公路改扩建拓宽路基不均匀沉降因素分析

公路改扩建拓宽路基不均匀沉降因素分析

孙世彬

德州市公路事业发展中心平原分中心 山东 德州 253101

摘要：随着交通基础设施的持续发展，目前的道路系统已无法应对不断增加的交通需求，因此对现有道路的改造和扩建变得迫在眉睫。改扩建工程面临的主要挑战是确保新旧路基的整体稳定性，尤其是对于软土路基，这种路基因其高含水量、大天然空隙比以及高灵敏度等特性，在新旧路基的压实度和固结沉降期间可能会有显著差异，施工后新旧路基处容产生纵向裂缝病害。基于此，本文将重点分析公路改扩建拓宽路基不均匀沉降因素，并提出相应优化措施。

关键词：公路改扩建；路基拓宽；沉降因素；技术要点

引言

随着我国经济的发展，对于我国高速公路交通量需求不断增加，为满足我国发展需求及提高高速公路通行质量，工程中常对原有道路进行拓宽以增加高速公路车道数量。但由于新老路基在施工时间上存在较大差异，同时旧路基在运营期间受到车辆荷载长期作用，旧路基的地基土已经固结变形，沉降值小于新路基，从而导致在新老路基之间产生不均匀沉降，道路路面出现裂缝，影响道路承载力和通行安全。因此，研究高速公路的改扩建工程中不同施工参数对新老路基差异沉降的影响，并对施工参数进行优化设计，对现场施工具有一定指导意义。

1公路路基拓宽差异沉降影响因素分析

1.1温度管控

借助插入式数显温度计能够对沥青混合料的温度进行精准测量，其表面温度则可通过接触式温度计进行测量。沥青混合料对施工温度有着较高要求，但由于经常受到各类因素的影响，路基路面的温度控制效果难以满足预期要求。这不仅严重影响了后续技术的顺利实施，还限制了路基路面的加固效果。

1.2地质条件的影响

首先，地质构造的复杂性会导致地层的厚度、性质和分布存在差异，直接影响路基的稳定性。例如，软土、淤泥等不良地质条件使路基承载力降低，易于发生沉降。其次，地下水位的变化也会影响路基的稳定性。地下水位过高时，会引发地基浮起和下沉，导致路基不均匀沉降。此外，地震、滑坡等地质灾害也会对路基稳定性产生影响，引发不均匀沉降。

1.3新旧路基固结程度的影响

路基固结程度不同，新旧路基之间对于同样荷载作用下表现出的沉降情况也不相同。老旧路基因为长时间收到荷载和自然固结方面的应力，自身具有相对较高的稳定性和低沉降率。而新路基因为固结时间短结构不稳定，会引发较大沉降问题。特别是新旧路基的衔接地段，因为固结程度存在差异也引起不同程度的沉降问题，同时容易出现裂缝和坑槽等问题，严重影响公路使用周期。

1.4材料配比

材料配比主要指的是由多种材料混合形成的比例，其存在形式包括液固、液体、固体等。材料配比会对路面结构整体性能构成直接影响，如果设计不达标，就会构成严重的损害，进而威胁路面结构的安全性。例如，在配制喷射材料时，如果水泥配合比并不符合设计要求，即用水量、沙、石比例错误，就很容易造成隐患问题。

2公路改扩建拓宽路基不均匀沉降处理方法分析

2.1充分勘查地质条件

进行公路路基扩宽施工之前，首先需要提前做好施工现场水文地质情况的勘察和探究，以实际地质情况和土质问题，选择所需要的施工材料，优化路基结构，提升路基承载力和稳定性。其次，需要全面考量施工位置的水文环境和地下管道布置情况，优化排水管道，避免因为管道堵塞或者发生渗漏问题，导致路基出现沉降。严格管理施工过程，选择合适的施工急速和方法，细化各个施工环节，合理加固路基土质，包括改良土壤和加固土层，有源头上提升路基自身承载能力。控制好路基之后，进行路面铺设，保证表面平整度和使用强度。最后，运用现代化管理技术对路基进行全方位监测，及时发现并处理沉降问题。同时做好持续性维护工作。在桥台以及路堤之间的渐变段应不小于50m，缓和段沉降的差应控制在5cm之内。

2.2合理设计公路结构

第一，调整结构设计。通过对原有设计进行仔细审查和分析，发现并纠正可能导致不均匀沉降的结构缺陷，包括调整路基的横断面、加强支撑结构、优化材料选用等方面的改进。通过精确的结构设计调整，在一定程度上降低路基沉降的不均匀性，提高整体工程的稳定性和耐久性。

第二，采用预应力技术。预应力技术通过在混凝土中引入预先施加的应力，改变结构的内部力分布，从而有效抵消由于沉降引起的不均匀变形，提高结构的整体刚度，减缓或抑制路基的沉降过程。因此，合理应用预应力技术可以在一定程度上解决路基不均匀沉降问题，提高工程可靠性。

第三，采用高性能混凝土。高性能混凝土具有较高的强度、耐久性和抗变形能力，能够有效抵御路基沉降带来的不均匀应力。通过使用高性能混凝土，降低路基的变形程度，延缓沉降速度，从而提高整体工程的抗沉降能力，适用于对路基沉降敏感的工程项目，如高速公路和大型桥梁。

第四，采用钢结构。钢结构具有优异的抗变形和承载能力，能够在一定程度上弥补由于路基沉降引起的结构变形。通过在关键部位引入钢结构元素，提高整体结构的刚度和稳定性，减缓沉降带来的不均匀影响，适用于需要承受大荷载和变形要求严格的工程，确保工程在长期使用中保持稳定性。

2.3路基处理

首先，扩宽路基是减轻路基沉降风险的关键措施。通过适当扩大路基的宽度，可以分散路基承受的载荷，从而有效减小单位面积土壤所承受的压力。据相关研究表明，路基宽度每扩大1m，路基沉降量约可减少15%。此外，扩宽路基还可以增加路基的承载力，使之能够更好地抵抗各种荷载作用，从而减缓沉降速度，延长道路的使用寿命。

其次，对软弱路基进行加固也必不可少。根据不同路段的路基土情况，选择橡胶沥青混凝土、玻璃钢格栅、地下连续墙等材料和技术，对路基进行加固，可以显著提升其抗压强度和抗变形能力。相关数据表明，采用橡胶沥青混凝土加固后的路基，抗压强度可提高1.5～2.5倍；而采用玻璃钢格栅加固后的路基，抗拉强度则可提高4～5倍。

另外，建立有效的路基排水系统也极为重要。合理设置路基周边的排水沟、人孔及排水管道，加快雨水和地下水的流动速度，可以大幅度降低路基土的含水率，减缓土壤软化和沉降的过程，从而减少不均匀沉降问题的发生。数据显示，良好的排水系统可将路基土含水率控制在理想范围内，降低沉降量约30%。

最后，在寒冷地区路基下设置保温隔热层也具有必要性。绝热材料层可以阻止路基土反复冻融，减缓冻土层软化失稳的速度。保温隔热层的应用使路基冻融周期大幅度延长，路基沉降量降低超过50%。

结束语

综上所述，公路工程路基拓宽与质量标准化控制对于保障公路的安全、延长使用寿命以及提高性能具有不可或缺的作用。路基不均匀沉降问题影响工程的安全性和稳定性。通过深入分析原因、应用有效的检测手段和系统的处理方法，提出科学的解决方案。合理的地基改良、路基加固和结构设计优化是应对挑战的重要策略，而施工管理的细致落实则是长期稳定性的关键。未来，研究方向应聚焦更精准的沉降监测技术、可持续的地基改良手段，以及更环保的施工工艺。通过不断深化理论研究和实践经验积累，为提升路桥工程质量、推动工程科技创新提供更有力的支持。

参考文献：

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