高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论与工程实践现状.pdf

学兔兔 2015年5月第5期 城市道桥与防洪 道路交通 43 高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论与 工程实践现状 范黎明 (天津市市政工程设计研究院，天津市 300051) 摘 要：软土地区高速公路路基拓宽改建工程中，由于新旧路基地基土的固结特性、应力路径及承载力等方面的显著差异性， 加之新填路基对旧路基的附加荷载效应，新旧路基的沉降速率和累积沉降量会显著不同，往往造成新旧路基间较大的差异沉 降，严重时会导致路基纵向拉裂等病害。就高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论研究进展和地基处理的实践经验现状进 行归纳总结，分析既有研究成果中的不足之处，探讨进一步深化研究的方向和可能路径。 关键词：高速公路；拓宽；软土路基；差异沉降；理论分析；地基处理 中图分类号：U416．1 文献标志码：A 文章编号：1009—7716(2015)05—0043—05 不同的应力水平、固结程度和地基处理方法等因 0引言 素，计算加宽新路基地基处理前后的路基应力应变 随着交通流量的迅速增长，拓宽改建早期建成 关系以及由其引起的老路基附加沉降、新旧路基差 的高速公路已成为必然需求。在软土地区高速路 异沉降，分析新旧路基结合部在不同处治措施下的 基拓宽改建时，新旧路基的地基土在固结特性、应 应力应变特性以及对减小新旧路基差异沉降的影 力路径及承载力等方面具有显著差异性，加之新 响，并进行新旧路基的整体稳定性分析，预测通车 填路基对既有路基的附加荷载效应，新旧路基的 后交通荷载作用下新旧路基的工后沉降及差异沉 沉降速率和累积沉降量会显著不同，路基处理措 降 l。理论分析主要有以下三类方法。 施不当往往造成新旧路基间较大的差异沉降，严 (1)数值计算方法 重时会导致路基纵向拉裂、下沉过速、路基脱空、 目前，设计施工中计算固结沉降的方法以分层 拓宽路基失稳和新路面整体性下降等病害，从而 总和法为主，在新旧路基差异沉降计算中，许多人 影响高速公路的正常运营。 也应用分层总和法做了很多有益的探讨，但应用分 白20世纪90年代末以来，我国广佛、沪杭甬、 层总和法没有考虑新旧路基的相互影响，在新旧路 沈大、沪宁、津滨、唐津、京津塘等高速公路相继扩 基结合处的差异沉降计算值偏大，不能有效地反映 建加宽，因高速公路改扩建工程相关的理论分析 差异沉降的横断面形状。并且，分层总和法只能计 和施工经验相对不足，高速软土路基拓宽过程中 算出地基顶面的不均匀变形，却无法反映出路堤顶 的上述病害问题时有发生，尤其是在早期实施的 面的实际沉降横断面图，而后者才影响着路面结构 改扩建工程中广泛存在【1．2】。目前，就高速公路软土 的受力状态『5]。目前对应力和变形的计算主要采用 路基拓宽而言，设计与施工规范涉及较少【3l，如《公 有限元或有限差分法等数值计算方法。 路路基设计规范}(JTG D30—2004)对拓宽路基的 数值计算方法中，鉴于三维模型建模非常复杂 规定较为简略『41。本文拟就国内高速拓宽软土路基 且耗用的计算资源相当多，目前所采用的计算模型基 差异沉降理论分析研究进展及路基处理工程实践 本上为平面模型，只有极少数文献采用了三维模型圈。 现状予以