DOI:10.16285/j.rsm.2010.07.017
第31卷第7期岩土力学Vol.31No.7 2010年7月Rock and Soil MechanicsJul.2010
文章编号：1000－7598 (2010) 07－2159－05
路基拓宽工程的基本特性分析
刘金龙1，张勇2，陈陆望3，王吉利4
（1.合肥学院 建筑工程系，合肥 230022；2.浙江工业大学 建筑工程学院，杭州 310032；
3.合肥工业大学 资源与环境工程学院，合肥 230009；4.中国科学院 武汉岩土力学研究所，武汉 430071）
摘要：基于非线性有限元方法, 对路基拓宽工程的基本特性进行探讨。对比分析表明: 拓宽部分竖向沉降与侧向位移的数值明显大于旧路基的相应值，且侧向位移在新旧路基结合处取得最大值，这必然导致新旧路基结合处容易出现拉应力区，从而形成常见的纵向裂缝。对于指定的拓宽宽度来说，在路基两侧进行拓宽比仅在某一单侧拓宽更容易减小新旧路基的沉降差，工程实际中应尽量在旧路基两侧同时进行拓宽。路面竖向沉降的峰值随着土体变形模量的增大而减小，随着土体重度的增大而增大。路基的稳定性随着土体黏聚力或内摩擦角的增大而增大，随着填土重度及车辆等效均布荷载的增大而减小。工程实际中应尽量选用重度小、变形模量大且强度高的土体作为路基拓宽部分的填料。 关键词：路基拓宽；竖向沉降；侧向位移；稳定性 中图分类号：TU 452 文献标识码：A
LIU Jin-long1,ZHANG Yong2,CHEN Lu-wang3,WANG Ji-li4
(1. Department of Civil Engineering, Hefei University, Hefei 230022, China; 2. College of Civil Engineering and Architecture,
Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China; 3.School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology,
Hefei 230009, China; 4. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)
Basic characters of road widening engineering
Abstract: Based on the nonlinear finite element method, the basic characters of road widening engineering are studied. It is found that the vertical settlements, lateral displacements of widening part of subgrade are lager than those of old subgrade. The lateral displacements of road widening engineering get its maximal value at the conjunction between old and new subgrades, which make the longitudinal cracks along road easy to be generated. With a fixed width of widening, it is easy to reduce differential settlement of road with widening at two sides of road than that at one side. The vertical settlement of road is decreased with increase of deformation modulus of soil, which is increased with increase of gravity of soil. Furthermore, the stability of road increased with enhancing of soil strength, which decreased with increase of gravity of soil or equivalent uniform load of vehicle. It is more available to fill the widening engineering with the soil charactered with less dead-weight, large deformation modulus and higher strength. Key words: road widening; vertical settlement; lateral displacement; stability
1引言
随着我国国民经济的快速发展，交通运输量迅速增长，部分修建于上世纪90年代的双向四车道高速公路已经难以满足社会需求，服务水平大为下降，交通事故也有所增加。为了满足社会发展的需要，并从减少占地、节约资金、充分利用旧路价值等方面综合考虑，对原有路基进行拓宽改造是缓解高速公路交通紧张的有效办法之一。如广佛高速公路、杭甬高速公路、沪宁高速公路、沈大高速公路、京
津塘高速公路等工程的部分路段均进行了拓宽改造处理[1
－4]
。
经过多年的运营，既有公路路基的沉降已基本完成。但拓宽部分由于固结尚未完成而产生较大沉降，导致新旧路基存在明显沉降差，从而在新旧路基结合处容易产生纵向裂缝。因此，控制新旧路基差异沉降和防止拼接路面的开裂是公路拓宽工程中的关键技术[4
－8]
。
为了准确把握路基拓宽工程的变形与破坏机制，本文基于非线性有限元方法，探讨了新旧路基
收稿日期：2008-08-21
基金项目：安徽省高等学校省级自然科学研究项目（No. KJ2008B259）；住房和城乡建设部研究开发项目（No. 2009-K4-24）联合资助。 第一作者简介：刘金龙，男，1979年生，博士，副教授，主要从事岩土工程方面的教学与研究。E-mail: alnile@163.com
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