摘要：以省内高速公路新旧衔接路基为研究对象，归纳了路基不均匀沉降的影响因素，分析了不均匀沉降控制指标，并提出了针对性的优化和控制对策，为工程施工一线提供参考。
关键词：高速公路；新旧路基；不均匀沉降；沉降控制
前言
当前我国城市化不断推进，城市间的交流愈发频繁。在国家经济高速推进的背景下，交通运输能力提升成为当前交通管理部门关注的焦点。针对高速公路运输能力提升，有几种观点：一是在现有的公路上减少道宽，增加车道；二是增建新的高速公路、省级公路，分流交通；三是在现有的高速公路基础上，延续、扩建和改建。第一种改建成本低，但存在后期养护费用高、增加交通事故率等隐患；第二种效果显著，可以拉动GDP，但征地、施工成本较高，带给财政较大负担；第三种成本适中，线路固定，可以较好的提高高速公路运力，衔接新老高速公路，但需要着重注意公路的施工质量，防止在新旧路基衔接处不均匀沉降问题的发生。
省内交通运输及物流行业的快速发展，高速公路通行量及荷载水平快速提升，建设于21世纪初期的高速公路结构的通行能力和承载能力均无法满足当前的通行和承载要求，为了实现高速公路的长期、可持续服役目的，必须对既有高速公路的路基结构进行拓宽改造施工，以提升老旧高速公路的综合技术指标。高速公路加宽施工中，新旧路基结构的衔接施工位置及衔接位置的不均匀沉降控制是工程施工中的重点和难点。
1新旧路基衔接位置不均匀沉降影响因素
1．1高速公路新老路基土的差异
高速公路是一种狭长的带状交通建筑，因此在覆盖面积内，必须考虑到复杂的地形地质因素进行基础施工。比方说，在连接某山区和平原的高速公路衔接施工时，两端需要挖方施工，中间需要进行填方置换，这就要求施工单位解决倒三角形状路基衔接的不均匀沉降问题。在扩建加宽、延续施工中，不仅需要根据设计规范计算基础承受标准，还需要结合老公路的沉降现状制定针对性的路基换填施工或采用加筋施工技术，满足路基的使用要求，达到基础土方的荷载均衡。
1.2新老路基荷载差异
原有的高速公路经过十几年的使用，路堤的基土固结成整体，刚性化显著。在此基础上，无论是对两侧进行加宽还是延长衔接、接入都会影响到老路基的核心偏载，重心的偏移导致高速公路老路基与新路基在衔接处的沉降增量变化加大，返盆式作用对老路基的基土影响不大，但对新路基会造成较大的影响。新老路基的荷载差异变化会逐渐影响沉降，超过沉降缝承受范围后，容易出现质量问题。从高速公路扩建工程使用效果来看，加宽、延长路段的交通质量较高，车流量较多，容易在衔接处发生荷载不均产生的下滑问题。
1.3路基拓宽方式及宽度对不均匀沉降的影响因素
经施工项目现场试验分析可知，新路基的拓宽长度增长值与新旧路基的沉降增长值二者之间呈现出显著的正相关关系，但是并非简单的线性关系，相关曲线的斜率值逐步降低。对于高速公路路基单侧加宽施工而言，原有路基结构的中线位置的沉降逐步增加，但中线周围的沉降值较低，沉降变化规律为先增加后降低。若假定加宽路基的路堤高度值恒定，在拓宽长度较低时，路基顶部出现沉降的最大位置一般位于加宽后路肩结构的外围，在加宽施工过程中，沉降量最大值逐步向路基中心位置合并，并在新填筑的路基结构表面形成反向的横坡.
1.4新老路基状态差异
高速公路扩建加宽、延续施工时，原有的高速公路已经运行了相当长一段时间，路基已经适应了长期行走的使用振动频率。路基本身已经产生了物理上的固化固结，强度较周围已经产生变化。新增加的高速公路无论是加宽还是衔接，不少建设单位在设计时往往使用原始设计图纸和勘察数据，缺少对高速公路路基基土基本性质的检验。导致设计强度、沉降速率在新老路基上表现出明显的差异，出现不均匀沉降，破坏高速公路。
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2新老路基不均匀沉降处理的方法
2．1新旧路基削坡及台阶开挖施工技术
原有路基结构的削坡及台阶开挖可以显著控制不均匀沉降，根据本工程项目，在加宽路基施工中，原有路基的表层开挖厚度值应不低于300mm，且开挖的材料不能应用在新填筑路基中，斜坡疏松土必须及时清理，台阶开挖应选用由下至上的方式进行开挖。在具体的台阶开挖过程中，结合本工程项目实际情况，以最大程度保证大斜坡路基的稳定性，应先削坡再进行台阶开挖，且削坡环节应划分为多次进行，且后续削坡的坡率值应逐步放缓。
2．2水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）+轻质路基
水泥粉煤灰碎石桩主要骨料为水泥、粉煤灰和碎石，通过级配比例控制强度，与旧高速公路路基形成有效的褥垫层，强化衔接处地基的刚性强度，增强路基夹层的咬合度和承载力，有效的解决新旧路基衔接处的不均匀沉降。该方法使用灌注施工，成桩后稳定性好，不易变形，成本和质量控制较方便。近年来，随着技术的不断发展，以轻质填料为主的轻质路基逐渐增多。以聚苯乙烯泡沫填料为例，使用该填料，可以有效降低新旧路基衔接处的附加应力，减少路基自重，有效的控制路基整体的不均匀沉降。
2．3新旧路基拼接施工技术
高速公路扩建、加宽施工后，新旧路基应设置允许沉降值，新旧路基差异沉降标准以原高速公路路堤中心与新路肩的横坡度增大值应小于0．5%为准。加宽、延续等施工中，应使用间隙施工技术，第一阶段率先填筑距离旧路基之外一定距离的新路基，等新路基填筑固结完成后，再进行第二阶段施工，采用微膨胀混凝土填筑间隙部位，增强新旧路基衔接处水平应力抵抗能力和基土强度，有效地减少一次填筑后产生的变形和沉降。
2．4隔离墙+塑料排水板预压处理
根据设计图纸，在原有的高速公路路基两边或一侧连续打入水泥墙，做隔离墙，控制好基底土层的扰动，消除坑边荷载带动的原有路基的附加沉降。同时配合塑料排水板和预压，增加排水通道，降低排水长度，加速路基基底的排水速度，加快基底基土的固结作用。该方法适用于路基地下水环境复杂，基土含水量较多，需要降低地下水位的工程。该防治措施涉及堆载预压，工期长成本高。
结语
当前我国高速公路在扩建、延伸和加宽施工工程中，已经普遍注意新旧路基衔接处不均匀沉降问题，同时也针对产生不均匀沉降的原因制定了具体的施工组织设计。但是就实际施工结果来看，无论是不均匀沉降的计算方法还是沉降控制措施、指标都缺乏统一的科学标准。由于高速公路具有狭长、带状的特点，工程整体地质环境复杂，设计与施工具有很多的偶然因素，无法完全依照现有的设计标准进行计算。与新高速公路项目的建设相比，高速公路扩建、延伸施工具有更高的技术难度和质量控制难度，因此对于防止新旧路基衔接处不均匀沉降还应进行更多的研究。
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论文作者:葛青立
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：路基论文; 高速公路论文; 新旧论文; 不均匀论文; 荷载论文; 新老论文; 交通论文; 《基层建设》2019年第6期论文;