，其强度低，但是可以增加压实的次数，然后在上面铺垫碎石层，最后铺高强土工格室。如遇到软土地基，就要增加其压缩量并且维持边坡的稳定性，然后再实施公路扩建工程。
2.3增加土工合成材料的利用量
土工合成材料在减少路基差异沉降中起着重要的作用。在实际施工中，利用最多材料是土工格栅和土工格室，它们能够维持新旧路基保持整体的趋势，从而提高新路基的承载量，可以有效的防止新路基因为自身的重量而发生水平移动和路面出现裂痕。土工合成材料之所以具有大的承载量，主要原因是其本身具有一定的刚度，承载量随着土工合成材料刚度的增加而增加。土工格栅和土工格室各有其优缺点，土工格栅具有较高的抗拉强度，当使用土工格栅时，它能与和土体之间形成较大的摩擦力从而减少了新路基水平位移; 而土工格室的主要优点是抗老化且耐腐蚀性[4]。
3 结语
通过本文的研究发现，在高速公路扩建工程中，为了防止出现路基差异沉降的情况中，应该从拼接技术、合理设计、材料应用等方面考虑。尽量增加高速公路在扩建过程中的使用寿命，提高社会资源利用率。
参考文献:
[1]陈星光. 高速公路扩建工程差异沉降控制技术研究．西安: 长安大学，2006．
[2]柴振超. 高速公路改扩建工程软土地基处治技术研究．广州: 华南理工大学，2009．
[3]周珊珊. 高速公路软土路基沉降影响因素研究及灰色预测[D]. 北京: 中国地质大学, 2007．
[4]唐明科. 地基沉降机理分析研究及沉降的电算化和软土路基沉降计算研究[D].西安:西安建筑科技大学, 2005．
论文作者:田文忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/30
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