高速公路路基沉降及路面动力特征研究

2019-02-19丁礼勇

城市建设理论研究（电子版） 2019年1期

丁礼勇

湖南省农林工业勘察设计研究总院湖南长沙 410000

高速公路建造工程十分的复杂，根据现场施工情况可以大抵分为以下几个类型（针对高速公路路基）：高填方路基、半填半挖路基以及路堑路基三种情况，目前来看，我国高速公路建造的速度十分快，不仅在城市周遭进行建造，对于偏远山区也有着一定的建造力度，所以针对此种情况，对于高度公路的路基更要有所保障，因为其地质地形的复杂构造各方面，都会对其产生一定的影响，进而造成路基沉降的现象发生，严重还会导致高速公路出现断裂等情况发生，预防此种情况发生，道路动载荷原理以及车辆荷载路面动力模型建设，为不可避免的方式。

一、路基工程概括

对于高度公路的建设，因为考虑到造成影响等因素，基本上选择都是较为偏远的地带，并且所在的地形地域比较复杂，基本上为山区等地带进行，也正是因为这种因素，其中有着许多高填路基以及很多半填半挖路基，并且陡坡路基比较多。

路堑边坡岩土遭受到雨水的冲刷之后，以及在地下以及地表水流的影响之后，会对于路基的稳定性造成很大的威胁，那么高速公路所表现出的便是公路变形、断裂等情况发生。

若是想要针对此情况进行防治，便需要对于路基进行精细化的观察，仔细寻找挖掘出路基发生沉降情况的原因，并且提前制定相应的防治措施，从而避免此种情况的发生。

二、路基沉降和路面动力

（一）、路基沉陷情况基础分析

对于高速公路来说，路基在其中的地位处于核心点，为整个高速公路的重载所在，放在承重方面来看，路基与路面本身共同构建的结构体，对于车辆有着承载的作用，路基若是设计存在误差或者不当，便会对于高速公路（主要为长时间使用的后期）产生不可抗拒的危害，那么对于已经出现损害的高速公路，对其进行修理，将会投入更大的资金以及人力物力等成本，那么对于高速公路的路基要求，不仅仅需要对于路基强度有着高要求，对于其稳固性还有一定的要求。

对于高速公路的设计建造可以分为两种形式，一种为柔性沥青结构，另一种为混凝土路面的形式，若是根据我国关于高速公路建造的要求来看，柔性沥青高速公路使用寿命需要大于十五年，而水泥混凝土时间更长，需要不少于三十年的期限，但是根据真实情况，我国高速公路使用的年限远远达不到规定使用年限，甚至对于沥青路面来说，在两年到三年的时间内，就会出现不同程度的路面断裂、沉陷等情况的发生。

根据相关的研究表明，高速公路的路面出现问题，大体为高速公路的路基出现流动性所导致，举例子来说，对于高速公路的路基出现了一定程度的变形，特别是对于路基出现不同程度的沉陷情况，那么将会对于高速公路的路面结构面板脱空，以至于产生不可预估的应力，在此情况下，路面出现破损变形的速率将会加大，那么基于此种研究表明，对于路基沉降的预测便有着很大的必要性了。

（二）、路基沉降方式相关研究

路基沉降的预测方式可以简单的分为以下三种，第一种叫做分层总和法，这种方式是一种比较规范的预测方式，因此应用也比较广泛；第二种名字叫做数值计算法，本质上是在固结理论作为基础，再与相应土的本构模型进行结合，但是有着一个共同的缺陷，便是计算所需要的数值数据都需要通过相应的实验进行获取，有着一定的成本步骤。而第三种方式，则是利用现场实际测量的资料数据进行沉降量的推算，因为现场勘查的数据有着很大的客观真实性，因此对于最终的推算结果有着一定的肯定，那么根据这种方式的预测与推算表明，路堤在荷载处于一个比较稳定的状态下（稳定处于一种动态变化之中，而非静止，只是运动幅度较小），沉降曲线便呈现出一种非线性的变化规律，因此无论是哪一种推算预测的方式，都需要考虑进去荷载大小以及周遭地理条件影响等一些因素在其中，进而实现一个综合性的判断与预测。

（三）、路基沉陷与路面动力车辆荷载因素

路基沉降出现的原因，除了建设本身有着一定的缺陷之外，还与车辆动载荷有着不可分割的关系，具体分析来看，动荷载因素的影响，造就了在静力荷载模式下分析得到的结果数据，与现场实际出现的作用力大小数据有着明显的不符合，期间的差异数据过大是很大的因素影响，那么路面结构的静力学理论便不可以应用于动力学的特征表现。

荷载此种情况的发生原因很多，譬如高速公路的路面建造时因为路面的不平整、并且与着车辆本身也有着一定的牵连。譬如车辆的结构特点、能够承受的重量范畴限制、车辆行驶的速度等等，这种不是移动的恒载，并且也非瞬间冲击荷载，而是一种随机性质的荷载，其建模和数据数值的相关计算是比较繁琐复杂的，目前来看，我国对于动载作用下的路基呈现出的动态研究并不是很完善，那么出现的情况便是实际的情况与理论化的结果不匹配，在相关部门的工作人员在进行相应的设计对动载荷的把握方面，出现把控不精确性，故而将会造成投入成本的加大化或者是减少化（资源浪费或者资源不足的情况），那么就会对于高速公路造成损害，严重会发生高速公路路基下沉或者路面断裂等情况的发生。