孙源遥
重庆市天宏公路勘察设计有限公司 重庆市涪陵区 408000
摘要：在公路工程改扩建的时候，我们容易受到旧道路影响的因素，所以改扩建的工程技术难度往往会比较大。因此，在进行公路工程改扩建的时候，必须结合工程的具体情况对公路路线进行合理布置，加大对原有工程的利用，这样可以有效降低公路工厂改扩建施工的成本。本文以某个高速公路实际的工程为例，对改扩建公路工程的设计原则进行分析，然后结合改扩建公路设计以及路基的设计进行探讨，并且提供相应的解决方案。
关键词：公路工程；扩建公路路线；路面路基设计；探析
引言：工程实例表明，单地基处理的效果是有限的。为解决新老路基沉降不均匀的问题，在软土地基处理中应采用各种软基处理技术。本文介绍了用PLAXIS有限元软件进行软基沉降测量精度的实际工程实例及试验分析。PLAXIS还可用于分析影响公路不充分运营变形的相关参数。
1.工程案例
某公路软土地基分布广泛，路堤顶宽26m，高5.5m，边坡1：1.5，底宽42。5米表1显示了土壤的物理力学特性。软土地基采用堆载预压排水固结法，袋装砂井间距1.0 m，直径70 mm，梅形布置，设计深度10m。[1]
2.公路工程改扩建公路路线
公路工程在改扩建的时候可以利用多种多样的设计方式，例如单侧分离或者是单侧拼接，还有两侧拼接。不管是哪一种改扩建的设计方法，我们都有各自独特的特征，但与此同时，也要注意不适合的部分。针对工程实际情况，我们选择了扩建方式最为合适的一个方案。在通常情况下，对于一些在崇山峻岭的高速公路，必须要严格进行施工组织计划，考虑隧道的扩建方案，采取单侧加宽的方法。例如在洛阳高速公路到郑州的高速公路就是采用了单侧加宽的方法，诸如此类的扩建工程还有许多不管是哪一类的改扩建工程在进行工程设计具体的工程之前，工作人员要进行专业的施工路段设计，并且对施工进行全面的考察，这样可以不断提高结果的准确度，结合总体布局的方法能够对路线进行优化。在采用扩建模式的时候，必须结合实际的地形条件来分析，例如大桥等区域就要不断提高地形的新特点，针对这些构造物来综合对比，利用多种方案来选取最佳的设计方法。如果是遇到隧道的路段，也可以采用局部分离的方法，能够帮助我们提高工程的水平。[2]
2.1改扩建工程收集路线数据
首先，改扩建工程就需要施工单位做好各项资料准备工作，对原有路程的施工图纸进行认真分析，以及把哥哥星光的图纸进行汇总，这样可以保障我们的信息整理有效性，通过这样的方法能够及时将获取的信息进行归档。高速公路改扩建的工程，路线设计可以取得进一步的水平方面的后期进行施工的查阅。[3]
2.2改扩建方案比选
我们再改个工程之前，就需要对各项改选的方案进行对比，施工单位要结合施工的现状来进行深入分析，针对路面的地形条件以及物质条件进行对比，不断优化路线改造的规划，提高明确建设的标准，这样可以结合相关技术标准加以分析。对特殊的路段要按照行驶的具体情况采取局部改造的方法进行对比分析。如果在老路的改建过程中，我们有必要进行扩建，但是如果遇到地形特殊的情况，可以先从局部入手，做好一个路段的改造工作，确保整个工程不会造成较大的污染，而且在施工过程中要减少噪音的污染，影响其他路线通行。原有的路基改扩建尽可能采用原有的条件，减少土地占用的面积，进一步降低企业的经济投入，而且也可以减少对城市的污染。因此，我们必须要对城市就长远规划的方案，通过综合的对比和分析，以后选择适合的方案进行施工，综合考虑公路的建设条件以及工程经济情况。
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3.公路工程中改扩建公路路基设计
在公路使用期内，路基沉降和路面开裂问题日益突出。在高速公路软土路基扩容工程中，在旧路面与改扩建路面交界处设置水泥土搅拌桩幕墙（MSCPCW）。利用弹塑性有限元分析软件对软土地基的沉降和施工过程进行了模拟。数值模拟结果与试验结果吻合较好，表明数值模型能够较好地描述水泥搅拌桩和软土地基的变形。MSCPCW与地基处理相结合的方法可以有效地控制膨胀公路工程新旧路基的差异沉降。在我国的一些地区，公路逐渐缩小，存在的道路越来越宽。公路扩建工程中深厚软基路堤的加宽将产生新、旧路基之间的附加沉降和不均匀沉降。不均匀沉降会引起旧路基变形。这将严重地引起路基和路面的裂缝和下沉速度。
3.1数值模型
基于对称路堤，采用有限元模型建立了高速公路半路堤的数值模型，地面深度26m，水平100 m。土基础和路堤的数值模型采用弹性理想塑性，参数的具体值如表1所示，并考虑了边界条件。对称轴的左边界不排水，垂直自由，水平约束；上边界排水，垂直和水平固定；右边界，垂直自由和水平固定；下边界，垂直和水平自由排水。为了解决井筒的啮合问题，本文采用了柴氏提出的等效垂直渗透系数法。砂土排水地基可转化为大于天然地基的等效渗透系数。采用薄层间歇式加筋法施工，能较快地模拟实际施工情况。[5]
3.2数值分析结果
最大的沉降发生在路堤中心，向每边逐渐减少。沉降等高线呈U形分布，坡脚较小。上升。这些理论结果与实际情况是一致的。在合同中，显示最大的侧向变形位于两侧，小的侧向变形位于中心。给出了路堤中心沉降时间曲线，推导出计算曲线与实测曲线接近，使数值模型能够准确预测地基沉降随时间变化的过程。水泥搅拌桩复合地基的数值模型。水泥搅拌桩布置在新路堤下。间距是2m。该部分采用有限元法进行平面应变分析，使具有一定间距的水泥搅拌桩按照等效原理与水泥搅拌桩墙等效。其中ES为土的弹性模量；EP为桩的弹性模量；d为桩径；d为桩间距。根据方程，计算出等效弹性模量为33 MPa。帷幕搅拌桩的其他参数。水泥搅拌桩复合地基在新路堤沉降中的应用较小，但仍会导致道路中央的隆起。肩部附近有更多的沉降物。采用水泥搅拌桩帷幕，可以大大减少新路荷载对旧路的影响，减少施工后沉降，满足拓宽公路工程的实际需要。数值分析结果表明，该数值模型能够预测公路软土地基在使用期间的变形，验证了数值模型的可靠性，可作为后续研究的理论模型。MSCPCW与其他地基处理相结合的方法可以有效地控制扩建公路工程新旧路基的差异沉降。
结束语：在改扩建工程中需要注意的是，安全也是必须要考虑的要素，这也是我们施工的必要条件。在施工过程之中，我们要考虑工程的安全程度以及在后期可能会出现的安全风险问题及时提出有效的改革措施，保证整个高速公路改扩建工程。
参考文献：
[1]袁洪超,蒋伟杰.公路工程中改扩建公路路线以及路面路基设计的探析[J].建筑工程技术与设计,2020,(29):1564. DOI:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.29.1515.
[2]姚怡彤.公路工程中改扩建公路路线以及路面路基设计的探析[J].甘肃科技,2020,36(9):100-101.
[3]桂云海.公路工程中改扩建公路路线以及路面路基设计的探析[J].四川建材,2017,43(10):101-102. DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2017.10.050.
[4]李春吉.公路工程中改扩建公路路线以及路面路基设计的探析[J].建筑工程技术与设计,2016,(11):1399. DOI:10.3969/j.issn.2095-6630.2016.11.342.
[5]庞然.简议改扩建道路的路线以及路面路基设计[J].建筑工程技术与设计,2018,(3):1181. DOI:10.3969/j.issn.2095-6630.2018.03.136.