改擴(kuò)建公路路基研究現(xiàn)狀綜述

岳海先 冉龍飛

摘? 要：我國改擴(kuò)建工程開始時(shí)間較晚且可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少，根據(jù)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景可知，改擴(kuò)建工程將成為21世紀(jì)我國亟待解決的重要課題之一。文章主要從新舊路堤結(jié)合部位技術(shù)、新舊路基差異沉降控制指標(biāo)和影響因素以及加寬工程變形特性分析方法三方面進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：改擴(kuò)建公路;拓寬路基;研究現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：U418.8? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）16-0078-02

Abstract： The reconstruction and expansion project in China started relatively late and there are few experiences to be used for reference. According to the prospect of China's economic development， the reconstruction and expansion project will become one of the important issues to be solved urgently in the 21st century. This paper is mainly discussed from three aspects： the technology of the combination of new and old embankment， the control index and influencing factors of differential settlement between new and old roadbed， and the analysis method of deformation characteristics of widening project.

Keywords： reconstruction and expansion of highway; widening of roadbed; research status

引言

目前，解決飽和公路行車擁堵的主要方法有三個(gè)：第一通過路網(wǎng)加密措施增加干線通行能力;第二在舊路附近新建道路;第三在舊路兩側(cè)或者單側(cè)拓寬車道。方案三對(duì)比其他兩種解決方法，能大限度地節(jié)省土地占用空間，提高舊路利用率同時(shí)還有以下優(yōu)點(diǎn)：投資少、不改變?cè)械墓芾眇B(yǎng)護(hù)模式并且是解決道路擁擠較為直接有效的處理措施。因此選擇舊路加寬模式是整個(gè)交通行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。舊路加寬模式雖然能有效增加公路通行能力，但由于新舊路基受力環(huán)境的不同，導(dǎo)致新舊路基極易出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形，影響路面平整度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)裂縫，當(dāng)雨水滲入時(shí)，路面和路基易發(fā)生整體性破壞，極大地降低了在路面上行駛的安全性。我國進(jìn)行道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)時(shí)間較短，對(duì)拓寬路基差異沉降變形規(guī)律以及針對(duì)性的控制措施沒有系統(tǒng)的研究，交通部新頒布的《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D302015）、《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H10-2009）中主要對(duì)拓寬路基搭接處的設(shè)計(jì)做出控制性的規(guī)定，而對(duì)控制新舊路堤間不協(xié)調(diào)變形的規(guī)定較少，同時(shí)由于海外發(fā)達(dá)國家科學(xué)地預(yù)估了未來交通量，致使大多數(shù)高速公路修建為6車道或8車道，因此國外高速公路的交通能力能滿足發(fā)展需求而不需要拓寬或者在中央帶預(yù)留了充足的寬度來增加行車寬度，所以國外發(fā)達(dá)國家針對(duì)舊路拓寬方面的經(jīng)驗(yàn)較少。由于國內(nèi)外針對(duì)改擴(kuò)建工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)不足，我國在建設(shè)初期往往會(huì)使工程投資過度造成浪費(fèi)或者研究和經(jīng)驗(yàn)不足造成施工不當(dāng)引起路基路面失穩(wěn)破壞。因此解決拓寬路堤不協(xié)調(diào)變形，防治裂縫產(chǎn)生，確保新舊路堤搭接部位質(zhì)量是拓寬工程中亟待解決的問題之一。我國改擴(kuò)建工程開始時(shí)間較晚且可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少，根據(jù)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景可知，改擴(kuò)建工程將成為21世紀(jì)我國亟待解決的重要課題之一。根據(jù)本文的需求主要從新舊路堤結(jié)合部位技術(shù)、新舊路基差異沉降控制指標(biāo)和影響因素以及加寬工程變形特性分析方法三方面進(jìn)行論述。

1 新舊路堤結(jié)合部位技術(shù)研究

新路基的搭接導(dǎo)致舊路基產(chǎn)生附加沉降，打破原有的平衡狀態(tài)，當(dāng)路面產(chǎn)生的附加應(yīng)力超過路面材料的抗拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)引起路面開裂、路基失穩(wěn)，影響路面使用性能，因此新舊路堤良好的結(jié)合能有效降低差異沉降的影響。本文主要從結(jié)合部位拼接設(shè)計(jì)、施工工藝以及路基填料選擇三方面進(jìn)行闡述。

美國AASHTO[4]規(guī)定中央帶設(shè)定寬度應(yīng)不小于18m～24m，美國道路的改擴(kuò)建一般在中央帶進(jìn)行，因此新老路堤間不協(xié)調(diào)變形影響較小，所以AASHTO中只對(duì)新舊路堤結(jié)合做出原則性規(guī)定，建議新舊路基路面結(jié)構(gòu)性能盡可能地保持一致?！豆仿坊O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015）為保證新舊路基有效緊密結(jié)合，在新路堤施工前對(duì)舊路堤坡面處理方面做出控制;而《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T L11-2014）針對(duì)新路堤填筑方式等方面做出相關(guān)規(guī)定。具體施工方法見圖1。

規(guī)范規(guī)定拓寬路基一般采用水平填筑法，在國外發(fā)達(dá)國家一般采用Gapmethod（間隙法）填筑拓寬路基，此方法能有效降低差異沉降造成的危害，具體施工方法見圖2。

HGB Allersma等人在PLAXIS軟件分析和離心機(jī)試驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上分別分析采用間隙法填筑拓寬路堤與采用水平分層填筑路堤的區(qū)別。同時(shí)Vos E、Couvreur JF與Van Meurs ANG等人也進(jìn)行了相同研究，研究結(jié)果表明在垂直方向上的變形兩種施工方式?jīng)]有明顯差異;在水平方向上的變形，間隙法填筑路堤的影響大。張學(xué)玲、張玲針對(duì)拓寬部位施工建議臺(tái)階開挖成向內(nèi)傾斜的橫坡且高度宜選在0.5～0.8m，新路基搭接時(shí)宜以每一節(jié)臺(tái)階為界限進(jìn)行分層施工和壓實(shí)。