拓宽公路差异沉降控制措施研究

宋文佳

（西安外事学院工学院,西安 710077）

0 引言

在黄土地区进行高速公路拓宽工程，黄土的湿陷性是必须考虑的，因为其的产生既在时间上具有突变性和非连续性，又在空间上具有不均匀性，此外黄土的湿陷变形更具有不可逆转的特性，再者高速公路拓宽工程中，新老路基之间必然存在着差异沉降[1-6]，因此本文针对黄土地区湿陷性的特点研究差异沉降的控制措施，目的在于减少该地区的工程事故，降低其工程造价并缩短工期。

1 黄土的湿陷性

黄土一旦浸水后，在竖向应力（其自重应力或自重与上覆附加应力之和）的作用下，导致黄土内部结构遭到破坏，进而产生显著的附加下沉的现象称为黄土的湿陷性。按照湿陷程度进行划分，黄土可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两种，其中前者在饱和自重压力作用下即可发生湿陷，因而前者对工程的危害远比后者大。湿陷性黄土发生湿陷必须具备的两个条件：一是力和水，二者作为外部因素缺一不可，没有水就没有所谓的“湿”，缺少力则不可能向下“陷”；二是黄土本身的结构和物质成分，此为内部因素，主要受黄土的颗粒组成、化学成分和矿物组成的影响。

2 差异沉降原理

随着我国国民经济的快速发展，高速公路的发展远远满足不了交通量的快速增长，一些原有的高速公路已经开始出现交通量饱和的现象。结合我国正处于社会主义发展初级阶段的国情，为缓解交通压力大多采用对老路进行加宽的方案，在原有公路两侧对称拼接加宽的方式最为常见。但是该种方案中，新路基的施工时间通常与老路基相差几年至十几年，认为老路基的沉降已基本结束，地基趋于稳定。而对新路基还要经历瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降，这就导致新老路基之间必然产生差异沉降。此外，新路基作为附加荷载施加到地基土上，必将导致新老路基下的地基中产生差异沉降，地基土中产生不均匀附加应力，进而导致路面结构层中产生不均匀附加应力，当该应力超过路面材料的容许能力时，路面结构将产生老路面被拉裂或者新老路基拼接处开裂等破坏。因此必须采取技术措施来控制黄土地区的高速公路拓宽工程中新老路基之间产生过大的差异沉降，从而避免和减少上述危害的发生。

3 控制措施

3.1 新路基填料的选择

黄土地基上路基的沉降由黄土湿陷性和新路基压缩两个方面组成，差异沉降的产生由两者性能上的差异所决定，因此新路基填料应选用质轻、刚度大的材料。轻质填料主要有粉煤灰、EPS块体、轻质混合土等，优先推荐EPS，因为其既可以减轻路基重量进而减小路基沉降量，又能保证路基的稳定性。

3.2 软弱地基处理

高速公路开展拓宽工程的建设时，为了满足使用还要维持老路正常的通行，同时要保证客流量就面临工期紧张、施工场地狭窄的难题，其软基处理要秉着既要减小新老路基的差异沉降，又要减少对老路基的扰动的原则，因此选用合适的地基处理方法显得尤为重要，常用的方法有预应力管桩复合地基、堆载预压法、塑料排水板等。

3.3 合理利用土工合成材料

近些年来，进行公路工程建设时，土工合成材料的应用日益广泛。目前常用的有土工布、土工格栅和土工格室等。在进行高速公路拓宽工程中新路基的填筑时，通常分层铺设土工合成材料，并将其向老路基内延伸一定长度，以便新老路基能够良好地结合，加筋材料一旦有效地工作，路基的强度和稳定性都将会有显著的改善。

4 结语

在湿陷性黄土地区进行高速公路的拓宽建设，采用轻质高强的新路基填料，应用与工程实际相符的地基处理方法，结合土工合成材料的应用，在减少新老路基差异沉降方面有良好的处治效果。

[1]翁效林,张留俊,李林涛.拓宽路基差异沉降控制技术模型试验研究[J].岩土工程学报,2011,33(01):159-164.

[2]章定文,刘松玉.软土地基高速公路扩建中新老路堤相互作用数值分析[J].中国公路学报,2006,19(06):7-12;

[3]黄琴龙,凌建明,钱劲松.新老路基工后差异变形对路面结构的影响[J].同济大学学报:(自然科学版),2005,33(06):759-762.

[4]翁效林,张留俊.拓宽路基下软土地基工后沉降预测[J].长安大学学报:自然科学版,2011,31(01):17-21.

[5]宋文佳.高速公路拓宽路基差异沉降特性与控制措施研究[硕士学位论文][D].西安:长安大学,2013.

[6]张莉.关于黄土非均匀湿陷特性的研究[硕士学位论文][D].西安:长安大学,2013.