公路拓宽工程中差异沉降的控制措施探讨.docx

?

?

公路拓宽工程中差异沉降的控制措施探讨

?

?

陈瑞进

摘要：文章主要对公路拓宽工程中差异沉降的控制措施问题进行了探讨。首先概述了路面差异沉降引起的破坏现象，然后分析了路基差异沉降的原因，最后探讨了公路拓宽工程中差异沉降的控制措施。

关键词：公路拓宽工程；差异沉降；路面破坏；路基破坏

：TU434：A：1009-2374(2009)13-0159-02

一、路面差异沉降引起的破坏现象

(一)路面破坏

公路拓宽后，由于新老路基的固结沉降时间不同，也有可能由于施工压实度不同、新老路基土质不同等原因，致使新老路基发生不均匀工后沉降，这种不均匀沉降就会在路面结构中产生附加应力。一旦这种附加应力与车辆荷载产生的应力之和超过路面材料本身的容许强度，路面就会产生结构性破坏，引起路面的不均匀沉降、开裂，特别在新老路面连接处，产生的附加应力较大，极易产生路面纵向裂缝。另外，由于新路基附加应力作用，对于老路基不同位置产生附加沉降不同，从而引起老路横坡比的改变，影响路面服务性能，严重时使老路路拱变形，结构层开裂，板底脱空，并造成路面错台、坑洞、裂缝、断裂等病害，经过地表水或雨水通过裂缝不断下渗，在交通荷载反复作用下，会使路基翻浆，导致路面承载力下降，加速路面破损，致使路面平整度差，极大地缩短了维修周期。

(二)路基破坏

路堤整体性滑动破坏主要表现为拓宽路基沿新老路基结合面发生滑移，严重时甚至发生整体坍塌，主要原因是新老路基接触不紧密，导致路基整体性差，容易发生剪切变形破坏；还有软土地基上新建路堤工后沉降远大于老路堤，引起新老路堤变形不一致，这种病害在软弱地基、高填方路堤、山区陡坡地形等拓宽路段较容易发生。当拓宽路基沿结合面滑移量较小时，新老路基结合面会产生错台，导致新老路基结合部位的路面开裂，雨水由裂缝进入，结合面急剧降低，给路基稳定性留下更大的隐患；当滑移量较大甚至整体坍塌时，造成拓宽路面整体破坏，甚至使原有路基相继出现失稳，致使原有路面也发生结构损坏。路基底面沿横向产生盆形沉降曲线，在新路基部分将产生凹形的沉降盆，使横坡坡度变缓或形成反坡，造成路面形成积水区，影响排水。另外，对于桥涵台背回填衔接处易产生双向沉降差，这使得路面更为不平整，车辆高速通过桥堤过渡段时更为颠簸，产生的跳跃和冲击极易使桥面造成破碎，在路面平整度进一步降低时甚至会使车辆撞向桥两侧的栏杆，使得桥两侧栏杆被撞毁，并造成严重的交通事故。

二、路基差异沉降的原因分析

路基拓宽后的不均匀沉降，主要是由于拓宽工程的特点决定的，路基差异沉降的主要原因有：

(一)地基条件的差异

老路基下的地基因在改造时已基本或完全固结沉降到位，地基的物理力学性质有极大改变，特别是软土地基，强度明显提高，即使是还未完全固结稳定，地基土的性质也有较大的改善。在同等荷载的作用下，加上荷载相对位置的影响，相对于拓宽地基，将发生一定的沉降增量，所以新建部分地基工后沉降远大于老路基地基沉降，引起路基不协调变形。

(二)新老路堤修建历史、填料和压实度的差异

新建路堤在自身荷载作用下会发生压缩变形，老路基已经通车运行一段时间，其压缩变形已经完成，而新填筑路堤在施工结束后仍发生部分压缩变形。特别是拓宽路基填料较差，抗风化性能、抗淘蚀性能不足，施工过程中路基填料多半就近从挖方断面上直接获取，对材料粒径、级配及材料的物理力学品质等方面控制不严，填料中含有有机物根茎以及腐蚀性的耕植土的现象较为普遍。相关试验表明，路基压实度从100％下降到85％，其回弹模量(抗变形能力)下降34％，因此压实不够的新路基在工程荷载的作用下极易产生较大的变形。

(三)新老路基结合部位强度不足

新老路基结合部位由于施工工艺较复杂，施工难度大，往往产生人为的质量不合格的因素，如密实度达不到设计标准，开挖台阶没有达到设计要求，老路边坡没有处理完全等，由于各种施工原因造成了结合部的强度不足，新老路堤结合部位出现较大沉降。

(四)排水设施不完善

排水设施不完善，设施布置不合理，导致地表水下渗，形成滞水、积水和渗水，路基土受水浸泡而湿软，强度急剧下降。另外，若道路边沟养护不及时而淤塞，可导致路基上侧雨水漫过路面，从路面渗入路基，若路面已经开裂，雨水自裂缝进入路基，加剧裂缝扩张并导致强度下降。

三、公路拓宽工程中差异沉降的控制措施

由于公路拓宽时新路堤的建设会导致老路堤产生新的沉降变形，并且在新、老路堤之间产生差异沉降，导致路堤拉裂、路面破坏等病害。根据国内路基拼接工程实践经验，减少工后差异沉降的主要措施有以下几点：

(一)采用轻质路基填料

一般路堤填料主要是填土，容重一般为19kN／m，路堤轻质填料主要有粉煤灰、EPS、SLM等。

1粉煤灰轻质路堤：粉煤灰是电厂燃烧煤所排出的灰色粉末灰渣，其压实干重度为10.7～11.0kN／m，比土轻1／3～1／