高速公路的新路基同老路基间的衔接处理

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摘 要：文章对高速公路加宽建设中路基的加宽部位对于原有基础在竖向变形作用进行了分析，通过塑性有限元方式定性分析其作用原因，在此基础上对新路基同老路基衔接处理进行了论述，同时提出了对纵向裂缝的处理措施。

关键词：路基；高速公路；纵向裂缝；处理

中图分类号：U418 文献标识码：B

1 概述

我国基础工程的发展，高速公路作为交通的重要承载主体，双向四车道的公路配置已经无法适应交通的需要，因此很多高速公路都需要进行全线的扩建，十二五的规划中针对高速公路的扩建有着明确的要求，各地为了响应中央的号召，扩建工程如火如荼的开展着。

在对高速公路进行扩建时，会遇到各种形态的基础，其中软土地基是对高速公路扩建影响较大的地基。因此对于软土地基基础上的高速公路新路基以及老路基之间的相互作用分析是十分具有意义的，其能够为路基的衔接提供方法选择以及裂缝控制的借鉴以及参考。文章主要通过弹塑性有限元的方式对高速公路扩建中老路在填筑影响下的变形规律进行了分析，并对新路同老路之间的拼接工艺选择以及裂缝控制提出了一些合理措施。

2 对模型的计算、对参数的确定

按照国家的公路标准，将原有的双向四车道公路予以拓宽，在原有车道的基础上进行加宽，在两侧各拓宽八米，将原有四车道公路改为双向八车道。路堤高度一般修建为六米高，且保证加宽路堤同原有路堤的一致性。例如，高速公路的横截面是一个对称的梯形，因此我们仅需要截取其一半断面来分析便可。将计算深度设为25米，将宽度设为80米。首先对地基之间相互作用的情况通过弹塑性模型进行分析，用以对真实受力情况进行分析。继而对边界条件进行定义：主要对地基断面的右半部进行分析，对于对称轴在竖向不添加约束，仅对横向进行约束，并且不考虑排水问题。而对于下边界的水平向以及竖直向都需要施加约束，并且考虑排水。对于最右侧边界同对称轴一样，在竖直向没有约束，对其水平向施加约束，不考虑排水问题。上边界不考虑约束问题，但是应当设计排水。为了使得描述更加清晰，我们将路基中心点设为P1，将原有道路的路肩的边缘点设为P2，将原有道路的坡脚边缘点设为P3，将新路的路肩边缘点设为P4，将新路的坡脚的边缘点设为P5。

3 分析结果

水平填筑是填筑边坡使用频率最高的方式，在对原有道路进行拓宽建设时，除了采用水平填筑之外，间隙法也是常用的基本方式之一，首先对部分外侧进行填筑，在新路同老路之间留有空隙，待软基经过处理后具备了相当的估固结程度后再将空隙填筑上，这样在连接效果上会得到显著的提高，并增强了软基强度。

3.1 加载的主要历程

新的路基边坡在完成开挖之后需要对其进行填筑，在设计上路堤的高度一般为五米。采取水平填筑的方式进行处理时，进度保持在0.5米/月，当高度达到四米时进行预压处理，预压之间控制为180天。预压后进行剩下的填筑工作，施工速率将之0.3米/月，填筑完成后的服务期限设定为15天。而间隙填筑法则需要对外侧路堤进行首先填筑，保证施工速度为1米/月，经过九十天的预压处理，在进行拓宽路基的填筑，保证施工速度为1米/月，再经过九十天预压处理，进行路面的施工，路面的填筑速率应当保证0.3米/月，服务期限限定为15天。

3.2 分析竖向位移的结果

（1）加宽路基会对地面产生作用力而造成附加沉降，由此通过测量分析可以得出，该附加沉降作用对路基中心部位的影响最小，而对于老路的路基坡脚部位的影响最大，即在新路路基同老路路基的交接部位影响较大，这就会发生沉降量的不均匀现象。老路的路基坡度比在软基层同深厚地基中会出现浮动，而这一浮动完全超出了高速公路附加沉降值的规定范围。因而会导致原路基以及路面的裂缝，因此对于衔接部位一定要进行妥善处理，通过合理的设计、施工避免不均匀沉降现象发生。

（2）路堤的加宽会令老路路基靠近中间的部位发生地表反弹现象。

4 新老路基衔接处理与纵向裂缝控制

4.1 新老路基的衔接处理

老路基经过几年的运营使用和长期荷载作用，路基的沉降基本上趋于稳定， 而对新路基加宽部分也必然经历沉降过程， 必然会对老路基产生附加应力作用， 使得老路基的沉降继续增加， 必将使得路面产生裂缝， 降低公路的使用性能。为解决这一问题，采取以下措施：

（1）严格按照施工规范进行，对于新老路基的衔接部位开挖出台阶，第一阶高度为路面结构层厚度，每台高为20厘米，每个台阶的宽度为1.0米，最终使得新老路基的接触面积变大，增强新老路基的结合性。在软土层较厚的地方采用逐步开挖的方式，并做好加固处理，与此同时做好土层的排水。

（2）新老路基结合处的土层一般经过碾压至密实程度，而对于结合处一般容易留有死角，我们必须采用重型压路机进行压实，并用强夯机对死角处进行反复夯实。

4.2 纵向裂缝控制

（1）首先对于新近铺装完成的路面， 沿纵向在指定位置设置沉降观测点，当路面底层的沉降速率降低到3mm /月时，我们认为沉降停止方可进行面层的铺装。

（2）对于已经出现裂缝的基层顶面，如果纵向裂缝的间距小于5mm，我们采用灌浆法将其填充密实，同时在路面表层浇注水泥浆，避免水分侵入到路基而降低路基的承载力。

（3）对原有路面的面层进行清除，厚度约为0.6m，待拓宽部分的路基建设完成后对面层进行整体的铺设，保证路面能够结合的更为紧密。

（4）玻纤夹层的添加是铺装工序的最后一个环节，其目的是为了增加沥青混凝土强度，使得路面具有更强的形变抗性，有效降低路面的开裂率，同时延长其使用寿命。

结语

文章通过对路基的拓宽施工中，新老路基之间相互作用的情况进行了分析，并着重论述了其在竖向上的附加沉降，通过系统的分析在新路基同老路基之间的衔接施工上提出了合理措施，并简要叙述了裂缝控制的相应措施，旨在为高速公路的拓宽建设贡献一份力，保证拓宽路基能够同原有路基有效连接，保证交通的畅通以及安全。

参考文献

[1]何礼彪，金亮星.湖区公路拓宽工程处治技术应用分析及监测[J].铁道科学与工程学报，2009（05）.

[2]蔡振山.关于沈海高速公路拓宽工程的数值模拟研究[J].福建建筑，2012（06）.