高速公路拓宽工程新老路基不均匀沉降计算与对策分析

摘要

高速公路的改扩建工程是扩大道路通行能力、满足交通量增长需求的一种重要手段。利用现有旧路，对其进行加宽加铺改造，可提高其道路等级或改善道路服务功能，从而改善现有道路路网服务水平，使具有较高的技术经济价值。同时旧路利用可以少占土地并有利于环境保护，具有重大的长远发展意义和经济效益。高速公路拓宽工程面临着的很多关键技术难题，其中新旧路基的不均匀沉降和新旧路基的不良结合是高速公路拓宽工程两个关键技术问题，两者的合理设计与施工对提高高速公路改扩建工程质量具有非常重要的理论意义和使用价值。本文结合高速公路拓宽工程的特点和实体工程，采用ABAQUS有限元软件对加宽工程中新老路基的相互影响和变形性状进行了研究。
　　 首先，运用ABAQUS有限元软件建立了拓宽工程新老路基不均匀沉降的计算模型，确定有限元分析的本构模型、单元类型及材料计算参数；拓宽工程中为减小新老路基差异沉降，经常对新路堤下地基进行一定的处治以提高地基的承载能力，本文根据不同地基处治方式分别建立相应的计算模型；通过有限元计算结果与理论计算或观测资料对比，验证所建模型的正确性。
　　 接着，通过查阅资料，分析新老路基差异沉降的产生机理；针对不同的影响因素，通过有限元计算分析其对差异沉降的影响，分别考虑地基参数、土基模量、填料性质、加宽方式、加宽宽度、路堤高度等因素，从而对新老路基差异沉降的产生及影响因素有较为全面的认识。
　　 然后，分析了台阶开挖、土工合成材料应用和管桩复合地基等处治技术在加宽工程中的应用效果；对各种处治方式分别进行影响因素分析，为加宽工程中减小新老路基差异沉降的处治措施提供了参考依据。
　　 最后，通过国内改扩建工程中地基处理的调研和实体工程分析，结合各种地基处理方法在加宽工程中的应用情况，对比分析各种地基处理的适用性，从技术和经济两个方面进行了不同处治方式的对比分析；通过不同性质路堤填料的对比分析，分析轻质路堤对新老路基差异沉降的影响。针对减小新老路基差异沉降的措施提供一定的依据及建议。