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高速公路拓宽路基沉降及防控技术分析

2014-02-01

中国科技信息 2014年9期
关键词:拓宽新旧路基

王 景 王 旗

江苏华宁工程咨询监理有限公司,江苏 南京 210018

为了适应交通应用量的增加,公路的拓宽实施在现今经济高速发展的时代非常普遍,而拓宽公路中出现的问题比之新建的公路中问题更复杂。例如拓宽路面的沉降变形问题、新路对老路的荷载影响问题、新旧路基的不同问题、路面的变形问题,这些都是公路工程中急需解决的问题。

1 高速公路拓宽形式的研究现状

当前我国在高速公路的建设方面已经有相应的经验,但是还有很多问题没有解决,差异沉降设定问题相应的设计和施工控制目标,从而使公路拓宽工程的地基新建设计时带有一定的盲目性和没有时效性。

1.1 高速公路拓宽形式的发展现状:高速公路的拓宽和拼接有多种形式,从已有的事例可以归纳总结公路拼接问题分为三种类型,分别是完全形式拼接、不完全形式拼接和分离形式拼接,完全形式拼接是指高速公路两侧的路基直接进行拓宽,公路的两侧拓宽的程度相同,以求达到拼接的平衡。但是也有不对称的对接,不对称拼接是当前高速公路拼接中主要研究的问题,不完全拼接是指在拓宽到一定程度之后,改变原本的地基结构,公路的整体发生改变,对公路的整体构造从新进行设计,按照新的标准将拼接之后的路面进行一次性共同铺筑,其受力的特点与完全拼接存在相应差异。分离式的拼接方式则比较简单,是在原有的高速公路的旁边,重新建立一条新的高速公路复线。总之,不同的拼接方式,拼接后的公路的变形规律不同,所以应该对新拓宽不同路面进行附加沉降调查,以掌握新旧路基之间沉降变化规律,提出合理的应对策略。

1.2 高速公路拓宽工程差异沉降控制的研究现状:对就得路面而言,经过长久的运营,沉降已经完成,在旧的路面上拼接新的路面,这样沉降度就有了差异,新的填充路基荷载定然会引起原有路基的附加沉降量变化,如此将会导致新老路基之间的沉降度的差异,从而会引起新路变形的情况,严重时候会出现拼接的新路出现断面和下沉过快的情况。诸多问题将会给交通流量大的路段带来严峻的考验,如果问题解决不好,会造成不可估量的后果,因此,为了保证新建公路的质量,需要对新旧路段衔接问题做出综合的研究。

2 高速公路拓宽路基出现的问题和设计

2.1 随着经济的快速发展,我国人民生活水平逐渐提高,高速公路的交通流量每年都在增加,2013年底我国高速公路已经建成通车8.03万公里,由于在开始预估时对高速公路的流量增长的预估不够,部分流量较大的路段,高速公路已经出现饱和状态。使得高速公路本身具有的特性变淡,失去了高速公路应有的高速、快捷等服务优势,交通对日益增长的客流量承载无法满足。因此高速公路的扩建已成为必然。在我国对于高速公路的扩建还处于初期阶段,没有足够的经验,对工程的施工和设计不够理想。

2.2 新旧里面的沉淀问题是当今高速公路的拼接中出现的主要问题。旧的路面由于多年的使用,其内部结构基本稳定,新接的路面沉降的过程需要时间,在沉降的过程中,新旧路面结合处存在严重差距,在一些交通流量较大的路段,在新路面没有沉降完全之前,容易产生断面现象,导致路面下面的水泥混凝土路基在荷载的作用下产生断板现象,沥青混凝土路面同样会出现裂缝对交通服务的质量有很大的影响,不能满足汽车对于高速公路快速的影响,还增加汽车的轮胎磨损程度,加大汽车的运输成本,造成没必要的经济损失,并且路面严重的情况还会影响人身安全。基于扩建的公路和新建的公路相比有着施工难度大、建筑复杂,质量要求比较高的特点,用新建公路的思想和设计的策略进行扩建问题的解决。因此对于公路加宽技术的研究迫在眉睫,其研究成果具有社会效益和经济效益。

2.3 对现今的高速公路的加宽工程,旧路加宽的最大问题就是解决老路的路基不均匀沉降问题,我国在高速公路扩建方面发展比较晚,但是依然累积了一些相关经验,但是还没有成型的技术能够很好解决老路基沉降不均匀的问题。很多加宽工程的初衷技术效果不佳,在进行运营不久之后路面就出现裂痕的严重情况。同时,国内相关的研究成果都建立在理论的基础上,缺少相应的理论支撑和实践的应用。现阶段,有必要对新老路面的衔接问题进行系统化的研究。寻找科学合理的方法进行研究,以解决高速公路在运营的时候,出现的各种对于路面损害的因素的抗性。系统化的研究对今后在高速公路的扩建工程设计和施工中提供科学的理论支撑,保证扩建之后的高速公路的质量。

3 公路拓宽工程防控技术分析

3.1 减轻填土时候的荷载:通过使用容重小的质量轻的材料作为路堤,可以减轻路堤自身重,达到减少沉降、增大稳定性的目的。相对于使用其它轻质量填筑材料的新路基的处理效果,使用EPS填筑材料具有很大优势,完全能满足公路拓宽工程的设计要求,而使用其它轻型填筑材料的公路拓宽工程,在软基路段仍需结合其他软基处理方法进行处理方能满足要求。

3.2 提高拓宽工程中路基的整体性和路面强度:通过开挖台阶、铺设土工格栅等方式,加强新老路基结合部的整体性和强度,以此达到减少差异沉降的目的。虽然削坡坡度大小对公路拓宽工程中总沉降量和有效应力的影响不是很大,但对新旧路基结合部的差异沉降有较大的影响。因此,在条件允许之下,应尽可能的应用坡度较缓的削坡,在受条件限制而采用较陡的削坡坡度时,需进行开挖台阶等处理方式,以增加新旧路基之间的接触面积,从而使新旧路基彼此有效结合,避免新旧路基结合部分出现沉降现象。

3.3 提高地基本身的承载力:通过排水管道加固、堆载预压和复合地基等处理方式,加固地基,减少总沉降量,达到控制沉降量的目的。土工合成材料能有效减少路基的沉降量,但不能抵消由于路堤高度和软土厚度变化带来的地基沉降增量。对于高速公路路堤和深厚软土地基,仍需要结合其他不同地基处理方法进行解决。

3.4 建立分隔墙:通过设置隔离墙,以减少新建路基对老路基产生的多余沉降的影响。提高地基承载力是减小路基沉降和新旧路基差异沉降的有效方法。其中,提高薄弱地基土地的固结度和复合地基法均能很好解决公路拓宽工程中的路基沉降和新旧路基差异沉降问题,并对提高新旧路基结合处的路基稳定性和新路基边坡稳定性具有良好的效果。提高软弱地基土的固结度对处理新旧路基相应沉降问题更有效果,而复合地基方式对减少公路拓宽工程中的路基沉降能起到更大的作用。

4 结束语

通过对于研究数值的分析,结合高速公路在扩建中的科学设计理念,提出在拓宽路面时,路基荷载下的沉降相应的研究方法,根据优化建筑的研究结果,对于本文提出的问题进行系统化的研究解决。高速公路的扩建在现今的公路建设中存在很大的问题,新建公路的沉降问题影响整个工程的质量,但沉降问题要考虑的外界因素太多,这也给研究带来困难。

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