公路拓宽工程软基处理差异沉降和可靠度研究

摘要：随着我们国家经济的飞速发展以及百姓生活水平的提高，已有公路的四车道的通行能力明显的表现出不能满足实际通行需求的态势，公路拓宽成为提高通行能力，解决需求紧张问题的有效途径，但是因为新路与旧路的路基条件等存在着一定差异，尤其是软土地基，差异沉降的产生就无法避免，进而导致路面的变形，影响到公路的使用功能。本文旨在通过对新旧路的路基不同的差异沉降和可靠度进行分析研究，以期为公路拓宽建设提供有效建议。

关键词：公路拓宽；软基处理；差异沉降；可靠度

中图分类号：X734文献标识码： A

近年来，我们国家的高速公路建设事业发展的十分迅猛，在建设高速公路的初期，因当时的经济水平、技术水平有限，加上当时通行需求的实际情况，建成并且使用的公路中几乎都是双向四车道的，而八车道及六车道的公路所占的比例非常低。在当前的经济环境下，高速公路所肩负的运输任务伴随经济的的发展日趋繁重，交通流量骤增，通行量不能满足需求已不是个别现象。90年代建成的高速公路基本进行了改建或者在计划拓宽。公路的拓宽是当前我国公路建设的重要任务，而对公路拓宽建设工程的分析探究还有待于完善和成熟。

一、公路改建拓宽常出现的问题

（一）公路拓宽建设工程的方式。公路拓宽采取单侧拓宽、双侧拓宽、高架形式以及分隔带预留等方式较常见，另外还可以以新路基和旧路基之间的距离为依据，采用拼接的方式进行拓宽，有分离式拼接以及直接式拼接两种。采用拼接的方式进行公路拓宽可以减少用地、节约土方，还可以利用旧路基的固结作用来减少新路基的沉降，而且从理论上看，一条8车道的公路的通行能力要比2条4车道公路的通车容量之和大，拼接后的公路，对断面通行能力的提高起到有效的助力作用。除此之外，这种拓宽方式的投资相对来说也较节省；在已有道路的一侧或者两侧进行拓宽的方式具有对周围环境影响小的、占地少、投资节省的优点被广泛的使用。

（二）拓宽后常见的问题。在一侧或两侧直接进行拓宽的方案中，新老路基间存在不利影响，软基的拓宽路基的负荷极易引起新老路基间的差异沉降和路基整体的附加沉降，导致路基的纵向裂缝的产生，并且会在路面形成反射性裂缝，最终造成路基失去稳定性，路面的结构层遭到破坏。据调查显示，拓宽公路出现纵向裂缝有如下几个特点：在拓宽的公路面出现较严重裂缝的路段地质状况普遍较差；裂缝出现在原有的老路上；裂缝的发生一般在工期后的三个月左右，一些土质条件不同的路基裂缝的发展时间存在着差别。

二、探讨公路拓宽工程软基差异沉降

（一）产生差异沉降的原因。由于新老路地基存在明显的差异，旧路基地基在进行改建的时候会有不同程度的固结沉降，时其物力力学性质发生变化。特别是软土地基其强度明显增加，即使地基固结不稳定，其土质也会发生较大改变。在荷载力相同的情况下，受荷载的影响，拓宽改建的地基会有一定的沉降增量，即新建部分的路基其沉降量会超出旧路基的沉降量，造成路基的不协调变形；新旧路修建的时期不同，导致填料和压实度存在差异。拓宽的路堤在荷载作用力下必然会发生压缩变形，而原有的老路则已通车了一段时间，压缩变形基本上完成了，但新拓建的路堤在竣工后还会继续发生压缩变形，另外拓宽路基的填料多数从挖断面直接取材，材料中不可避免的会含有腐蚀性耕植土和植物的根茎；新旧路基的结合部位的强度不足，公路拓宽工程施工难度最大的就是新旧路基的结合部位的处理，很多时候会产生因人为的因素达不到设计的标准，如密实度、开挖台阶不达标，旧路的边坡处理不完全等，最终就会直接导致新旧路堤的结合部位出现较严重的沉降；另外排水设施的完善程度及布置的合理性与路基的差异沉降有着密切的关系。排水设施不完善，容易出现地表水下渗的现象，从而有积水、滞水、渗水存在。路基土在水的浸泡下会变得湿软，大大降低了强度。因此，保护好公路的边沟是很重要的，如果出现淤塞将会出现雨水漫过路面的现象，一旦路面开裂就会使雨水从裂缝流水路基，加剧裂缝的扩张。

（二）差异沉降控制。公路拓宽工程的施工质量的好坏对公路的使用寿命和维护成本有着直接的影响，而差异沉降的程度对公路拓宽工程的质量好坏有着很大的影响，所以将路基的差异沉降程度控制在一定合理的范围内是有着十分重要意义的。在公路拓宽的建设过程中，影响路面的平整度的一个主要因素就是差异沉降。所以在进行路面拓宽工程的初始就要严把施工的质量关，尽量减少因施工不当造成差异沉降的加大。另外可以考虑通过优化拓宽公路的设计实现差异沉降标准的控制要求。在公路路基拓宽建设的设计中要注意路基与路面的综合设计，在拓宽工程中新路自身是一个整体，拓宽后的路基需要和原有的路基形成一个新的整体，所以需要控制拓宽工程中的路基差异沉降，以此保证横向整体性。公路的设计是通过对横断面、纵断面和平面的设计来反映的。在拓宽工程中，平面设计改动不是很大，通常会使用原有的平面设计，但是这样纵断面在施工后会因沉降量的大小受到影响，横断面也因此受到影响。依据路基的设计规范要求，横坡的该变量不应该超过0.5%。除了考虑在设计和施工方面对沉降度进行控制，还应该考虑路面的结构力学和使用者的需求对差异沉降标准的实际要求。路基最大的拉应力多发生在结构层的顶部，所以控制路面的开裂指标要把结构层的层顶拉应力纳入考虑的范围。

三、分析公路拓宽路基工程的可靠度

可靠度即可靠性指标，是为了确保工程结构的具有较高的质量，明确规定相关质量的指标。公路拓宽工程结构的可靠性指标包括耐久性、适用性和安全性。耐久性就是在维护正常的情况下，不会因工程材料性能的改变而失效概率的能力。适用性是在工程结构正常使用的情况下可以满足预计使用要求的实际能力。安全性是工程结构承受正常的使用和施工过程中各种力以及在突发事件前后能保持的稳定性能。

四、简析公路拓宽工程软基处理方式

软土地基的处理方法因其多样性的特点，导致了其效果的局限性，为了能够有效的解决沉降问题和稳定问题，设计者通常都会采用几种处理方式从不同的角度对软土地基进行处理。

（一）减轻填土的荷载。选择容重小的填筑材料，减轻路堤的自重，进而减少差异沉降，增加安全系数。

（二）通过铺设土工格栅、开挖台阶等方式，提高公路拓宽过程中的路基的强度和整体性，以此实现减少差异沉降的目标。

（三）通过堆载预压和排水固结等方式加固地基，提高地基的承受力，进而实现对差异沉降的控制。

（四）在采用分离式拼接方式对公路进行拓宽建设的时候可以通过设置分隔墙的方式，来减少附加沉降的影响。

结束语：

对于公路拓宽改建工程而言，路基的改建特别是软基地段是问题发生频率相对较高的部分，需要相关的部门进行详细的分析调查，对设计的部分进行精心的处理。前期要做好原有公路的相关资料的收集工作，包括勘察设计、施工图、竣工图、后期养护资料、施工工艺、填料性质等。在公路拓宽的施工过程中要做好相关的安全工作，更要采取有效的措施解决处理好软基所出现的问题。做好公路的拓宽工程，为解决公路运输量大的问题提供助力。

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