舊路基加寬施工技術研究

姚戰文+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展的主要難題。通過對現有路基加寬技術進行研究與分析并將研究結果與實際施工經驗相結合對舊路基加寬施工技術進行了幾點研究：（1）對現有舊路基加寬技術進行相應總結與歸納，通過研究分析各種加寬技術的優劣；（2）以理論研究成果為依托，總結施工中常見問題，根據多年施工經驗提出相應可以避免出現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，根據試驗結果判斷改進效果。

【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

國外由于公路路網建設成型早，發展速度快等原因，上個世紀已經開始進行了大規模路基加寬技術研究[1]，并根據長期施工總結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，歐美等國家已經在思想中形成了將先進技術優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展開的[6]，雖然發展速度較快，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了大量質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。根據對施工經驗總結，對現有公路擴建技術總結如下：

1.1.1 單側拼接技術

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，將余下的一側路基上進行拼接工程形成另外一幅車道。

1.1.2 單側平面分離技術

將原有公路作為半幅路面，在另一側直接新建一條公路作為新加寬部分。在施工過程中根據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 雙側拼接技術

雙側拼接技術就是直接在公路兩側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 現有加寬技術優劣性分析

現有的舊路基加寬技術雖然在一定程度上滿足了現有公路改擴建的需要，但是由于我國地形千變萬化，實際施工條件復雜，單純靠路基加寬設計來指導施工會產生大量的施工問題。根據實際施工經驗總結分析得到了各種路基擴建技術的優劣性：

1）如果在采用單側面拼接技術進行施工時，會由于在單側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象發生。且由于原有雙向橫坡的原因導致在施工時需要采用相應的工藝消除雙向橫坡的現象。

2）采用單側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整新建路面的縱面劃分。如果出現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）雙側拼接技術改擴建路基可以有效地節省施工造價，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

根據對現有公路路基加寬施工技術進行總結，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合實際施工經驗，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驗總結，并結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先采用非陡坡單側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合、挖方舊路基與填方新路基相結合、填方新路基與半挖半填舊路基相結合等方式進行施工。

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。高差的出現會直接導致新舊路基之間出現裂縫。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土

由于氣泡混合輕質土具有自重小、免壓實、易施工等優點。在進行舊路基擴建工程中將氣泡混合輕質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現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，經過疲勞性計算后可以發現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）采用非陡坡單側加寬技術研究：在進行舊路基加寬時采用非陡坡單側加寬技術進行施工。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定性分析，驗證其整體剛度。根據驗算結果可以發現采用非陡坡單側加寬技術進行改擴建的路基在穩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土與非陡坡單側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%，但是由于后期養護維修費用降低了3%，總投資仍然小于原有技術。

3 結論

通過對實際經驗與理論分析相結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量與節約投資的新技術。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.氣泡混合輕質土在高速公路軟基處理中的應用探討[J].交通世界（建養機械），2011（2）.

[責任編輯：王偉平]