高速公路路基沉降及路面動力特征研究

丁禮勇

湖南省農林工業(yè)勘察設計研究總院 湖南 長沙 410000

高速公路建造工程十分的復雜，根據現(xiàn)場施工情況可以大抵分為以下幾個類型（針對高速公路路基）：高填方路基、半填半挖路基以及路塹路基三種情況，目前來看，我國高速公路建造的速度十分快，不僅在城市周遭進行建造，對于偏遠山區(qū)也有著一定的建造力度，所以針對此種情況，對于高度公路的路基更要有所保障，因為其地質地形的復雜構造各方面，都會對其產生一定的影響，進而造成路基沉降的現(xiàn)象發(fā)生，嚴重還會導致高速公路出現(xiàn)斷裂等情況發(fā)生，預防此種情況發(fā)生，道路動載荷原理以及車輛荷載路面動力模型建設，為不可避免的方式。

一、路基工程概括

對于高度公路的建設，因為考慮到造成影響等因素，基本上選擇都是較為偏遠的地帶，并且所在的地形地域比較復雜，基本上為山區(qū)等地帶進行，也正是因為這種因素，其中有著許多高填路基以及很多半填半挖路基，并且陡坡路基比較多。

路塹邊坡巖土遭受到雨水的沖刷之后，以及在地下以及地表水流的影響之后，會對于路基的穩(wěn)定性造成很大的威脅，那么高速公路所表現(xiàn)出的便是公路變形、斷裂等情況發(fā)生。

若是想要針對此情況進行防治，便需要對于路基進行精細化的觀察，仔細尋找挖掘出路基發(fā)生沉降情況的原因，并且提前制定相應的防治措施，從而避免此種情況的發(fā)生。

二、路基沉降和路面動力

（一）、路基沉陷情況基礎分析

對于高速公路來說，路基在其中的地位處于核心點，為整個高速公路的重載所在，放在承重方面來看，路基與路面本身共同構建的結構體，對于車輛有著承載的作用，路基若是設計存在誤差或者不當，便會對于高速公路（主要為長時間使用的后期）產生不可抗拒的危害，那么對于已經出現(xiàn)損害的高速公路，對其進行修理，將會投入更大的資金以及人力物力等成本，那么對于高速公路的路基要求，不僅僅需要對于路基強度有著高要求，對于其穩(wěn)固性還有一定的要求。

對于高速公路的設計建造可以分為兩種形式，一種為柔性瀝青結構，另一種為混凝土路面的形式，若是根據我國關于高速公路建造的要求來看，柔性瀝青高速公路使用壽命需要大于十五年，而水泥混凝土時間更長，需要不少于三十年的期限，但是根據真實情況，我國高速公路使用的年限遠遠達不到規(guī)定使用年限，甚至對于瀝青路面來說，在兩年到三年的時間內，就會出現(xiàn)不同程度的路面斷裂、沉陷等情況的發(fā)生。

根據相關的研究表明，高速公路的路面出現(xiàn)問題，大體為高速公路的路基出現(xiàn)流動性所導致，舉例子來說，對于高速公路的路基出現(xiàn)了一定程度的變形，特別是對于路基出現(xiàn)不同程度的沉陷情況，那么將會對于高速公路的路面結構面板脫空，以至于產生不可預估的應力，在此情況下，路面出現(xiàn)破損變形的速率將會加大，那么基于此種研究表明，對于路基沉降的預測便有著很大的必要性了。

（二）、路基沉降方式相關研究

路基沉降的預測方式可以簡單的分為以下三種，第一種叫做分層總和法，這種方式是一種比較規(guī)范的預測方式，因此應用也比較廣泛；第二種名字叫做數值計算法，本質上是在固結理論作為基礎，再與相應土的本構模型進行結合，但是有著一個共同的缺陷，便是計算所需要的數值數據都需要通過相應的實驗進行獲取，有著一定的成本步驟。而第三種方式，則是利用現(xiàn)場實際測量的資料數據進行沉降量的推算，因為現(xiàn)場勘查的數據有著很大的客觀真實性，因此對于最終的推算結果有著一定的肯定，那么根據這種方式的預測與推算表明，路堤在荷載處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)下（穩(wěn)定處于一種動態(tài)變化之中，而非靜止，只是運動幅度較小），沉降曲線便呈現(xiàn)出一種非線性的變化規(guī)律，因此無論是哪一種推算預測的方式，都需要考慮進去荷載大小以及周遭地理條件影響等一些因素在其中，進而實現(xiàn)一個綜合性的判斷與預測。

（三）、路基沉陷與路面動力車輛荷載因素

路基沉降出現(xiàn)的原因，除了建設本身有著一定的缺陷之外，還與車輛動載荷有著不可分割的關系，具體分析來看，動荷載因素的影響，造就了在靜力荷載模式下分析得到的結果數據，與現(xiàn)場實際出現(xiàn)的作用力大小數據有著明顯的不符合，期間的差異數據過大是很大的因素影響，那么路面結構的靜力學理論便不可以應用于動力學的特征表現(xiàn)。

荷載此種情況的發(fā)生原因很多，譬如高速公路的路面建造時因為路面的不平整、并且與著車輛本身也有著一定的牽連。譬如車輛的結構特點、能夠承受的重量范疇限制、車輛行駛的速度等等，這種不是移動的恒載，并且也非瞬間沖擊荷載，而是一種隨機性質的荷載，其建模和數據數值的相關計算是比較繁瑣復雜的，目前來看，我國對于動載作用下的路基呈現(xiàn)出的動態(tài)研究并不是很完善，那么出現(xiàn)的情況便是實際的情況與理論化的結果不匹配，在相關部門的工作人員在進行相應的設計對動載荷的把握方面，出現(xiàn)把控不精確性，故而將會造成投入成本的加大化或者是減少化（資源浪費或者資源不足的情況），那么就會對于高速公路造成損害，嚴重會發(fā)生高速公路路基下沉或者路面斷裂等情況的發(fā)生。

結束語：

綜上所述，高速公路應用十分重要，而路基是高速公路的核心所在，絕對不可忽視，對于路基需要從多方面去觀察維護，并且考慮路面動力以及車輛荷載等復雜因素的影響，方能對于高速公路的路基進行合理的保護與對高速公路有效的應用。