旧路基加宽施工技术研究

姚战文+王耀葆

【摘 要】由于近些年来我国汽车保有量逐渐增加，大量增长的交通量逐渐成为了我国交通运输行业负担。一些公路由于运输量激增，急需加宽以保证正常使用。但在旧路基加宽施工过程中，关于新建路基与原有路基之间的衔接问题、施工期间交通管理等方面成为制约路基加宽技术发展的主要难题。通过对现有路基加宽技术进行研究与分析并将研究结果与实际施工经验相结合对旧路基加宽施工技术进行了几点研究：（1）对现有旧路基加宽技术进行相应总结与归纳，通过研究分析各种加宽技术的优劣；（2）以理论研究成果为依托，总结施工中常见问题，根据多年施工经验提出相应可以避免出现路基纵向裂缝的施工技术改进方法；（3）将改进后的方法运用有限元分析软件进行疲劳性荷载试验，根据试验结果判断改进效果。

【关键词】旧路基加宽；施工技术；有限元分析；对比分析；疲劳性；纵向裂缝

0 概述

国外由于公路路网建设成型早，发展速度快等原因，上个世纪已经开始进行了大规模路基加宽技术研究[1]，并根据长期施工总结提出可大量的旧路基加宽技术研究理论[2]。在路基加宽施工方面，欧美等国家已经在思想中形成了将先进技术优先使用在路基加宽方面的概念[3]。并通过新材料与新技术应用，解决了大量的公路加宽工程[4]，并取得较大成功[5]。我国关于公路加宽的研究是由近些年来才发展开的[6]，虽然发展速度较快，但是在施工技术方面仍然存在着一点差距[7]。路基加宽技术在施工层面的限制已经对我国进行路基改扩建施工造成了一定影响。

1 旧路基加宽技术研究与分析

多年来随着公路改扩建工程逐渐增多，路基加宽技术特别是旧路基加宽技术被广泛应用与现有公路改道加宽施工中去。但是随着各种技术的应用，在路基加宽过程中也出现了大量质量问题与技术问题难以解决。

1.1 旧路基加宽技术研究

随着旧路基加宽技术研究逐渐被人们重视，大量旧路基加宽技术被用于各种等级公路改扩建施工过程中。根据对施工经验总结，对现有公路扩建技术总结如下：

1.1.1 单侧拼接技术

在进行公路改扩建过程中，可以讲中央分隔带连接起来作为一条车道，然后再重新分配车道，将余下的一侧路基上进行拼接工程形成另外一幅车道。

1.1.2 单侧平面分离技术

将原有公路作为半幅路面，在另一侧直接新建一条公路作为新加宽部分。在施工过程中根据原有旧路面的横断面来划分新建公路的车道。使新旧公路各为一条车道，互相独立，各自承担各自行车方向的通行任务。

1.1.3 双侧拼接技术

双侧拼接技术就是直接在公路两侧分别按照设计要求同时加宽。将两条车道同时加宽至设计宽度。这种加宽技术通常使用与4改6的公路加宽施工中。

1.2 现有加宽技术优劣性分析

现有的旧路基加宽技术虽然在一定程度上满足了现有公路改扩建的需要，但是由于我国地形千变万化，实际施工条件复杂，单纯靠路基加宽设计来指导施工会产生大量的施工问题。根据实际施工经验总结分析得到了各种路基扩建技术的优劣性：

1）如果在采用单侧面拼接技术进行施工时，会由于在单侧拼接处所需要的所有车道，直接导致横坡净空大量损失，直接导致净空不足的现象发生。且由于原有双向横坡的原因导致在施工时需要采用相应的工艺消除双向横坡的现象。

2）采用单侧平面分离技术进行路基改扩建技术施工时，需要在施工过程中调整新建路面的纵面划分。如果出现施工工艺控制标准低等原因，会直接导致新旧路基高差过大，难以按照标准设置中央分隔带。

3）双侧拼接技术改扩建路基可以有效地节省施工造价，并且对交通组织管理要求较低。但是由于存在净空不够，特别是在车道上有立交等结构物时，会直接导致净空大量缩水，直接影响正常的使用。

2 旧路基加宽施工技术改进型研究

根据对现有公路路基加宽施工技术进行总结，可以得到针对路基加宽施工技术有相应改进的技术。通过对理论进行分析并结合实际施工经验，可以得到相应改进措施，并通过试验进行验证，证明其在施工过程中是否具有可行性与先进性。

2.1 旧路基加宽施工技术改进措施研究

通过对旧路基改扩建工程进行相应经验总结，并结合对公路改扩建技术理论分析与研究。对实际施工中遇到问题提出改进措施：

2.1.1 非陡坡单侧加宽技术研究

针对一些边坡坡度较为缓和、平缓的非陡坡旧路基，在施工过程中可以优先采用非陡坡单侧加宽的技术进行相应路基改建技术。采用这种技术主要可以使用挖方新旧路基相结合、挖方旧路基与填方新路基相结合、填方新路基与半挖半填旧路基相结合等方式进行施工。

2.1.2 加宽施工中软基处置技术

对于新建公路路基由于前期沉降较大，会直接在使用过程中与原有路剂存在高差。高差的出现会直接导致新旧路基之间出现裂缝。所以在进行旧路基加宽施工之前应当对原地面存在软土路基进行相应处置与加固。保证沉降值符合设计与实际使用要求，避免由于沉降而产生的大量纵向裂缝。

2.1.3 在新路堤填筑过程中采用气泡混合轻质土

由于气泡混合轻质土具有自重小、免压实、易施工等优点。在进行旧路基扩建工程中将气泡混合轻质土用于新路基的填筑可以有效地减少新路基在使用过程中的沉降。

2.2 改进后旧路基加宽技术验证分析

通过对改进后旧路基改扩建技术进行验证分析证明其在结构方面具有可行性，并通过有限元模型进行模拟得到其在工程力学上的优势。同时利用线性回归软件对各种技术进行成本分析，研究其实际先进性。通过软件模拟可以发现新改进旧路基加宽施工技术具有以下几个特点：

1）运用有限元分析软件对采用了气泡混合轻质土填筑的新建路基进行分析模拟，采用公路二级荷载进行轴载疲劳性模拟分析，单元模型采用混合式材料，经过疲劳性计算后可以发现长期沉降接近旧路基，远远小于采用其他材料填筑的路基。

2）采用非陡坡单侧加宽技术研究：在进行旧路基加宽时采用非陡坡单侧加宽技术进行施工。采用这种方法进行施工后，利用有限元软件对新旧路基进行稳定性分析，验证其整体刚度。根据验算结果可以发现采用非陡坡单侧加宽技术进行改扩建的路基在稳定性方面略低于整体填筑的旧路基约1%，但是刚度大于采用原有技术进行改扩建技术的新旧路基约2%。效果明显好于原有技术进行施工的旧路基加宽工程。

3）通过利用线性回归软件对在施工中可能产生成本进行相应线性回归分析，可以看到采用气泡混合轻质土与非陡坡单侧加宽技术施工的旧路基加宽工程在造价方面要比原有技术的工程多1.3%，但是由于后期养护维修费用降低了3%，总投资仍然小于原有技术。

3 结论

通过对实际经验与理论分析相结合的方法提出了在进行旧路基扩建工程中可以提高工程质量与节约投资的新技术。并用软件模拟的方法验证了可行性与先进性。

【参考文献】

[1]长春至深圳高速公路平南至坑塘段（惠深高速公路惠州段）加宽改扩建工程可行性研究报告[R].中国公路工程咨询集团有限公司，2008.

[2]惠深高速公路惠州段改扩建工程.惠深高速公路水泥混凝土路面拓宽及加铺关键技术研究课题研究报告[R].长沙理工大学，2010.

[3]惠深高速公路惠州段加宽改扩建工程初步设计文件[Z].中国公路工程咨询集团有限公司与广东省冶金建筑设计研究院联合体，2010.

[4]惠深高速公路惠州段加宽改扩建工程施工图设计文件[Z].中国公路工程咨询集团有限公司与广东省冶金建筑设计研究院联合体，2011.

[5]韩宝睿.高速公路改扩建工程方案研究的关键技术分析[D].东南大学，2005.

[6]张勇，郑凤曲，甘磊，张世平.高速公路改扩建工程路基拼接方案研究[J]..湖南交通科技，2011（3）.

[7]孙志斌.气泡混合轻质土在高速公路软基处理中的应用探讨[J].交通世界（建养机械），2011（2）.

[责任编辑：王伟平]