宁尉伶
博白县公路货运服务站 广西 南宁 537600
摘要：随着经济建设的快速发展，我国高速公路的建设也得到了迅猛发展，但是近年来发现一些高速公路通车1～2年内就出现了龟裂、断裂、车辙、沉陷等损坏，严重的影响到交通安全和高速公路的使用寿命。文章重点就高速公路路基沉降及路面动力特性进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：高速公路；路基沉降；路面；动力特性
引言
目前全国各地的高速公路建设还在有条不紊地进行着，随着高速公路的日益增多，许多问题相应出现，尤其是路基问题。路基的稳定和沉降是高速公路建设成败的关键，尤以沉降问题较为突出。沉降问题处理不好，施工期间易出现路堤滑塌等事故，影响施工进度和工期，给工程质量留下隐患在公路运营阶段，因不均匀沉降，路面易出现沉陷，桥头发生跳车现象，轻者影响正常使用或美观，重者会发生安全事故。
1高速公路路基沉降的影响因素
1.1自然因素的影响
第一，地形。地形不仅影响路线的选定与线性设计，也影响到路基设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同，各区的水和温度的情况也不相同；第二，土的类别。砂砾、砂性土、亚砂土、粉性土、粘土等不同类别的路基填土，其土工性质直接影响填筑路基的稳定性。
1.2施工因素的影响
1.2.1路基填筑材料不合适
高速公路在进行路基施工时，因为所用的填料土中包含种植土或者是腐殖土，这会导致地基中产生大量的有机物，也会降低地基自身的耐水性和强度，就会导致路基出现塑性变形或是沉降现象。该土质在经水浸泡后，会出现膨胀，但是一旦水分慢慢蒸发，又会迅速的收缩起来，在收缩作用下就会产生裂痕，这都严重危害高速公路的整体构成，有时沉降不严重，但是如果沉降面积不断增多，就会出现大范围的路基下沉现象。
1.2.2不同的填料混合
路基在进行建设的过程中会选用不同的填充料，但是填料的种类都不尽相同，这就会造成其标准的干密度存在的差异较大，把这些材料混合在一起，就会导致降低原有标准，就很大程度上降低了陆基的压实度，就会出现路基沉降现象，所以高速公路在进行施工的过程中，一定要做到的是把不同的材料进行具体分类，还要严格检查压实度。
1.2.3其他原因介绍
一是在大型压实机械无法进行施工的地点，比如桥涵和台背，都是压路机不能靠近的地方，如果未使用小型夯实机械配合进行施工的话，这些薄弱地点就会留下安全隐患；二是填料的来源不同，其性质也差别较大，应该进行分层填筑，比如作一些分段的或分幅的填筑，就会造成不均匀的沉降，造成路基开裂或局部沉陷的现象发生；三是虚铺的厚度控制的不严格，碾压时层底的压实度也不符合标准，路基就会自然的沉陷。
2高速公路路基施工中应把握的几个问题
2.1路基压实工艺及质量检测
施工时每填料做一次重型击实试验，准确掌握最佳含水量及最大干容重等控制参数。采用灌砂法检测压实度，当压实度检测合格，并经监理工程师验收后，方可进行下一层的填筑。石方及土方混合料填筑时，必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度，要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面，所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平，填料不得离析。压路机碾过程中，继续用小石料或石屑填隙，一直进行到重轮下，石料不出现松动，表面均匀平整为止，一般需碾压一遍即可。
2.2路桥过渡段施工控制
预设过渡段路面，过渡型路面可采用水泥混凝土六棱块、条石铺砌，半刚性过渡层或沥青过渡层等类型。当发生大的沉降出现跳车现象时可及时铺砌新的路面，确保行车顺畅。为了减少地基沉降，采用轻质材料，如聚苯乙烯泡沫塑料，填筑桥头路基，减轻路堤重量，减少路堤对地基的压力，减少地基的沉降。
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2.3注意防止地表水和地下水对路基的影响
土的水稳定性不好，尤其是素土路基和膨胀土路基对水的敏感性更强，这就要求在路基施工整个过程中都要注意隔离地表水和阻断地下水对路基的不利影响，地表水是通过快排，不积水来达到目的的，如加大路基施工的横坡，保持临时边沟的通畅，如因地形因素导致地表水无法自然排除的时候，必须设置泵站确保路基不被地表水浸泡。阻断地下水是通过工程设计的滤水层，或者是封水层来达到这个目的，滤水层在施工中和施工后要一直保持通畅，防止地下水上升积聚。
2.4注意排水防护工程的施工
路基在使用期间的质量隐患大多都与水毁有关，因此加强排水，防护工程的质量控制，是道路工程长期处于干燥的环境中，对延长道路工程的使用寿命，减少质量隐患具有重要的现实意义。排水防护工程施工质量控制要点：理解设计意图，在施工中保证工程满足实际需要；原材料和现场施工质量；因排水防护工程与地形，地貌的关系很大，在施工中最重要的是因地制宜，多与设计沟通，确保排水防护工程能最好的起到保护道路的作用。
3交通荷载作用下路基路面结构动力分析
3.1路面表面激励特性分析
由于高速公路路基所处环境和施工因素的影响，无论是运营多年的老路还是新建的道路都存在不同程度的不平整性，路面的不平整性会引起车辆的震动，车辆的震动会增加路面的附加动载荷，从而使路面的损坏加剧，因此只有正确的分析判断高速公路表面激励特性才能设计出更加合理的道路。高速公路路面不平整度一般包括路面相对于理想平面的竖向偏差和该偏差的频谱，对路面不平整度的测量也是一个复杂的过程，这是由于不同的测量者、选用的测量工具和确定的不平整性参照系都会对测量结果带来影响。目前比较常用的高公路路面不平整性测测方法主要有静态法和动态反应法两种，其中静态法是根据断面类平整度仪测量路表纵断面的测量结果来分析道路的不平整性，目前常用的是3m直尺法；动态反应法是一种间接式量测方法，该方法是通过车辆的反应来判断道路的不平整性。
3.2路面不平度的分析
使用3m直尺法只能反映高速公路路面的不平整度，如果要反映路面不平整度的高低起伏和幅度变化情况，就应该用统计模型来分析路面不平整度的综合特性。由于对随机场作大量测量的困难，在构造随机振源统计模型时往往要假设振源在时间变化上是平稳的、在空间变化上是均匀的。由于路面不平度分析的技术水平有限，目前对高速公路道路表面沿纵向作一维测量分析。
3.3车辆随机动荷载特性分析
由于车辆动荷载是一个随机荷载，该荷载和诸多因素有关，例如路面的不平整度、路面的材料特性、车辆的型号、车辆的速度和车辆的固有频率等。在这些影响因素中，路面的不平整度是最关键的。路面的不平整度使行驶中的车辆产生振动，车辆的振动产生的附加荷载又施加给路面结构，这样就形成了车辆、路面和路面激励振动系统，该系统中每个参数都是相互影响的。
3.4车辆动载的参数影响规律分析
由于不同的车型、车辆的大小、车辆的质量、悬挂系统、轮胎类型、轴的分配结构等因素变化时对高速公路路面造成的损坏程度是不同的，因此进行一定控制条件下车辆对高速公路路面的影响规律研究是非常必要的。一般情况下，车辆动载随轴距的增加而增加、随车速的增加而增加、随载荷的增加而减少，而轮距的改变对车辆动载的影响没有明显的规律。
结束语
综上所述，本文在高速公路路基长期沉降变形预测技术和交通荷载作用下路基路面结构动力分析两个方面进行了相关研究，并且取得了一定的研究成果。但是由于高速公路路基的不均匀沉降是受很多因素影响的复杂问题，并且行驶在高速公路上的车辆施加给路面的荷载也是一个非对称的复杂的随机变量，因此要想进行更深层次的研究还需做很多努力。
参考文献
[1]张瑞华.高速公路路基沉降及路面动力特性探讨[J].住宅与房地产，2017(09):235.
[2]苏清波.高速公路路基沉降及路面动力特性探讨[J].珠江水运，2016(04):78-79.
论文作者:宁尉伶
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/12
标签：路基论文; 路面论文; 高速公路论文; 车辆论文; 就会论文; 荷载论文; 特性论文; 《防护工程》2018年第11期论文;