毕业生设计王霞霞.docx

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毕业生设计王霞霞

昆明理工大学津桥学院

毕业设计（论文）

题目公路改扩建项目的旧路利用途径的研究

系部建筑工程系

专业水利水电工程

年级2012级

学生姓名王霞霞学号201216056135

指导教师张林洪

日期2016年4月25日

昆明理工大学津桥学院毕业设计论文

开题报告

题目公路改扩建项目的旧路利用途径的研究

系部建筑工程系

专业水利水电工程

年级2012级

学生姓名王霞霞学号201216056135

指导教师张林洪

日期2016年4月25日

课题研究目的、意义，该课题在国内外的研究现状及发展趋势：

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、改建的工程比较少。

“十一五”以来，随着经济社会的高速发展，早期建设的高速公路车流剧增，干线公路路网建设达到高潮,为满足人们生产生活的需求，我国面临大量的道路需要改扩建问题。

然而道路改扩建施工中路基可能出现的问题有很多，关系着道路的正常使用。

所以本课题将要系统的研究与总结道路改扩建施工中对旧路利用问题及相关技术对策。

我国对于道路改扩建施工中路基可能出现的纵向接缝、新路基的失稳以及路基翻浆等问题习惯采用地基夯实处理，也可采用粉喷桩复合地基处理措施，然后台阶开挖保证新老路基的整体稳定性，并在交界处铺设土工格栅增强抗拉性。

对于新路基的填料则使用优质填料保证新路基的沉降减小，也可通过新路基的压实度提高来减小新旧路基的差异沉降。

国外因为在最初公路建设时规划较为合理，所以需要道路改扩建的工程也比较少。

但是，从国外指导规范和个别案例中，我们可以吸取一些宝贵经验。

日本对于软土地基不均匀沉降控制进行了多方面的研究，在道路改扩建施工中，对于原有双车道保留，作为改扩建后的一个方向车道，在不远一侧新修道路作为另一方向车道。

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。

美国对于强度较低、固结时间长的软弱地基上进行道路改扩建，但路基容许施工期限很短（12-18个月），为保证路堤施工的稳定性并减小工后不协调变形，采取了多项工程措施。

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。

课题主要内容、研究方案及预期目标：

预期目标：

本论文针对道路改扩建施工中路基可能出现的问题，分析问题产生的原因并有针对性的提出解决措施。

为公路改扩建工程提供技术基础，并为以后的道路改扩建施工中路基可能出现的问题提供解决措施参考。

具体研究内容如下：

1.新旧路基交界处纵向裂缝产生的原因处理措施；

2.路基与其他建筑物连接处的问题及过渡段处理；

3.道路改扩建后路基翻浆产生的原因及处理措施；

4.新路基整体失稳及提高新路基的整体稳定性的措施；

课题进度计划：

1.对论文题目分析并列出论文提纲（1天）

2.查找论文相关资料（14天）

3.对资料进行分析整理与归纳（14天）

4.进行初稿编写（7天）

5.对初稿进行修正最终定稿（14天）

完成课题所需的条件及落实措施：

所需条件：

道路改扩建相关资料、地基处理资料、路基设计资料、边坡防护资料老师的指导，电脑。

落实措施：

本人通过在学校电子阅览室及图书馆查找到论文需要的资料；老师多次耐心指导；电脑自备。

主要参考文献、资料：

1.刘建坤，曾巧玲，侯永峰，等.路基工程[M].北京：

中国建筑工业出版社，2006.

2.邓学钧.路基路面工程[M].北京：

人民交通出版社，2000.

3徐强,高速公路改扩建的新旧路基结合部处理分析[A].

4.杨世培.关于改建路基中相关问题与防治措施的阐述[J].工程科技.

5.季春兵.对公路拓宽工程施工技术的探讨[A].施工技术应用,2012.

6.旺珍.西藏中尼公路改建工程路基拓宽技术方案及施工技术研究[D].重庆交通大学,2010.

7.高翔.高速公路新老路基相互作用分析与处理技术研究[D].东南大学,2006.

8.卢韬,赵廉政.道路路基改建中出现的问题及预防措施的探讨[J].建筑工程技术与设计，2013.

9.钱军等.高速公路拓宽改造工程路基拼接技术应用综合[J].现代交通技术,2005.

10.郑刚，龚晓南，谢永利，李广信.地基处理技术发展综述[A].土木工程学报，2012.

11.肖波，高速公路不满十岁就变老[N].经济参考报，2004.6．8

12.刘子剑，美国高速公路几何设计[J].国外公路，2001，21

（2）：

6-11

13.简世西，韩国高速公路考察见闻[J].综合运输，1999，h36-37

14.中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）[S].北京：

人民交通出版社，2004

指导教师意见：

指导教师（签字）：

年月日

系毕业设计（论文）工作领导小组意见：

组长（签字）：

年月日

Old road by using ways of study

DepartmentDepartmentofArchitecturalEngineering

SubjectHydraulicandHydropowerEngineering

Grade2012

NameWangXiaxia

StudentID201216056135

TeacherZhangLinhong

津桥学院毕业（设计）论文诚信承诺书

为确保毕业设计写作质量和答辩工作的顺利开展，达到按期圆满毕业的目标。

本人郑重承诺：

1.本人所呈交的毕业设计，是在指导老师的指导下，严格按照学院、系部有关规定完成的。

2.本人在毕业设计中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。

3.本人承诺在毕业设计选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。

4.在毕业论文中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担法律责任。

毕业设计（论文）作者签名王霞霞

2016年4月25日

旧路利用的途径研究

摘要：

通过对旧路改造工程特点的分析，结合工程实际，研究旧路改造工程在设计、技术上常遇见的一些问题的解决方法。

关键词：

旧路改造新旧路面相接

Abstract：

Throughtheanalysisofthecharacteristicsoftheoldroadreconstructionproject,combinedwiththeengineeringpractice,somesolutionstotheproblemsofoldroadreconstructionprojectisoftenmetinthedesignandtechnologyofthe.

前言：

由于社会经济的快速发展，车流量快速增长，使得道路的通行能力急剧下降，经常性严重堵车，道路的拓宽改建需求应运而生。

加之超载现象严重，道路破坏程度高，使得很多道路还没有到设计年限已经出现很多严重病害，对行车造成很大的影响。

因此，旧路改造成为道路建设的一个重要部分。

摘要

近年来，随着我国经济的快速发展，公路的交通量增长迅速，导致了许多已建成的公路已经难以适应不断增长的交通量和社会快速发展的需求，因此我国已建成的大量的道路都将面临着道路改扩建的局势，然而在道路改扩建施工中会对路基产生一定的影响，路基作为道路的基础直接决定了工程质量的好坏。

因此本文针对道路改扩建施工中路基可能出现的问题以及相关技术对策进行了较为详细的研究，并对道路改扩建施工中新旧路基交界处的纵向接缝、路基翻浆、路基失稳、路基边沟破坏等一系列问题的处理措施做了详细的介绍并对它们具体的施工工艺，以及适用条件进行了总结。

最后，以南京绕城高速公路在软土地基上进行道路加宽为典例，对软土地基上道路改扩建施工中地基、路基的处理做了系统的分析介绍。

关键词路基拼接，纵向接缝，路基翻浆，公路改扩建，边沟，边坡，地基

ThePossibleProblemsandRelatedTechnologyCountermeasuresofRoadbedinRoadReconstructionandExpansion

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofeconomyinChina,excessivetrafficresultsthatmanybuiltroadsisdifficultlyadapttogrowingtrafficandtheneedsofdevelopedsociety.Forthisreason,amassofbuiltroadswillconfrontedwithexpansionofroads.However,Intheroadconstructionwillhavecertaininfluenceonthesubgrade.Thesubgradeastheroadinfrastructuredirectlydeterminestheengineeringquality.Inthisarticle,Imakeameticulousreporttoaimatpossibleproblemandrelevanttechnicalcountermeasureabouttheroadexpansion.Andintroducesometechnologycountermeasuresofroadconstruction,suchaslongitudinalseaminnewandoldsubgrade,subgrademudding,enhancethestabilityofsubgrade,defendthesideditchandslopeofsubgrade.Praeticalconstructiontechnologyandsuitableconditionsareincluded.Furthermore,NanjingExpressLoopHighwayarebuiltforwideronsoftsoilfoundationasthetypicalexampletointroducetheconstructionoffoundationandthedisposalofsubgradeindetail.

Keywords:

subgradeconjunction,longitudinalseam,subgrademudding,roadexpansion,sideditch,sideslope,subgrade

前言

本论文主要研究道路改扩建施工中路基可能出现的问题及相关技术对策，近年来我国发展迅速，为满足交通需求，大量的道路面临改扩建局势，然而道路改扩建工程是十分复杂的，在道路改扩建施工中路基可能出现一些列问题。

道路作为道路的基础直接决定了工程质量的好坏，因此道路改扩建施工中路基可能出现的问题及相关技术对策的研究很有必要性，本文结合国内外先进技术，针对道路改扩建施工中常见问题及相关技术对策作了较为详细的归纳与总结，希望对以后的高炉改扩建工程有所帮助。

第1章：

绪论

1.1项目研究的意义

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、改建的工程比较少，关于路基拓宽和新老路基结合部处治等问题并不突出。

“十一五”以来，随着经济社会的高速发展，早期建设的高速公路车流剧增，干线公路路网建设达到高潮,为满足人们生产生活的需求，我国面临大量的道路需要改扩建问题。

但新旧路基的纵向接缝问题、路基翻浆、路基边坡坍等系列问题又随之而产生。

这些都是道路改扩建施工中路基可能出现的问题，而路基作为道路的基础直接影响到道路的工程质量，维系着人们的生命财产安全。

因而，对道路改扩建施工中路基可能出现的问题及相关技术对策的研究是十分必要的。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究

设计和施工人员在设计和施工中作了很多尝试性研究。

对成因机理、结构响应和工程对策等方面的研究日益增多。

现行《公路路基设计规范》（JTGD030—2004）、《公路路基施工技术规范》（JTJF033．2006）相应增加了关于路基拓宽的内容，本课题项目的研究应用为新规范的编写提供了一定的依据和借鉴。

桂炎德等在沪杭甬高速拓宽工程中，对结合部采取了填料控制（采用矿渣和砾石砂作填料）、防水（新老路面基层顶面洒铺封层油）、排水（在结合部面层下设置级配碎石排水带，将渗入老路路面结构内的水排至新建部分的级配碎石底基层排出）、加筋（在路基顶面铺设一层延伸率为10%，抗拉强度>50l（N/m的土工格栅；在接缝处0.5米宽范围内沥青混凝土面层采用玻璃纤维格栅加筋）、台阶挖设（台阶高0.8米）等措施。

王艳茹在黑龙江省密山市方虎公路拓宽工程中，对拓宽部分路基采用了风化碎石土填料填筑，结合面清除腐植土，挖设土质台阶等措施。

苏超等在沪宁立交匝道拓宽处，在匝道桥接坡直接拼宽段采用了粉喷桩复合地基处理，粉喷桩桩径为50厘米，桩距1.2米，桩长15米。

在分离式路堤拼接处采用了高压注浆形成地下连续沉降隔离墙的措施，来消除由于新填路堤沉降给老路堤带来的附加沉降。

我国还有无数的工程师在道路改扩建施工中路基可能出现的问题上提供了很好的问题解决措施，为我们的学习和施工提供了宝贵的历史经验。

1.2.2国外研究

国外对新老路基结合问题的研究总体较少。

其原因在于国外很多发达国家比较客观地预测了交通量的增长，在规划和设计公路网时考虑比较成熟，公路在运营中不需要进行拓宽或者已经预留了用于拓宽的中央分隔带，涉及老路基加宽处理应用不多。

但是，从国外指导规范和个别案例中，我们可以吸取一些宝贵经验。

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。

美国盐湖城（SaltLakeCity）1-15公路的改扩建工程，有27km的道路位于强度较低、固结时间长的软弱地基上，但路基容许施工期限很短（12-18个月），为保证路堤施工的稳定性并减小工后不协调变形，采取了多项工程措施。

其中包括：

设置塑料排水板、置换地基、路堤分期施工、EPS轻质路堤、加筋挡墙和设置桩基础等。

澳大利亚交通部在对南澳洲Eyre高速公路进行拓宽改建中，出于当地部门对环保的要求，对拓宽部分软弱地基表层土体，采用专门机械翻松表层土，再掺加一定比例的生石灰、粉煤灰和路邦（roadbond）液体固化剂进行混合搅拌来进行处治。

处治后通过落锤式弯沉仪检测路基路面整体抗变形能力是否满足设计要求。

通车2年后道路状况良好，未发现相关病害产生。

EPS具有轻质、自立性好等优点，被广泛应用于路基拓宽及桥头引道工程中。

此种方法可显著降低对地基的竖向加载作用及对桥台结构的水平土压力，使地基变形减小，并可与地基处理进行综合考虑，降低地基处理费用，减小地基处理范围和缩短施工工期。

挪威、法国、英国等许多欧洲国家以及亚洲的日本也都相继制定了EPS轻质路堤的设计规范。

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。

1.3项目研究的内容及技术路线

该项目针对道路改扩建施工中路基可能出现的问题，分析问题产生的原因并有针对性的提出解决措施。

为公路改扩建工程提供技术基础，并为以后的道路改扩建施工中路基可能出现的问题提供解决措施参考。

具体研究内容如下：

1.新旧路基交界处纵向裂缝产生的原因处理措施；

2.路基与其他建筑物连接处的问题及过渡段处理；

3.道路改扩建后路基翻浆产生的原因及处理措施；

4.新路基整体失稳及提高新路基的整体稳定性的措施；

5.路基边沟冲刷产生的原因及处理措施；

6.路基边坡坍塌产生的原因及处理措施。

研究方案：

通过查阅资料，并结合工程实例对资料进行分析研究，在老师的指导下，对道路改扩建施工中路基可能出现的问题提出系统的处理措施。

第2章：

道路改扩建施工中路基可能出现的问题及原因分析

在道路改扩建施工中，可能出现一系列问题，常见的问题有新旧路基交界处的纵向接缝问题、路基与其他建筑物连接处出现路面弯折问题、道路改扩建后路基翻浆问题、新路基整体失稳以及边沟边坡破坏问题。

以下将是对道路改扩建施工中路基可能出现的问题以及产生原因的具体介绍。

2.1新旧路基交界处的纵向接缝

新旧路基出现差异沉降是最终使路面产生纵向裂缝的根本原因，具体而言，产生纵向裂缝的可能因素包括以下几个方面：

1）由于土基地质差，导致新老路基底部土基因荷载的增加发生沉降。

但原路基下的地基因在改造时已基本固结沉降到位并且所增加的荷载远小于新拓宽部分，其沉降量大大小于新拓宽部分地基。

2）新路基本身所用的填筑材料、压实度等设计施工中存在一定问题，造成新路堤本身出现沉降。

3）因施工工期短，土基及新路基的固结下沉未到位，工后沉降大。

4）施工后新老路基出现差异沉降，路基失去稳定，表现为路堤内的破裂面（顶部破裂面在老路范围内）外的土体下沉侧移，将路面拉裂造成纵向开裂。

5）新老路基结合部结合强度不够。

2.2路基与其他建筑物连接处路面弯折

在道路改扩建施工中经常会因为路基与桥台、涵洞的沉降差异导致路基部分的沉降变形会大一些，在其过渡点附近极易产生变形差，导致路面易发生弯折。

这种沉降差异也是公路路基与桥梁连接处最大的问题，由此会出现桥头跳车等现象，劣化线路状态，严重时甚至危及行车安全。

2.3道路改扩建后路基翻浆

它的产生有自然原因，亦有改扩建时施工的原因。

1）自然条方面：

a.土质:

粉性土最易翻浆，且土中水分增多时强度降低快，易失稳；粘性土只有在水源充足且冻结速度慢时才可能出现翻浆；砂土一般不翻浆。

b．温度:

一定温度与冷量是形成翻浆的重要条件。

当冰结线长期停留在路面下较浅处，路基上部易翻浆。

c．水:

路基附近的地面积水及较高的地下水位，提供的充足水源也是翻浆的重要条件。

2）施工方面:

翻浆多发地段没有考虑防冻影响，未设防冻层，抗冻防水性能差；路基标高设计低，填土高度小，地下水位高，路基常处于潮湿状态；改扩建时树根、草皮等未清除彻底；分层压实不够，压实未达到要求；施工中排水不畅，路基被水浸泡，土壤潮湿，冻结时聚冰严重，造成翻浆；施工土层用了大量粉质土、腐殖土、盐渍土、大块冻土等。

2.4新路基的整体稳定性变差

新老路基结合部处治措施不当。

新老路基结合部是拓宽工程的最薄弱部位，最容易发生路基病害。

如果结合部表面土体强度不足、台阶开挖不合理以及加筋处治不当等，将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑，在结合部路面产生纵向裂缝，如果工后路面排水措施不完善，路表水沿裂缝大量下渗，会加速路基的变形和失稳。

2.5路基边沟冲刷

道路改扩建后，易出现路基边沟冲刷，导致冲毁路肩，直接危及路面。

由于路基拓宽时，破坏了原来的边沟植被，而新修边沟的植被还未形成，边沟土颗粒较细时，当流水的流速超过了悬浮泥砂的临界速度，就会导致边沟被冲刷。

在实际工程设计中,有些设计人员未能充分考虑其功能需要和美观要求,对一些设计因素缺乏认真的分析,使高速公路排水设计存在着明显的不合理性,尤其在边沟设计上普遍存在以下问题:

（1）仅从工程使用角度进行边沟排水设计,没有将排水、环境美化、景观综合考虑；

（2）没有考虑地区差异,缺乏对地理条件、降雨量、土质、边坡型式等设计因素综合分析和研究，缺乏对各地区最大降雨量及边沟排水能力的计算和分析,造成边沟设计千篇一律,型式单调；（3）边沟设计偏于保守且尺寸偏大,线形较差。

这些不合理性不仅相对增加了路基高度,加大了边坡防护工作量,而且影响了高速公路的整体美观性，增加了施工难度,给工程造成了很大的浪费。

2.6路基边坡坍塌

路基土质边坡的坍塌是公路常见的一种地质和路基病害。

处于山间沟谷、盆地、山前丘陵地区以及河谷丘陵地带,由粘性土、膨胀土、碎石类土等冲、洪积层、波积层以及软质岩风化残积土组成的路堑边坡,或由上述土作填料填筑的路堤边坡,常常发生溜坍、坍塌等路基病害，影响边坡坍塌的因素很多,以下是对路基边坡坍塌的影响因素的分析与介绍。

a.土体岩性对坍塌的影响

土体岩性是造成坍塌的内在因素。

根据对呼集高速公路一些坍塌的调查分析,沿线的粉质粘土、微膨胀土和碳质泥岩残积土组成的边坡均在施工期间发生过坍塌。

主要原因是其粘土成分高、亲水性强,易受到湿化、膨胀作用,使土的结构逐渐破坏、强度降低,导致土体失稳后发生坍塌。

b.土体构造对坍塌的影响

边坡土体构造是造成坍塌的主要因素。

当坡体内有软弱夹层或土层界面倾角较大时,易顺软弱面表层或下伏基岩面层滑塌。

c.水对边坡坍塌的影响

水是造成边坡坍塌的主要外在因素,它对边坡土体的作用主要是:

①对边坡土体物理力学性质的影响主要表现在土的含水量增大,而土的粘聚力（C）及摩擦角（H）随着含水量的增大而降低形成的坍塌。

②对边坡土体的水理作用主要表现在湿化性、渗透性。

湿化性是粘性土的特征之一,当土体被水浸润时,引起土体小块、部分或全部崩解,日积月累形成的坍塌。

对砂性较大的土质边坡,由于水的渗透作用,同样能破坏土体的结构形式,降低土的强度,从而引发坍塌。

土体的膨胀性主要取决于土层本身的粘粒含量、粘土的矿物成分等。

呼集高速公路从碌碡坪-集宁段的土质多含高岭土、伊利石、蒙脱石等,亲水性极强,遇水易软化膨胀,并顺着坡体下滑,当整个土体膨胀或水进入一定深度,形成一个软弱带后,便产生坍塌病