路基差異沉降的形成原因及對路面開裂的影響研究

摘要：近年來，隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國公路工程事業(yè)也獲得更大的發(fā)展空間，對公路工程施工質(zhì)量的要求也不斷提升。路基差異沉降的形成，是影響公路工程施工質(zhì)量的一個重要因素，因此，對于路基沉降差異的形成原因進行分析有著重要的意義。文章就主要針對路基差異沉降的形成原因以及對路面開裂產(chǎn)生的影響進行簡單探討。

關(guān)鍵詞：路基沉降差異；路面開裂；軟土地基

中圖分類號：TU434 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）21-0128-02

路基差異沉降的形成對公路路面的質(zhì)量有著重要的影響，其不僅會導(dǎo)致路面的開裂，對于行車安全也會產(chǎn)生影響。在實際的工程施工中，容易形成路基差異的部位，大多集中在橋頭臺背的位置，不同的路基差異沉降對于路面開裂所產(chǎn)生的影響也不同。

1路基差異沉降的形成

1.1軟土地基差異沉降

軟土地基是影響公路工程施工質(zhì)量的一個重要因素，大部分的道路工程所產(chǎn)生的問題都是由于軟土地基引起的。由于道路地基部位的附加應(yīng)力較大，而兩側(cè)邊坡的位置應(yīng)力則較小，所以由于軟土地基所引起的差異沉降大多集中在路基的中間部位，尤其是高路基且填方作用較大的情況下，路基差異沉降更加明顯。通常情況下，軟土路基施工過程中的固結(jié)沉降都無法在工期內(nèi)完成，所以路面施工完成后所產(chǎn)生的差異沉降，一般都表現(xiàn)為中間大、兩側(cè)小的形態(tài)。

1.2高填方路基差異沉降

如果地基的質(zhì)量相對較高，則差異沉降的位置會集中在高填方路基的部位。高填方路基產(chǎn)生的差異沉降，主要是由于受到以下因素的影響。

①道路工程附近的路基壓實度不夠，因此容易導(dǎo)致道路路肩的位置形成較大的沉降差異。在高路基的施工過程中，由于施工單位的重視程度不夠，可能忽略對路面邊坡地段的碾壓，這時就會導(dǎo)致邊坡部位的壓實度不夠，所以容易形成不規(guī)則的沉降。另外，在接近邊坡部位的路基地段所受到的側(cè)向壓力相對較小，因此在碾壓的過程中也會由于較小的約束力而導(dǎo)致路基的壓實度不夠。所以，通常都是由于缺乏對邊坡部位壓實度的重視，才會引起路基中心地段的承載力不夠，因而形成路基差異沉降的現(xiàn)象。

②在降水作用下，道路的邊坡部位受到雨水作用而發(fā)生沉降。高填方路基部位是最容易受到雨水沖刷作用的部位，而該部位的路基是否穩(wěn)定對于道路工程整體的穩(wěn)定性有著重要的影響。通常路堤部位所使用的填土都是非飽和土，這種土體的透水性相對較強，因此在這種情況下，路基的沉降應(yīng)當是相對穩(wěn)定的。如果受到雨水的沖刷作用就會使路堤的穩(wěn)定性日漸衰弱，雨水隨著裂縫的部位會逐漸滲漏到路基部位而引起路基的軟化和破壞。當高填土路堤部位受到雨水沖刷作用不斷增強的影響，就會導(dǎo)致其本身的安全系數(shù)降低，很容易發(fā)生大范圍的滑坡，或者是導(dǎo)致路基的豎向應(yīng)力加大，進而引起路基沉降的加劇。對于粘土路基來說，壓實土體的密度和含水量是影響其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，在雨季大量的降水條件下，會導(dǎo)致地下水位的上升，甚至也會增加地表水的含量，這時地基就會在長期的雨水侵泡作用下不斷軟化，加之受到車輛的持續(xù)荷載作用，對路基產(chǎn)生的附加力不斷增加，引起路基差異沉降。

1.3路基軟化與差異沉降的交替作用不均勻

當路基工程沒有出現(xiàn)差異沉降時，路基和路面之間就會緊密的貼合，這時外部的應(yīng)力影響和雨水沖刷作用對于路基所產(chǎn)生的影響都較小，不會形成沉降差異。但是，如果路基的部位出現(xiàn)差異沉降，就會在路基和路面之間形成不同程度的空隙，這種現(xiàn)象的存在，就會導(dǎo)致外部的雨水順著路面的裂縫逐漸延伸，并且滲入到路基中。當路基不斷受到雨水的滲透作用，就會對導(dǎo)致路基中的粘土、粉土等不同的土質(zhì)之間產(chǎn)生渙散作用而無法聚集，與此同時，路基中的含水量也會不斷增加，而含水量的增加會導(dǎo)致路基的承載能力下降，在路面車輛荷載作用的影響下，潮濕的路基就會導(dǎo)致差異沉降的日益嚴重，當這種差異沉降反映到路面上，就會形成不同程度的裂縫，甚至造成路面開裂。由此可以看出，路基差異沉降的形成，會導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的局部脫空，引起路面雨水的滲漏，導(dǎo)致路基的軟化。當路基軟化和差異沉降的交替作用不均勻，加之車輛荷載的反復(fù)作用，就會使路基差異沉降日漸嚴重。

2路基差異沉降引起路面開裂

2.1軟土地基沉降對路面開裂的影響

在公路工程施工中，地基工程的施工時間長、施工難度大，因此要在工期內(nèi)完成路基工程的壓縮沉降有著一定的難度，所以很多工程的固結(jié)沉降都是在路面工程完工后的一段時間內(nèi)才會停止。在通常情況下，路堤工程自身有著一定的自重，而自重所引起的附加力在分布形態(tài)上，大多是中間大、兩邊小，因此產(chǎn)生地基沉降的部位集中在路基的中間部位。在路基工程施工中，通常都需要對軟土地基進行必要的加固處理之后才進行施工，而且要保證在路基沉降程度較小的情況下施工，只有這樣才能保證路基施工的有效性，其產(chǎn)生的沉降也相對較小。從路基差異沉降的形成與分布形態(tài)來看，如果產(chǎn)生的沉降差異較大，則會在路面的下方出現(xiàn)不同程度的脫空，在行車的過程中就會導(dǎo)致車輛產(chǎn)生跳車。當路面底部出現(xiàn)脫空，就會導(dǎo)致雨水沉積，并且集中在路基地層的填土結(jié)構(gòu)中，在負荷作用下對路基產(chǎn)生不同程度的沖刷作用，這時就會導(dǎo)致路基不斷軟化，而且會隨著時間的推移逐漸惡化。但是由于混凝土結(jié)構(gòu)本身有著一定的剛性，因此混凝土路面結(jié)構(gòu)如果形成裂縫，便會快速的傳遞，進而導(dǎo)致路面開裂的日益嚴重。如果軟土路基的差異沉降角度較小，則差異沉降一般都集中在中間的部位，加之汽車荷載作用的不斷增強，路面面板之間就會形成錯臺、沉陷，最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的損壞。

2.2路基壓實度不足對路面開裂的影響

如果在公路工程施工的過程中路基的壓實度不夠，就容易使路基兩側(cè)的壓實度也無法達到施工要求，這時就會產(chǎn)生路基兩側(cè)邊坡的路基強度大于中心部位的現(xiàn)象，雨水對于路基的沖刷作用也更加明顯，在這種情況下，就可能造成路肩與車道之間出現(xiàn)較大的沉降差，引起錯臺和沉陷。在這種情況下，路面底層就會形成脫空的現(xiàn)象，雨水隨著裂縫的部位深入到地基中，同時加上行車對路面連續(xù)不斷的荷載作用，就會引起路面的斷裂。

3結(jié)語

綜上所述，路基差異沉降形成的主要原因，是由于軟土地基結(jié)構(gòu)的固結(jié)沉降，而這種沉降差異的形成大部分都集中在路基的中心部位，因此對于路面開裂產(chǎn)生的影響也相對較大。另外，由于受到降雨作用而引起的路基沉降差異在實際的施工過程中也是較為常見的，而這種沉降差異產(chǎn)生的部位，大多集中在路基的兩側(cè)靠近路肩的部位。在公路工程施工過程中，需要對路基沉降差異的形成原因進行客觀的分析，正確認識其對路面開裂產(chǎn)生的影響，才能通過有效的策略提升路基施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 蘇新國.山區(qū)公路改擴建工程道路縱向開裂防治技術(shù)[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，(5).

[2] 蔣鑫，邱延峻.半填半挖式路基差異沉降對瀝青路面結(jié)構(gòu)影響分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2006，(4).

[3] 傅珍，王選倉，陳星光，等.拓寬路基差異沉降特性和影響因素[J].交通運輸工程學(xué)報，2007，(1).

[4] 傅珍，王選倉，陳星光，等.新舊地基不同固結(jié)程度對拓寬路基差異沉降的影響[J].公路，2008，(5).

[5] 黃寫勤，高志偉，王選倉.高速公路拓寬路基差異沉降處治措施[J].筑路機械與施工機械化，2013，(8).

[6] 童申家，馬海燕.土工格柵在處治拓寬路基差異沉降中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2008，(4).