舊路基加寬施工技術研究

姚戰(zhàn)文+王耀葆

【摘 要】由于近些年來我國汽車保有量逐漸增加，大量增長的交通量逐漸成為了我國交通運輸行業(yè)負擔。一些公路由于運輸量激增，急需加寬以保證正常使用。但在舊路基加寬施工過程中，關于新建路基與原有路基之間的銜接問題、施工期間交通管理等方面成為制約路基加寬技術發(fā)展的主要難題。通過對現(xiàn)有路基加寬技術進行研究與分析并將研究結(jié)果與實際施工經(jīng)驗相結(jié)合對舊路基加寬施工技術進行了幾點研究：（1）對現(xiàn)有舊路基加寬技術進行相應總結(jié)與歸納，通過研究分析各種加寬技術的優(yōu)劣；（2）以理論研究成果為依托，總結(jié)施工中常見問題，根據(jù)多年施工經(jīng)驗提出相應可以避免出現(xiàn)路基縱向裂縫的施工技術改進方法；（3）將改進后的方法運用有限元分析軟件進行疲勞性荷載試驗，根據(jù)試驗結(jié)果判斷改進效果。

【關鍵詞】舊路基加寬；施工技術；有限元分析；對比分析；疲勞性；縱向裂縫

0 概述

國外由于公路路網(wǎng)建設成型早，發(fā)展速度快等原因，上個世紀已經(jīng)開始進行了大規(guī)模路基加寬技術研究[1]，并根據(jù)長期施工總結(jié)提出可大量的舊路基加寬技術研究理論[2]。在路基加寬施工方面，歐美等國家已經(jīng)在思想中形成了將先進技術優(yōu)先使用在路基加寬方面的概念[3]。并通過新材料與新技術應用，解決了大量的公路加寬工程[4]，并取得較大成功[5]。我國關于公路加寬的研究是由近些年來才發(fā)展開的[6]，雖然發(fā)展速度較快，但是在施工技術方面仍然存在著一點差距[7]。路基加寬技術在施工層面的限制已經(jīng)對我國進行路基改擴建施工造成了一定影響。

1 舊路基加寬技術研究與分析

多年來隨著公路改擴建工程逐漸增多，路基加寬技術特別是舊路基加寬技術被廣泛應用與現(xiàn)有公路改道加寬施工中去。但是隨著各種技術的應用，在路基加寬過程中也出現(xiàn)了大量質(zhì)量問題與技術問題難以解決。

1.1 舊路基加寬技術研究

隨著舊路基加寬技術研究逐漸被人們重視，大量舊路基加寬技術被用于各種等級公路改擴建施工過程中。根據(jù)對施工經(jīng)驗總結(jié)，對現(xiàn)有公路擴建技術總結(jié)如下：

1.1.1 單側(cè)拼接技術

在進行公路改擴建過程中，可以講中央分隔帶連接起來作為一條車道，然后再重新分配車道，將余下的一側(cè)路基上進行拼接工程形成另外一幅車道。

1.1.2 單側(cè)平面分離技術

將原有公路作為半幅路面，在另一側(cè)直接新建一條公路作為新加寬部分。在施工過程中根據(jù)原有舊路面的橫斷面來劃分新建公路的車道。使新舊公路各為一條車道，互相獨立，各自承擔各自行車方向的通行任務。

1.1.3 雙側(cè)拼接技術

雙側(cè)拼接技術就是直接在公路兩側(cè)分別按照設計要求同時加寬。將兩條車道同時加寬至設計寬度。這種加寬技術通常使用與4改6的公路加寬施工中。

1.2 現(xiàn)有加寬技術優(yōu)劣性分析

現(xiàn)有的舊路基加寬技術雖然在一定程度上滿足了現(xiàn)有公路改擴建的需要，但是由于我國地形千變?nèi)f化，實際施工條件復雜，單純靠路基加寬設計來指導施工會產(chǎn)生大量的施工問題。根據(jù)實際施工經(jīng)驗總結(jié)分析得到了各種路基擴建技術的優(yōu)劣性：

1）如果在采用單側(cè)面拼接技術進行施工時，會由于在單側(cè)拼接處所需要的所有車道，直接導致橫坡凈空大量損失，直接導致凈空不足的現(xiàn)象發(fā)生。且由于原有雙向橫坡的原因?qū)е略谑┕r需要采用相應的工藝消除雙向橫坡的現(xiàn)象。

2）采用單側(cè)平面分離技術進行路基改擴建技術施工時，需要在施工過程中調(diào)整新建路面的縱面劃分。如果出現(xiàn)施工工藝控制標準低等原因，會直接導致新舊路基高差過大，難以按照標準設置中央分隔帶。

3）雙側(cè)拼接技術改擴建路基可以有效地節(jié)省施工造價，并且對交通組織管理要求較低。但是由于存在凈空不夠，特別是在車道上有立交等結(jié)構物時，會直接導致凈空大量縮水，直接影響正常的使用。

2 舊路基加寬施工技術改進型研究

根據(jù)對現(xiàn)有公路路基加寬施工技術進行總結(jié)，可以得到針對路基加寬施工技術有相應改進的技術。通過對理論進行分析并結(jié)合實際施工經(jīng)驗，可以得到相應改進措施，并通過試驗進行驗證，證明其在施工過程中是否具有可行性與先進性。

2.1 舊路基加寬施工技術改進措施研究

通過對舊路基改擴建工程進行相應經(jīng)驗總結(jié)，并結(jié)合對公路改擴建技術理論分析與研究。對實際施工中遇到問題提出改進措施：

2.1.1 非陡坡單側(cè)加寬技術研究

針對一些邊坡坡度較為緩和、平緩的非陡坡舊路基，在施工過程中可以優(yōu)先采用非陡坡單側(cè)加寬的技術進行相應路基改建技術。采用這種技術主要可以使用挖方新舊路基相結(jié)合、挖方舊路基與填方新路基相結(jié)合、填方新路基與半挖半填舊路基相結(jié)合等方式進行施工。

2.1.2 加寬施工中軟基處置技術

對于新建公路路基由于前期沉降較大，會直接在使用過程中與原有路劑存在高差。高差的出現(xiàn)會直接導致新舊路基之間出現(xiàn)裂縫。所以在進行舊路基加寬施工之前應當對原地面存在軟土路基進行相應處置與加固。保證沉降值符合設計與實際使用要求，避免由于沉降而產(chǎn)生的大量縱向裂縫。

2.1.3 在新路堤填筑過程中采用氣泡混合輕質(zhì)土

由于氣泡混合輕質(zhì)土具有自重小、免壓實、易施工等優(yōu)點。在進行舊路基擴建工程中將氣泡混合輕質(zhì)土用于新路基的填筑可以有效地減少新路基在使用過程中的沉降。

2.2 改進后舊路基加寬技術驗證分析

通過對改進后舊路基改擴建技術進行驗證分析證明其在結(jié)構方面具有可行性，并通過有限元模型進行模擬得到其在工程力學上的優(yōu)勢。同時利用線性回歸軟件對各種技術進行成本分析，研究其實際先進性。通過軟件模擬可以發(fā)現(xiàn)新改進舊路基加寬施工技術具有以下幾個特點：

1）運用有限元分析軟件對采用了氣泡混合輕質(zhì)土填筑的新建路基進行分析模擬，采用公路二級荷載進行軸載疲勞性模擬分析，單元模型采用混合式材料，經(jīng)過疲勞性計算后可以發(fā)現(xiàn)長期沉降接近舊路基，遠遠小于采用其他材料填筑的路基。

2）采用非陡坡單側(cè)加寬技術研究：在進行舊路基加寬時采用非陡坡單側(cè)加寬技術進行施工。采用這種方法進行施工后，利用有限元軟件對新舊路基進行穩(wěn)定性分析，驗證其整體剛度。根據(jù)驗算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)采用非陡坡單側(cè)加寬技術進行改擴建的路基在穩(wěn)定性方面略低于整體填筑的舊路基約1%，但是剛度大于采用原有技術進行改擴建技術的新舊路基約2%。效果明顯好于原有技術進行施工的舊路基加寬工程。

3）通過利用線性回歸軟件對在施工中可能產(chǎn)生成本進行相應線性回歸分析，可以看到采用氣泡混合輕質(zhì)土與非陡坡單側(cè)加寬技術施工的舊路基加寬工程在造價方面要比原有技術的工程多1.3%，但是由于后期養(yǎng)護維修費用降低了3%，總投資仍然小于原有技術。

3 結(jié)論

通過對實際經(jīng)驗與理論分析相結(jié)合的方法提出了在進行舊路基擴建工程中可以提高工程質(zhì)量與節(jié)約投資的新技術。并用軟件模擬的方法驗證了可行性與先進性。

【參考文獻】

[1]長春至深圳高速公路平南至坑塘段（惠深高速公路惠州段）加寬改擴建工程可行性研究報告[R].中國公路工程咨詢集團有限公司，2008.

[2]惠深高速公路惠州段改擴建工程.惠深高速公路水泥混凝土路面拓寬及加鋪關鍵技術研究課題研究報告[R].長沙理工大學，2010.

[3]惠深高速公路惠州段加寬改擴建工程初步設計文件[Z].中國公路工程咨詢集團有限公司與廣東省冶金建筑設計研究院聯(lián)合體，2010.

[4]惠深高速公路惠州段加寬改擴建工程施工圖設計文件[Z].中國公路工程咨詢集團有限公司與廣東省冶金建筑設計研究院聯(lián)合體，2011.

[5]韓寶睿.高速公路改擴建工程方案研究的關鍵技術分析[D].東南大學，2005.

[6]張勇，鄭鳳曲，甘磊，張世平.高速公路改擴建工程路基拼接方案研究[J]..湖南交通科技，2011（3）.

[7]孫志斌.氣泡混合輕質(zhì)土在高速公路軟基處理中的應用探討[J].交通世界（建養(yǎng)機械），2011（2）.

[責任編輯：王偉平]