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(yùn)輸行業(yè)負(fù)擔(dān)。一些公路由于運(yùn)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(guān)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(shù)發(fā)展的主要難題。通過對(duì)現(xiàn)有路基加寬技術(shù)進(jìn)行研究與分析并將研究結(jié)果與實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合對(duì)舊路基加寬施工技術(shù)進(jìn)行了幾點(diǎn)研究：（1）對(duì)現(xiàn)有舊路基加寬技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)總結(jié)與歸納，通過研究分析各種加寬技術(shù)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(yàn)提出相應(yīng)可以避免出現(xiàn)路基縱向裂縫的施工技術(shù)改進(jìn)方法；（3）將改進(jìn)后的方法運(yùn)用有限元分析軟件進(jìn)行疲勞性荷載試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷改進(jìn)效果。

【關(guān)鍵詞】舊路基加寬；施工技術(shù)；有限元分析；對(duì)比分析；疲勞性；縱向裂縫

0 概述

國外由于公路路網(wǎng)建設(shè)成型早，發(fā)展速度快等原因，上個(gè)世紀(jì)已經(jīng)開始進(jìn)行了大規(guī)模路基加寬技術(shù)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(shù)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(jìn)技術(shù)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(shù)應(yīng)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(guān)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(shù)方面仍然存在著一點(diǎn)差距[7]。路基加寬技術(shù)在施工層面的限制已經(jīng)對(duì)我國進(jìn)行路基改擴(kuò)建施工造成了一定影響。

1 舊路基加寬技術(shù)研究與分析

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

1.1 舊路基加寬技術(shù)研究

隨著舊路基加寬技術(shù)研究逐漸被人們重視，大量舊路基加寬技術(shù)被用于各種等級(jí)公路改擴(kuò)建施工過程中。根據(jù)對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)現(xiàn)有公路擴(kuò)建技術(shù)總結(jié)如下：

1.1.1 單側(cè)拼接技術(shù)

在進(jìn)行公路改擴(kuò)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(jìn)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(shù)

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(dú)立，各自承擔(dān)各自行車方向的通行任務(wù)。

1.1.3 雙側(cè)拼接技術(shù)

雙側(cè)拼接技術(shù)就是直接在公路兩側(cè)分別按照設(shè)計(jì)要求同時(shí)加寬。將兩條車道同時(shí)加寬至設(shè)計(jì)寬度。這種加寬技術(shù)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(shù)優(yōu)劣性分析

現(xiàn)有的舊路基加寬技術(shù)雖然在一定程度上滿足了現(xiàn)有公路改擴(kuò)建的需要，但是由于我國地形千變?nèi)f化，實(shí)際施工條件復(fù)雜，單純靠路基加寬設(shè)計(jì)來指導(dǎo)施工會(huì)產(chǎn)生大量的施工問題。根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析得到了各種路基擴(kuò)建技術(shù)的優(yōu)劣性：

1）如果在采用單側(cè)面拼接技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)由于在單側(cè)拼接處所需要的所有車道，直接導(dǎo)致橫坡凈空大量損失，直接導(dǎo)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(shí)需要采用相應(yīng)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(shù)進(jìn)行路基改擴(kuò)建技術(shù)施工時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)低等原因，會(huì)直接導(dǎo)致新舊路基高差過大，難以按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置中央分隔帶。

3）雙側(cè)拼接技術(shù)改擴(kuò)建路基可以有效地節(jié)省施工造價(jià)，并且對(duì)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(gòu)物時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)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(shù)改進(jìn)型研究

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有公路路基加寬施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，可以得到針對(duì)路基加寬施工技術(shù)有相應(yīng)改進(jìn)的技術(shù)。通過對(duì)理論進(jìn)行分析并結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，可以得到相應(yīng)改進(jìn)措施，并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，證明其在施工過程中是否具有可行性與先進(jìn)性。

2.1 舊路基加寬施工技術(shù)改進(jìn)措施研究

通過對(duì)舊路基改擴(kuò)建工程進(jìn)行相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并結(jié)合對(duì)公路改擴(kuò)建技術(shù)理論分析與研究。對(duì)實(shí)際施工中遇到問題提出改進(jìn)措施：

2.1.1 非陡坡單側(cè)加寬技術(shù)研究

針對(duì)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(shù)進(jìn)行相應(yīng)路基改建技術(shù)。采用這種技術(shù)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(jìn)行施工。

2.1.2 加寬施工中軟基處置技術(shù)

對(duì)于新建公路路基由于前期沉降較大，會(huì)直接在使用過程中與原有路劑存在高差。高差的出現(xiàn)會(huì)直接導(dǎo)致新舊路基之間出現(xiàn)裂縫。所以在進(jìn)行舊路基加寬施工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)原地面存在軟土路基進(jìn)行相應(yīng)處置與加固。保證沉降值符合設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)、易施工等優(yōu)點(diǎn)。在進(jìn)行舊路基擴(kuò)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(jìn)后舊路基加寬技術(shù)驗(yàn)證分析

通過對(duì)改進(jìn)后舊路基改擴(kuò)建技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證分析證明其在結(jié)構(gòu)方面具有可行性，并通過有限元模型進(jìn)行模擬得到其在工程力學(xué)上的優(yōu)勢。同時(shí)利用線性回歸軟件對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行成本分析，研究其實(shí)際先進(jìn)性。通過軟件模擬可以發(fā)現(xiàn)新改進(jìn)舊路基加寬施工技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1）運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)采用了氣泡混合輕質(zhì)土填筑的新建路基進(jìn)行分析模擬，采用公路二級(jí)荷載進(jìn)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(jì)算后可以發(fā)現(xiàn)長期沉降接近舊路基，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shù)研究：在進(jìn)行舊路基加寬時(shí)采用非陡坡單側(cè)加寬技術(shù)進(jìn)行施工。采用這種方法進(jìn)行施工后，利用有限元軟件對(duì)新舊路基進(jìn)行穩(wěn)定性分析，驗(yàn)證其整體剛度。根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)采用非陡坡單側(cè)加寬技術(shù)進(jìn)行改擴(kuò)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(shù)進(jìn)行改擴(kuò)建技術(shù)的新舊路基約2%。效果明顯好于原有技術(shù)進(jìn)行施工的舊路基加寬工程。

3）通過利用線性回歸軟件對(duì)在施工中可能產(chǎn)生成本進(jìn)行相應(yīng)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(shù)施工的舊路基加寬工程在造價(jià)方面要比原有技術(shù)的工程多1.3%，但是由于后期養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用降低了3%，總投資仍然小于原有技術(shù)。

3 結(jié)論

通過對(duì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法提出了在進(jìn)行舊路基擴(kuò)建工程中可以提高工程質(zhì)量與節(jié)約投資的新技術(shù)。并用軟件模擬的方法驗(yàn)證了可行性與先進(jìn)性。

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[責(zé)任編輯：王偉平]