新老路基结合部处治技术.ppt

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1、新老路基结合部处治技术主讲人：应荣华长沙理工大学公路工程学院2007年9月新老路基结合部处治技术主要内容一．路基拓宽工程中的技术特征和工程问题二．新老路基不协调变形的特点和计算方法三．路面结构对不协调变形的力学响应四．拓宽路基的设计理论和方法五．新老路基结合部处治的原理、方法和施工控制技术路基拓宽工程的项目背景在“普及与提高相结合，以提高为主”的公路建设方针下，我们将面临越来越多的公路改扩建工程，主要体现在2个方面：（1）对低等级道路进行拓宽、提高公路等级正成为我国公路发展的主流。（2）随着道路交通量的飞速发展，20世纪90年代早期建成的部分

2、高速公路，先后或即将进入加宽改造阶段。新老路基结合的设计和施工面临着众多的技术问题，1、缺乏可资借鉴的工程经验。2、缺少明确的设计计算理论。3、缺少设计及施工技术规范。国外研究现状美国AASHTO-2002[1]版设计方法中，老路拓宽部分的设计中强调了新路和老路必须良好结合，要求新拓宽的路面结构性能尽可能和原有路面相近。认为在常规设计下，旧路拓宽工程中沿结合面的破坏是不可避免的，AASHTO仅提出了以上一些原则和技术措施的建议，但没有提供明确的有针对性的结构设计方法。日本对软土地基上的路基不均匀沉降控制方面进行了多方面的研究，其中包括针对半幅

3、拓宽路堤提出了一系列工程措施。公路拓宽时将原有双向车道保留，作为拓宽后新路的一个方向的车行道，而在一侧不远处（相距1~3米）增设一新路堤作为新路的另一个方向的车行道。此时原有修筑的路堤已经完成固结沉降而处于稳定，而由于拓宽路堤的影响，老路堤也倾向于新路堤一侧沉降，导致老路堤路表平整度下降，路面开裂。推荐采取的措施一般有：通过在原有路堤外侧路肩处竖向打入一定深度的板桩，使新拓宽路堤的沉降隔离在板桩处，以起到消除由于新路堤的沉降给老路堤带来的连带沉降影响；或通过在新路堤地基部分设置挤实砂桩、石灰桩等复合地基来减小新路堤的沉降量，最终达到减小老路堤

4、的影响；以及通过在新填路堤地基处打入预制桩来减小新路堤的沉降。美国哥伦比亚大学对用加筋土挡墙进行路基拓宽的设计和施工作了深入研究。进行内部稳定性分析时，采用2楔块模型（如图1-1），进行外部稳定分析时，采用Fellenius分析法（如图1-2）。地基沉降变形分析采用e-p曲线和分层总和法，当地基固结变形超过10cm时，需要采用有限元方法计算固结变形导致的不协调变形在加筋挡墙中产生的附加应力。整个加筋拓宽工程的施工流程如图1-3所示，对老路基边坡开挖的具体要求如图1-4所示。图1-2外部稳定性分析（Fellenius分析法）(据文献[4])图1

5、-1内部稳定性分析（2楔块模型）(据文献[4])图1-3加筋拓宽施工过程(据文献[4])图1-4老路边坡台阶开挖(据文献[4])总体来说，国外通过合理的规划尽量避免拓宽所带来的新老路基结合问题，当确实需要进行拓宽时，采取了各种措施减小新老路基结合的不良影响。主要措施包括：避免新老路面的结构差异，在新老路基间设置沉降隔离桩，处治地基，结合部加筋和结合部边坡处理，轻质路堤等。但对新老路基结合的病害及形成机理缺乏系统、深入的阐述，也没有建立相关的设计理论。国内研究现状八、九十年代以前我国公路建设多以新建为主，在原有道路上进行拓宽、改建的工程十分罕见

6、，关于路基拓宽和新老路基结合部处治等问题并不突出。所以现行《公路路基设计规范》《公路路基施工技术规范》《公路设计手册——路基》以及其它相关规范对此类问题涉及甚少，有关工程经验也比较欠缺，对成因机理、结构响应和工程对策等方面的研究才刚刚起步。九十年代中后期，我国开始面临大量的道路拓宽工程，设计和施工人员在设计和施工中作了很多尝试性研究。一．路基拓宽工程中的技术特征和工程问题（1）新老路基结合的既有方式及其影响因素路基拓宽的方式的分类因素归纳起来，路基拓宽方式的分类因素有5项，即：地形地基条件、路基的拓宽范围、新老路基填挖形式、新老边坡类型、共同

7、作用层厚度。其中，新老路基填挖形式指路基为填方路堤形式或者挖方路堑形式，新老边坡类型指自然放坡或设支挡结构，共同作用层厚度指新老路基由于标高差而产生的共同填高层（或挖方层）厚度。分类因素I.地形地基条件II.拓宽范围III.新老路基填挖形式IV.新老边坡类型V.共同作用层厚度特征描述①平原软弱地基单侧高填方老：放坡新：放坡厚②山区软弱地基双侧中等填方老：放坡新：支挡结构较厚③山区缓坡、良好地基低填方老：支挡结构新：放坡较薄④山区陡坡、良好地基深挖方老：支挡结构新：放坡无⑤浅挖方新路：栈桥路基拓宽的主要方式根据上述5项分类因素，可以将路基拓宽、

8、新老路基结合方式分为17大类、36小类。1、挖方老路基＋挖方新路基如图2-1所示，为山区非陡坡道路单内侧挖方拓宽方式。新、老路基均完全由挖方形成，但两者可以因路基标