路基拓宽工程中差异沉降综合控制措施

发表时间:2020/4/8   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:吴鹏阁1,2 张相凯1,2
[导读] 摘要:公路改扩建工程利用现状路基进行公路拓宽时,需要对旧路路基进行拼宽处理,旧路路基在适用一定年限后,自身变形逐渐趋于稳定,新填筑的路基因为拓宽荷载产生的地基二次沉降、拓宽路基的压密变形、以及新老路基结合不良导致的蠕滑和滑移等导致新老路基之间的差异沉降,当差异沉降过大时逐渐形成路基塌陷、路面开裂等病害,严重影响公路使用性能。
        1.天津市市政工程设计研究院  300392 2.天津市市政工程设计研究院郑州分院  450000
        摘要:公路改扩建工程利用现状路基进行公路拓宽时,需要对旧路路基进行拼宽处理,旧路路基在适用一定年限后,自身变形逐渐趋于稳定,新填筑的路基因为拓宽荷载产生的地基二次沉降、拓宽路基的压密变形、以及新老路基结合不良导致的蠕滑和滑移等导致新老路基之间的差异沉降,当差异沉降过大时逐渐形成路基塌陷、路面开裂等病害,严重影响公路使用性能。通过对拓宽路基基底土改良,铺设土工格栅、路基开蹬搭后回填路基土等综合措施减少差异沉降。
        关键词:拓宽工程、差异沉降、综合处置措施
        Comprehensive Control Measures of Differential Settlement in Roadbed Widening Project
        WU pengge,ZHANG xiangkai
        (Tianjin municipal engineering design and research institute,Tianjin,300392,China,Tianjin municipal engineering design and research institute Zhengzhou branch,Zhengzhou,45000,China)
        Abstract:When highway reconstruction and expansion project makes use of the existing roadbed to widen the highway,it is necessary to deal with the width of the old roadbed.After a certain number of years,the deformation of old roadbed tends to be stable.The difference settlement between new and old subgrade is caused by the secondary settlement of foundation caused by widening load,the compaction deformation of widened subgrade and the creep and slip caused by the poor combination of new and old subgrade.When the differential settlement is too large,roadbed collapse and road surface cracking are gradually formed,which seriously affects the performance of the highway.The differential settlement can be reduced by improving the subgrade base soil and backfilling the subgrade soil after the excavation of the subgrade with geogrid.
        Keywords:Widening Project;Differential Settlement;Comprehensive Control Measures
        1.引言
        随着我国交通量的日益增多,现状公路逐渐不能满足日益增长的交通量,但新建公路与征地拆迁、环境保护等之间的矛盾愈加激烈,为充分利用现状道路,对现状公路进行改扩建逐渐成为公路建设的新趋势。
        利用现状路基进行拓宽时,应尽可能的搜集相关设计资料,调查现状道路病害类型,养护资料、结合相关设计资料、地质条件、水文资料、路基填筑高度、路基填筑材料、路基施工工艺综合考虑,单纯的进行路基拓宽容易形成差异沉降,差异沉降越大,逐渐形成路基病害及路面病害,影响道路使用,增加养护成本。
        2.路基差异沉降的原因
        路基差异变形主要包括拓宽荷载产生的地基二次沉降、拓宽路基的压密变形、以及新老路基结合不良导致的蠕滑和滑移。拓宽荷载产生的地基二次沉降主要与新填筑路基的高度,路基边坡坡率、拓宽路基的压密变形,主要是路基填筑过程中的施工荷载对现状地基的压密过程,新填筑路基行车荷载的重复施加,以及路基填料内部因为后期荷载作用,空隙水逐渐消散等造成的压密。新老路基结合不良导致的蠕滑和滑移主要是因为新旧路基之间不能良好的结合在原路基边坡坡面位置处,后期施工荷载和行车荷载造成的滑移变形。
        综合路基拓宽宽度、新填筑路基高度、新填筑路基的路基填筑材料的物理力学指标、新旧路基之间的搭接方式、拓宽路基的施工方式、新填路基下的地基土弹性模量等的综合影响,拓宽路基差异沉降与距离路基中心线呈现“~”曲线(半幅),差异沉降最大位置处位于新填筑路基土路肩边缘附近。
        3.路基差异沉降的控制
        路基差异沉降呈现“~”曲线(半幅),差异沉降最大位置处位于新填筑路基土路肩边缘附近,所以提高新建路基边缘位置处的抗变形能力对于提高拓宽路基整体稳定性有很大的影响。对于路基拓宽宽度较小时(小于0.75m),公路路基设计规范推荐采用超宽填筑,等同于人为的将拓宽部分的土路肩的边线远离道路中心线,将拓宽部分的差异沉降外移,进而减少对拓宽部分路基的影响。
        对于拓宽部分路基宽度大于0.75米时,在设计拓宽路基时可以在新修筑路基土路肩位置正下方满铺钢塑土工格栅,减少路基沉降的发生。另外路基沉降与新旧路基不能良好的结合形成统一的整体有很大的关系,因此对新拓宽路基时应开挖进行开挖台阶处理,开挖台阶宽度不小于1m,并对台阶设置向内的横坡,形成新填筑路基与原路基之间的嵌合作用,提高新旧路基的整体性。为减少新旧路基的不均匀沉降,应对新建路基基底进行补强,可以采用换填灰土等提高新修筑路基的强度,减少路基填筑后荷载的增加而导致的路基变形,从而减少差异沉降。
       
        图1 拓宽路基综合处置方案
        结论:(1)综合分析路基变形的原因,得到路基差异沉降的最大位置位于新填筑路基土路肩附近,路基差异沉降控制应重点加强该处的变形;(2)针对路基差异沉降的最大位置,结合路基拓宽的宽度进行分类沉降控制措施,当路基宽度小于0.75m时,可以超宽填筑,将最大差异沉降位置移动到设计拓宽路基土路肩外。当拓宽宽度大于0.75m时,可以采取对旧路路基进行开蹬,铺设土工格栅、新填筑路基土体改良等综合措施减少路基差异沉降。
        参考文献:
        [1]阳威,杨宗敏.山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施研究[J].城市道桥与防洪,2018(10):169-171+21.
        [2]李顺兴.高速公路改扩建新旧路基搭接处差异沉降控制措施浅析[J].西部交通科技,2017(09):19-21.
        [3]孟学清.高速公路加宽改建路基差异沉降机理分析及控制措施[J].公路,2014,59(07):103-106.
        [4]赵学东.高速公路扩建工程新老路基差异沉降的控制措施[J].黑龙江交通科技,2013,36(01):111-112.
        作者简介:吴鹏阁(1990—),男,河南汝州,硕士研究生,天津市市政工程设计研究院助理工程师,从事公路与城市道路工程设计;张相凯(1992—),河南太康,硕士研究生,天津市市政工程设计研究院助理工程师,从事公路与城市道路工程设计。
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