高速公路工程地基段新舊路基銜接技術(shù)范文

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［摘要］本文主要對(duì)高速公路新舊路基銜接處主要病害做出闡述，同時(shí)對(duì)差異沉降與路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)力關(guān)系進(jìn)行了分析，并點(diǎn)明了新舊路基銜接處治的基本原則，最后對(duì)新舊路基銜接部位處治提出了幾點(diǎn)建議。

［關(guān)鍵詞］高速公路；改擴(kuò)建工程；軟土地基；新舊路基；銜接技術(shù)

1高速公路新舊路基銜接處主要病害分析

在高速公路的實(shí)際運(yùn)營過程中，為了提升其整體通行能力，往往會(huì)選擇拓寬舊路基的措施。在實(shí)際的施工過程中，如若不能夠做好新舊路基銜接處處理工作，則必然會(huì)引發(fā)較大安全質(zhì)量隱患，為高速公路的運(yùn)營帶來一定的影響。新舊路基銜接處施工產(chǎn)生的病害如下：

1.1路基損壞：這種病害主要表現(xiàn)在新舊路基銜接位置出現(xiàn)滑移、沉降不均勻等問題，這就增加了新舊路基銜接處路基的不穩(wěn)定性。

1.2路面損壞：基于路基的不穩(wěn)定性所影響，致使新舊路基出現(xiàn)不均勻沉降，這在一定程度上對(duì)路面的穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)損壞。

1.3公路整體性能下降：隨著公路服役時(shí)間不斷向前推移，必然會(huì)增加新舊路基銜接處不穩(wěn)定性，此時(shí)該部位的路基不均勻日益明顯，導(dǎo)致裂縫逐漸變寬，這對(duì)公路的整體穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重的影響，極大的降低了高速公路的整體質(zhì)量。

1.4支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)：這種病害主要體現(xiàn)于：擋土墻傾覆、滑移、開裂現(xiàn)象。特別是在平原地區(qū)的高速公路的改擴(kuò)建中，高填方路堤段最為出現(xiàn)裂縫，裂縫部位的路基穩(wěn)定性較差，存在軟弱層。其中產(chǎn)生病害的主要原因是：新舊路基銜接處出現(xiàn)不均勻沉降、或者此部位結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不完整性，此時(shí)路面的整體穩(wěn)定性無法抵抗變形應(yīng)力，同時(shí)也不能夠?qū)ζ渌牡刭|(zhì)因素產(chǎn)生的影響進(jìn)行抵御。

1.5在高速公路的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，基于諸多方面因素所影響，致使其銜接處出現(xiàn)諸多方面的病害。但是綜合其影響因素，其根本原因還在于銜接處處理不當(dāng)，出現(xiàn)變形等問題，至此降低了路基的整體穩(wěn)定性。高速公路新舊路基銜接處病害，也是當(dāng)前病害出現(xiàn)的較為嚴(yán)重區(qū)域。

2差異沉降與路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)力關(guān)系

2.1當(dāng)施工位置處于軟土地基范圍的條件下，一旦差異沉降超過一定的數(shù)值，則路面將會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞。當(dāng)新老路基容許差異沉降標(biāo)準(zhǔn)確定為例，運(yùn)用abaqus有限元軟件對(duì)差異沉降與路面應(yīng)力關(guān)系分析可知，得出不同的差異沉降和其所對(duì)應(yīng)的路面各層的最大拉應(yīng)力匯總后，此時(shí)差異沉降與路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力關(guān)系（圖1所示）。

2.2根據(jù)圖2可知：各結(jié)構(gòu)層應(yīng)力與不均勻沉降值間回歸方程為：瀝青面層底面應(yīng)力與差異沉降的關(guān)系：基層底面應(yīng)力與差異沉降的關(guān)系：底基層底面應(yīng)力與差異沉降的關(guān)系：根據(jù)相關(guān)計(jì)算可知，底基層底面、基層底面、瀝青面層底面，當(dāng)其達(dá)到一定的極限拉力時(shí)，此時(shí)瀝青面層底面——瀝青面層——底基層依次出現(xiàn)裂縫。

2.3基于車輛荷載作用下，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)某層材料的極限抗拉強(qiáng)度低于該結(jié)構(gòu)層的彎拉應(yīng)力的情況下，此時(shí)路面將會(huì)出現(xiàn)裂縫。將面層材料極限抗拉強(qiáng)度，帶入中時(shí)，此時(shí)便可獲取到容許差異沉降值。

3新舊路基銜接處治的基本原則

在高速公路新舊路基銜接處的處治過程中，可堅(jiān)持以下方面原則：其一，在保證路基穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對(duì)路基不均勻沉降進(jìn)行嚴(yán)格控制。其二，在運(yùn)用銜接處處理技術(shù)時(shí)，需要做好綜合方面的考慮，例如支擋、排水、路面、地基等，確保其處治的全面性。其三，可行性方案的制定要根據(jù)地質(zhì)條件、地域情況而定。其四，處理技術(shù)的使用中，要與其他技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。根據(jù)高速公路新舊路基銜接處治的基本原則可知：

3.1通過對(duì)路基進(jìn)行加筋，或者對(duì)其銜接部位進(jìn)行處治，其根本目的在于增強(qiáng)路基銜接處的整體強(qiáng)度，進(jìn)而有效控制滑移問題。

3.2路堤、支擋結(jié)構(gòu)有效的抑制了地基固結(jié)變形的幾率，從而有效的避免了其導(dǎo)致的塑性變形等問題。

3.3強(qiáng)化對(duì)整個(gè)工程管理，對(duì)于提高工程的質(zhì)量具有重要的意義。當(dāng)?shù)缆吠ㄜ嚭螅瑒t需要合理控制其影響因素，避免新舊路基銜接處造成不必要的損害。

4新舊路基銜接部位處治措施

4.1高速公路改擴(kuò)建中常用的地基處治方法

4.1.1排水固結(jié)法：將排水系統(tǒng)設(shè)置在地基中，例如砂墊層、排水板等，運(yùn)用真空預(yù)壓方式促使土體形成排水固結(jié)沉降。通過當(dāng)前這種方式，增強(qiáng)地基土體強(qiáng)度。4.1.2強(qiáng)夯法：基于當(dāng)前這種方法來說，可借助強(qiáng)勁的沖擊外力對(duì)地基的物理力學(xué)性能作出改變，增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，提高路基的整體穩(wěn)定性，進(jìn)而減小其沉降。在強(qiáng)夯法的應(yīng)用于實(shí)施過程中，運(yùn)用強(qiáng)夯法可以消除黃土的濕陷性，同時(shí)還可以增強(qiáng)新路基的強(qiáng)度，提高其整體承載力。4.1.3加筋土法：通過將人工合成材料加入地基土中，增強(qiáng)壓力擴(kuò)散角，進(jìn)而增強(qiáng)地基的承載力，運(yùn)用此方法可以有效的控制地基沉降問題。尤其在處理各種軟弱不良的地基工程時(shí)，運(yùn)用加筋土法更能夠?qū)崿F(xiàn)其處理效果。

4.2支擋結(jié)構(gòu)處理

4.2.1在新舊路基銜接部位的處理過程中，通過支擋結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，有助于減少改擴(kuò)建填土的自重，不但可以有效控制路基側(cè)向滑移問題，而且還有助于降低其不均勻沉降，這對(duì)于控制銜接部位裂縫具有很好的應(yīng)用效果。4.2.2當(dāng)改擴(kuò)建路基銜接段的穩(wěn)定性無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可增設(shè)支擋結(jié)構(gòu)，通過支擋結(jié)構(gòu)發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性。4.2.3當(dāng)路基不宜放坡，并且土方量過高的情況下，通過增設(shè)支擋結(jié)構(gòu)，不但可以達(dá)到收縮邊坡的作用，而且還有助于降低成本。

4.3舊路基邊坡處理

基于舊路基邊坡坡面深度為0.3m左右，外側(cè)路肩為0.5m范圍的情況下，根據(jù)工程的操作要求，需要挖除并進(jìn)行填料處理。與其他部位相比較而言，當(dāng)前部位路基抗塑性變形能力較低、新舊路基銜接面結(jié)構(gòu)弱、路基壓實(shí)度較低等，而上述這些問題極大的降低了新舊路基銜接處理的效果。因此，在新舊路基銜接路基進(jìn)行處理時(shí)，可在坡面設(shè)置臺(tái)階，同時(shí)要嚴(yán)格控制臺(tái)階設(shè)置比例。要保證臺(tái)階向內(nèi)傾斜3％左右，而臺(tái)階高度控制在0.5m--1.5m之間，寬度為0.7m--1m之間，必須嚴(yán)格控制其尺寸，使其達(dá)到最佳的工程標(biāo)準(zhǔn)。4.4新舊路基銜接處頂面處理在新舊路基銜接處頂面處理過程中，可借助強(qiáng)夯法或者增加壓力機(jī)的噸位等，對(duì)銜接面進(jìn)行壓實(shí)處理，使其達(dá)到新舊路基銜接處理的要求，確保其接近改擴(kuò)建路段的土質(zhì)密實(shí)度，以此來應(yīng)對(duì)路基不均勻下降問題。運(yùn)用強(qiáng)夯法有助于路基土體形成側(cè)面擠壓應(yīng)力，促使其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而提高其銜接處的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)裂縫、沉降等現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)整個(gè)工程造成不必要的影響。

4.5路基加筋

路基加筋法可以有效提高高速公路新舊路基銜接處的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，比較常用的加筋材料主要有；土工格柵、土工網(wǎng)、土工墊等。其原理是：4.5.1土工材料表面與被加固的材料間產(chǎn)生摩擦力。4.5.2土工材料形成被動(dòng)的抗阻能力。4.5.3網(wǎng)格與上、下層填料間相互作用，起到加固作用，可以有效減少填料物側(cè)向位移，進(jìn)行可以明顯提高路基土體的整體穩(wěn)定性。

5結(jié)束語

綜上所述，在高速公路改擴(kuò)建工程中，改擴(kuò)建工程質(zhì)量的高低，在很大程度上取決于新舊路基銜接部位處理。通過對(duì)舊路基邊坡、支擋結(jié)構(gòu)、以及新舊路基銜接處路基地基進(jìn)行處理，有助于解決新舊路基不均勻沉降問題。總而言之，在處理高速公路新舊路基銜接部位時(shí)，必須堅(jiān)持具體問題具體分析，做到綜合防治工作，以此來提升高速公路的改擴(kuò)建效果。

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作者：羅治遠(yuǎn) 單位：中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司