高速公路路基工后长期沉降稳定判别
第９卷第２期 ２０１２年４月 现代交通技爿ｉ Ｍｏｄｅｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎ ＶＯ１．９ ＮＯ．２ Ａｐｒ．２０１２
高速公路路基工后长期沉降稳定判别
凌定祥 ，夏国星 ，黄 铭 ，林 飞
（１．扬州市公路管理处，江苏扬州２２５０００；２．江苏长江公路大桥建设指挥部，江苏泰州２２５３００；３．泰州市长江公 路大桥建设服务指挥部，江苏泰州２２５３００；４．江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京２１０００５）
摘要：随着高速公路建设的迅速发展，公路软基工后长期沉降问题目益得到重视，预测工后长期沉降和判别工 后长期沉降是否稳定对高速公路养护和拓宽至关重要。文章提出了路基工后长期沉降稳定的标准，即：路基莱时 间段的实测沉降小于次固结沉降计算值、且实测沉降速率小于次固结沉降速率的计算值，并应用实际工程中；并 对盐靖高速公路和启杨高速公路路基沉降观测资料进行分析，认为次固结沉降与主固结沉降之间呈线性正相关 关系。 关键词：高速公路；路基；工后沉降；次固结沉降；主固结沉降 中图分类号：Ｕ２１３．１５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９８８９（２０１２）０２—０００１—０４
Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｊｕｄｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｌｏｎｇ—ｔｅａｍ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ
ａｆｔｅｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ
Ｌｉｎｇ Ｄｉｎｇｘｉａｎｇｌ，Ｘｉａ Ｇｕｏｘｉｎｇ２，Ｈｕａｎｇ Ｍｉｎｇ３，Ｌｉｎ Ｆｅｉ （１．Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅ，Ｔａｉｚｈｏｕ ２２５３００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｑｕａ￣ｅｒｓ ｏｆ Ｔａｉｚｈｏｕ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅ，Ｔａｉｚｈｏｕ ２２５３００，Ｃｈｉｎａ；４．Ｊａｉｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐａｉｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ．Ｉｔ ｗａｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｄｅｎ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｊｕｄｇｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｆｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｒ ｎｏｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｊｕｄｇｅｍｅｎｔ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｆｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｓｔａｂｌｅ ｗａｓ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｉ１ｌｅ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｗａｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｒａｔｅ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｒａｔｅ．，Ｉ１ｌｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ Ｙａｎｊｉｎｇ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ａｎｄ Ｑｉｙａｎｇ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｆｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｎｓｏｌｉｄａ－ ｔｉ０ｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ
１概述
在高速公路运营期间，如何判别路基通车后的 长期沉降是否稳定一直困扰着工程界，特别是在高
速公路拓宽时．老路基是否稳定直接影响新老路基
协调变形分析和决定新路基的处理方案。高速公路
路基长期沉降主要是次固结沉降［１］。次固结是指由 土骨架蠕变产生的固结变形。当超孔隙水压力消散
后，有效应力基本稳定的条件下，土粒表面的结合
水膜蠕变和土粒结构重新排列等引起的固结变
形［ 。路基次固结沉降发生在主固结完成后，是路基
沉降的重要组成部分。倪一鸿［，］分析京津塘高速公
路次固结变形占总沉降的９％一１３％。张诚厚［ ］认为，
作者简介：凌定祥（１９６８一），男，江苏高邮人，高级工程师，主要从事交通工程建设管理工作。
・２・ 现代交通技术 ２０１２焦
沪宁高速公路次固结占总沉降的５％。
高速公路长期沉降是否稳定应该与次固结沉
降比较，实际工程中很多工程问题也是由土的次固
结沉降引起的，因此计算和预测次固结沉降很有必
要。冯志刚等［５］针对常规次固结沉降计算方法的不
足进行改进，使次固结沉降随时间的发展趋于一个
定值而不是无限增长。对Ｙｉｎ和Ｇｒａｈａｍ一维弹黏
塑性模型进行改进，结合改进模型提出次固结沉降
起讫时间的确定方法。应用于实际工程地基次固结
沉降的计算。张军辉［６］根据次固结产生于主固结完
成后的假定，提出了次固结变形的简化计算方法。
由于现场取样、运输和制备试样过程的扰动，
室内试验条件与现场条件的差异．试验设备与试验
技能的不同．室内试验得到的次固结变形指标往往
与实际情况相差很大，造成现有路基沉降理论计算
值与实际值存在一定偏差［ 。基于沉降监测数据的
沉降预测是路基工后沉降控制的实用技术［８］。杨春
华和端峰［９］总结高速公路路基沉降观测资料．得出
工后沉降与连续３个月的沉降速率有关的结论：连
续３个月的沉降速率越小。工后沉降越小。软基工
后沉降速率是不断减小的，最小为０．２ ｍｍ／ｄ，次固
结速率达到稳定时应小于０．２ ｍｍ／ｄＤ￣］。本文提出路
基工后长期沉降趋于稳定的标准：现场实际测量某
段时间内的路基沉降小于对应时间段内次固结沉
降的计算值、同时实际测量某段时间内的路基沉降
速率小于对应时间段内次固结沉降速率的计算值。
根据盐靖和启扬高速公路的沉降观测资料，评价路
基长期沉降是否趋于稳定状态。
２判别标准
高速公路软土路基工后主要是次固结沉降，
次固结是指超静孔隙水压力消散后，在恒定有效
应力作用下土体缓慢变形的过程。岩土工程中，很
多工程事故都与土体的次固结有关。次固结沉降
随时间的对数呈线性增加。计算次固结沉降的常
用公式为：
ｇｌ Ｊ
式中：ｈ为土层厚度；ｅ。为土层初始孑Ｌ隙比；￡，为次
固结起始时间；ｔ 为次固结经历时间； 为次固结系
数．正常固结土的次固结系数为０．００５—０．０１。殷宗泽
等［Ｉ］给出由沉降观测曲线确定次固结起始时间的方
法，如图１所示。图ｌ中ｔ。是固结沉降的起始时间， ｔ 是次固结沉降起始时间，次固结延长时间是两者
之差。
图１次固结起始时间的确定方法
对于路基沉降的同一观测断面，土层厚度和初
始孔隙比是相同的，只要知道了次固结系数和次固 结起始时间和延长时间，就能计算出该断面土层的
次固结沉降。如果现场测量的路基沉降小于次固结
沉降的计算值，表明路基沉降趋于稳定状态；相反，
路基沉降趋于不稳定状态。引起路基长期沉降趋于
不稳定的因素主要包括由行车振动、相邻构筑物施
工等引起的软土超孔隙水压力或过大的路基侧向
变形。 准确计算次固结沉降是一个难题，由于次固结 延长时间很长，次固结系数稍有误差，计算得到的
次固结沉降都有很大的偏差。次固结系数很小，介
于０．００１ ０．０１．在次固结系数试验过程中的误差不 可避免；而且次固结系数不是定值，随时间发展而
减小［－ ，所以计算次固结沉降比较困难。 次固结沉降可以根据长期的沉降观测资料分 析得到，用初期的沉降实测数据预测长期的次固结
沉降，将预测得到的长期次固结沉降与路基沉降的 实际测量结果比较，判断路基沉降是否趋于稳定。 具体做法如图２所示。图２（ａ）是根据次固结沉降判
别路基沉降趋于稳定状态。图２（ａ）中直线Ｉ是根据
初期的沉降观测数据得到的次固结沉降与时间对
数的关系。满足次固结沉降的计算公式（１）。从图２ （ａ）中看出，路基沉降按曲线Ｉ和ＩＩ发展，趋于稳定 状态：按曲线ＩＩＩ发展，趋于不稳定状态。 图２（ｂ）是根据次固结沉降速率判别路基沉降
状态。次固结沉降速率与时间之间满足：
（２）
式中：ｔ 为参考时间； 。为ｔ 时的次固结速率。图２
（ｂ）中直线Ｉ是由初期的沉降实际观测数据得到的
沉降速率与时间的关系。沉降速率按曲线Ｉ和ＩＩ发
展，路基沉降趋于稳定状态；沉降速率按曲线ＩＩ
Ｉ发 第２期 凌定祥，等：高速公路路基工后长期沉降稳定判别 ・３・
展，路基沉降趋予不稳定状态。
（Ｂ）次固结沉降 ｌ １）
１ｇＯ２一‘１） 次固结沉降速率
图２路基沉降稳定状态判别方法
３实例分析
选取江苏省盐靖高速公路和启扬高速公路路
基沉降观测资料进行分析。路基沉降历时曲线如图 ３所示，从沉降历时曲线判断，虽然路基沉降很小， 但很难判断是否趋于稳定。 日期
（ａ）盐靖高速公路
日期
启扬高速公路 图３路基沉降历时曲线
次固结沉降计算的关键时间可以根据图１提 供的方法确定，盐靖高速公路和启扬高速公路路基 次固结沉降的起始时间见表１。次固结沉降与时间 的关系如图４所示，从图４中看出盐靖高速公路 Ｋ４＋４０６和Ｋ７＋１００的工后长期沉降都趋于不稳定：
启扬高速公路Ｋ９＋１４３的工后长期沉降趋于稳定状 态．Ｋ９＋１４３的工后长期沉降趋于不稳定。根据次固 结沉降判断盐靖高速公路和启扬高速公路路基工 后沉降趋于稳定状态，见表２。
表１ 固结沉降和次固结沉降的起始时间
Ｉ２／ｌ１ （ａ）盐靖高速公路
１ （ｂ）启扬高速公路
图４次固结沉降随时间的变化规律
表２长期沉降稳定状态
次固结沉降速率与时间的关系如图５所示，从
图５中看出盐靖高速公路Ｋ４＋４０６的沉降趋于稳定
状态，Ｋ７＋１００的工后长期沉降都趋于不稳定；启扬
高速公路Ｋ９＋１４３的工后长期沉降趋于稳定状态，
Ｋ１ １＋２９６的工后长期沉降趋于不稳定。根据次固结
浅谈高速铁路路基工后沉降及其计算方法
浅谈高速铁路路基工后沉降及其计算方法
李志雪
南宁铁路局工务处广西南宁５ ３０００１
【摘耍１随着高速铁路的建设与发展，列车运行的安全性和稳定性日益突出，在多次重复列车荷载作用下所产生的累积沉降和不均匀下沉造成轨 道的不平顺，将影响列车的运行速度和线路养护，因此高速铁路对路基的工后沉降提出了严格的要求。本文简单介绍了路基工后沉降的定义与组成，
并考虑超载对主固结沉降的影响，通过利用砂井固结解析理论计算出主固结沉降，推导出高速铁路工后沉降的计算式。
【关键词ｌ高速铁路；路基；工后沉降；计算方法
中圈分类号：Ｕ２ ３８文献标识号：Ａ文章编号：２ ３０６－１４９９（２０１ ３）０９－００７４－２
１．路基工后沉降的定义和组成
路基在填筑过程中（至铺轨前）所产生的沉降称为施工沉降，这部
分沉降可以采用填补加高来解决。路基在铺轨完成后所产生的沉降称为
工后沉降，这部分沉降只能以抬道补碴来调整，它直接影响到线路养护
维修工作量和高速铁路的运营能力。路基工后沉降由路基填土压密下沉、
行车引起的基床累积变形和软土地基产生的工后沉降三部分组成。
１．１路基填土压密下沉
路基填土压密下沉，是由填土的自重引起的，它发生在两个阶段：
一是施工阶段的下沉，不计入工后沉降；二是施工完成后对后期运营有
影响的工后沉降。由散体材料填筑而成的路基本体产生一定的压密下沉
是正常的，其大小取决于填料和施工质量。如果下沉量较大，说明填土
的压实度不足、强度低，容易造成不均匀变形。
目前世界各国关于路堤填土的压密下沉通常是通过压实密度予以保
证的。例如其中较具 代表性的日本对填土的压实质量采用值作指标，为了保证填土具有
足够的强度，规定了ＭＰａ／ｍ的控制标准，并对满足此条件的许多工点进行 了实测，日本的经验认为，路基本体的压密沉降约为填土高度的０．１％ ０．３％ （砂性土）和Ｏ．５％ ２．０％（粘性土），并在通车后一年的时间内渐趋稳定。
高速公路路基沉降及施工技术分析
高速公路路基沉降及施工技术分析
高速公路是国家重点建设项目之一，对于保障国家交通运输的畅通起着至关重要的作用。随着高速公路使用年限的增长以及车辆通行量的增加，路基沉降问题也逐渐凸显出来。路基沉降不仅会加大维护成本，还会对交通安全和运行效率造成影响。对高速公路路基沉降进行及时分析和有效施工技术的研究是十分必要的。
一、高速公路路基沉降问题分析
高速公路路基沉降是指道路路基发生塌陷或下沉的现象。它可能由以下因素引起：
1. 地质因素：地质条件不稳定或者土质差、土层松软等地质因素都可能引起路基沉降。
2. 水文因素：地下水位上升、土质膨胀等水文因素也是造成路基沉降的主要原因。
3. 材料因素：路基建设时使用的材料质量不良，或者施工工艺不合理都可能导致路基出现沉降。
4. 车辆超载：长期以来，超载车辆对路基的破坏作用也不可忽视。
高速公路路基沉降是一个综合性的问题，有赖于多种因素的分析和综合处理。
二、高速公路路基沉降的影响
高速公路路基沉降的影响主要体现在以下几个方面：
1. 交通安全：路面沉降严重时会对车辆行驶安全造成威胁，尤其是在高速行驶时。
2. 维修成本：路基沉降会导致路面损坏、裂缝出现，增加了对路面的维护成本。
3. 交通效率：路面沉降会影响车辆行驶的平稳性，影响了交通的通畅度。
4. 环境影响：路基沉降也会对周边环境造成一定的影响，例如引起道路两侧建筑物的倾斜等现象。
三、高速公路路基沉降的施工技术分析
针对高速公路路基沉降问题，需要采取一系列有效的施工技术来进行处理：
1. 地质勘察：在进行路基施工之前，要对地质条件进行详细的勘察，了解土质、水文情况等因素，从而做出合理的施工方案。 2. 合理设计：针对不同地质条件和水文情况，设计出合理的路基施工方案，选择合适的材料和工艺。
高速公路路基沉降及施工技术分析 2
高速公路路基沉降及施工技术分析
高速公路是现代交通系统中不可或缺的一部分，它是连接城市与城市之间的重要通道，也是国民经济发展的重要支撑。随着日益增长的交通流量和过重运输车辆的增加，高速公路路基的沉降问题凸显出来，给交通安全和路基施工带来了很大挑战。对高速公路路基沉降及施工技术进行分析和研究，对于保障道路安全和延长道路使用寿命具有重要意义。
1. 高速公路路基沉降的原因
高速公路路基沉降是指路基在使用过程中，由于各种外部因素的作用，导致路基下沉的现象。造成高速公路路基沉降的原因包括：
（1）地基土与路基结构的固体沉降：地基土在受到车辆负荷和自重荷载的作用下，会发生固体沉降，导致路基下沉；
（2）水分变化引起的沉降：地基土中水分的变化会引起土壤体积的变化，从而导致路基沉降；
（3）路基结构材料的老化破坏：高速公路路基结构材料长期受到交通负荷和自然环境的影响，会出现老化破坏，从而引起路基沉降；
（4）天然灾害导致的沉降：如地震、泥石流等自然灾害会对路基稳定性产生影响，导致路基沉降。
2. 高速公路路基沉降的影响
高速公路路基沉降对交通安全、路基使用寿命等产生了严重的影响。
（1）交通安全：路基沉降会导致路面不平整，增加车辆的颠簸感，影响车辆行驶的稳定性，增加交通事故的风险；
（2）路基使用寿命：路基沉降会导致路基结构的破坏和变形，加速路基的老化，降低了路基的使用寿命，增加了维护和修复的成本。
3. 高速公路路基沉降的施工技术分析
为了减缓高速公路路基的沉降速度，提高路基的抗沉降能力，需要采取相应的施工技术措施。
（1）合理的路基设计：在进行高速公路路基设计时，需要根据地质条件和交通负荷等因素，合理确定路基的高度、宽度和结构形式，确保路基具有足够的承载能力和抗沉降能力； （2）路基基础处理：对于地基土条件较差的区域，需要采取合适的地基基础处理措施，如加固土石方路基、给路基铺设合适的砂垫层等，提高路基的承载能力和稳定性；
软土路基沉降值允许值
软土路基沉降值允许值
软土路基的沉降值允许值根据不同的工程标准和地理环境条件而有所不同。以下是一些常见的标准：
高速公路、一级公路的容许工后沉降标准为：桥台与路堤相邻处≤0.10m，涵洞、箱涵、通道处≤0.20m，一般路段≤0.30m；作为干线公路的二级公路容许工后沉降标准为：桥台与路堤相邻处≤0.20m，涵洞、箱涵、通道处≤0.30m，一般路段≤0.50m。
根据《公路路基设计规范》（JTGD30），软土地区路基的工后沉降标准为：特大桥、大桥≤50cm，中桥≤40cm，小桥（含通道）及明涵≤20cm，暗涵≤10cm；路堤允许工后沉降量不超过20cm，沉降差（沉降量差的最大值）不超过10cm。
在《铁路路基设计规范》（TB10001-2016）中，规定了软土地区铁路路堤的工后沉降标准：一般路段≤15cm，桥台和填挖交界处≤10cm，构造物顶部≤5cm。
此外，在软土路基的设计和施工过程中，还需要注意以下几点：
加强地质勘探和地形测量工作。在工程前期，需要对软土路基的地质和水文条件进行全面勘探和测量，了解软土的类型、分布、厚度等情况，为后续的设计和施工提供准确的基础资料。
合理选择填料和施工方法。在填筑软土路基时，需要选择合适的填料，如碎石、沙砾、石灰等，并采用合适的施工方法，如分层填筑、压实、排水固结等，以尽量减少路基的沉降和变形。
设置合理的排水系统。在软土路基的设计和施工过程中，需要设置合理的排水系统，包括横向和纵向排水设施，以避免路基长时间浸泡在水中，从而减少沉降和变形。
加强施工监测和质量控制。在软土路基的施工过程中，需要加强监测和质量控制，包括对路基的沉降和水平位移进行观测，对填料的质量和压实度进行检测等，确保施工质量符合设计要求。
考虑环保和生态保护。在软土路基的设计和施工过程中，需要考虑环保和生态保护，避免对周围环境和生态造成不良影响。
需要注意的是，这些标准是基于一定的工程实践和经验得出的，具体的沉降允许值还需要根据工程实际情况进行具体分析和评估。在实际工程中，还需要考虑地质勘探、设计计算、施工监测等多个方面的因素，以确保软土路基的稳定性和安全性。
高速公路工后沉降预测新方法
文章编号:100926825(2007)0820339202
高速公路工后沉降预测新方法
收稿日期6228作者简介吴晓伟(82),男,助理工程师,江苏省交通科学研究院,江苏南京 吴晓伟
摘 要:列举了高速公路工后沉降的几种计算方法,对其计算的限制性和精确性进行了分析,针对已有文献中的两个算
例用不同的方法分别进行了计算,给出了各种方法的适用范围,对高速公路工后沉降预测提供了一定的理论依据。关键词:工后沉降,预测,指数法,双曲线法
中图分类号:U412.2文献标识码:A
随着我国经济的快速发展,高速公路的建设也方兴未艾,但
是在软土地区的高速公路普遍存在工后沉降过大的问题,严重的甚至造成路基和路面的破坏,影响了正常的交通。从根本上整治
这种病害发生的方法便是较为准确地预测工后沉降,使其在规范允许的范围内。这样既避免了破坏造成的事故,又节省了破坏后
处理的巨大投资,可谓一举两得。关于高速公路工后沉降预测的方法,国内外很多学者提出了
不同的计算方法,各种方法有其不同的理论基础和使用范围,文中将列举其中较为常用的几种方法,分析其理论基础和适用范
围,对其精确度进行说明。
1 双曲线法[2]
此法为国内常用的方法,它假定沉降曲线按一定的规律“沉
降平均速度呈双曲线递减”而变化。具体方法如下:根据不同的填土高度和时间,测得相应的沉降量,点绘出直角坐标图。任意t时刻的沉降量S的计算公式为:
S=S0+(t-t0)α+β(t-t0)(1)
当时间t趋向于无穷大时,所对应的沉降量则为最终沉降
量,也即S∞。上式可变化为:(t-t0)(S-S0)=α+β(t-t0)(2)
α和β分别为(t-t0)/(S-S0)～(t-t0)关系图上的截距和斜率,其值可通过线性回归方程求出,也可用图解法直接求得。
得到上面的α,β参数,利用实测的S0和t0值,可用(1)式求出任意时刻t时的沉降量St,也可预测其最终沉降量,亦即存在下式:
S∞=S0+1β(3)
双曲线法的前提是在恒载下,即必须是在加载结束或者只能预测某一级加载的最终沉降,而不能用于计算整个施工期和营运
一级公路工后沉降的要求
一级公路工后沉降的要求
一、概述
一级公路的建设过程中，工后沉降是指施工完成后路基、路面、桥梁等结构物的沉降量。工后沉降对公路的质量和使用性能有着重要影响，因此对其要求非常严格。本篇文档将详细介绍一级公路工后沉降在路基沉降、路面平整度、桥梁沉降、横向位移、竖曲线偏差、纵坡变化和相邻板高差等方面的要求。
二、路基沉降
路基是公路的基础，其沉降量的大小直接影响到路面的平整度和使用性能。一级公路的路基应具有足够的强度和稳定性，以承受车辆的荷载和自然环境的影响。
1. 路基沉降应控制在一定范围内，一般要求在路面施工完成后，路基沉降量应小于0.3cm/年。
2. 对于软土地基或填方路基等特殊地质条件，应采取相应的处理措施，如换填、堆载预压等，以减小路基沉降量。
三、路面平整度
路面平整度是评价公路使用性能的重要指标之一，直接影响到行车的舒适性和安全性。
1. 一级公路的路面平整度应符合相关标准要求，一般要求在路面施工完成后，平整度偏差应小于0.2cm/10m。
2. 在路面施工过程中，应采取有效的质量控制措施，如控制原材料质量、优化施工工艺等，以提高路面的平整度。 四、桥梁沉降
桥梁作为一级公路的重要组成部分，其沉降量的大小直接影响到桥梁的使用安全和性能。
1. 桥梁的工后沉降应控制在一定范围内，一般要求在桥梁施工完成后，沉降量应小于0.2cm/年。
2. 对于大跨度或地质条件复杂的桥梁，应采取相应的处理措施，如增加桩基深度、采用预应力结构等，以减小桥梁沉降量。
五、横向位移
横向位移是指一级公路在使用过程中出现的路面或桥梁的横向移动。过大的横向位移会损坏路面或桥梁的结构，影响使用安全。
1. 一级公路的路面和桥梁应具有足够的横向稳定性，一般要求在使用过程中横向位移不超过0.5cm/10m。
2. 在设计和施工过程中，应考虑提高路面的横向稳定性，如优化排水系统、加强路面材料的选择等。
六、竖曲线偏差
竖曲线偏差是指一级公路在使用过程中出现的路面或桥梁的竖向曲线偏差过大现象。过大的竖曲线偏差会影响行车的舒适性和安全性。
高速公路路基沉降及施工技术分析 3
高速公路路基沉降及施工技术分析
高速公路路基是指承载高速公路荷载的基础结构，是保障高速公路行车安全和舒适度的重要组成部分。由于高速公路的使用频率和荷载较大，路基的稳定性对于保障高速公路的安全和舒适度至关重要。而路基的沉降是影响路基稳定性的一个重要因素，因此对高速公路路基的沉降及施工技术进行分析和研究具有重要的意义。
一、高速公路路基沉降的原因
高速公路路基沉降是指路基在使用过程中产生的下沉现象。其原因主要包括以下几个方面：
1. 地基土质的沉降：地基土质的沉降是高速公路路基沉降的主要原因之一。地基土质的沉降主要是由于地基土质的变形、沉降或压实等现象所引起的。
2. 荷载导致的沉降：高速公路的使用频率和荷载较大，车辆的运行对路基产生的荷载会导致路基的变形和沉降。特别是在高速公路的桥梁和附近接近交叉路口的位置，车辆的行驶会对路基产生较大的荷载，从而导致路基的沉降。
3. 自然环境因素：自然环境因素也是导致高速公路路基沉降的重要原因之一。降雨、地下水位变动等自然因素会导致路基土质的松软和水土流失现象，从而影响路基的稳定性。
高速公路路基沉降会对道路的安全和舒适度产生重要影响。一方面，路基的沉降会导致路面的不平整和凹凸不平，从而增加了车辆行驶时的颠簸和不稳定性。路基的沉降还会对道路的排水和通行能力产生负面影响，从而加大了高速公路的维护成本和安全隐患。
高速公路路基沉降的施工技术是保障路基稳定性和道路安全的重要保障措施。在施工技术方面，可以通过以下几个方面进行分析：
1. 地基处理技术：针对地基土质的沉降问题，可以采用加固地基、改进地基土壤和土工布等技术进行处理，以增强地基的承载能力和稳定性。
2. 设计和施工监测技术：在高速公路路基的设计和施工过程中，可以结合现代化的监测技术和设备，对路基的土质、荷载和沉降等因素进行实时监测和分析，以及时发现和解决路基沉降问题。
高速公路路基的强度与稳定性分析
高速公路路基的强度与稳定性分析
随着交通运输的快速发展和城市化的加剧，高速公路作为城市交通的重要组成部分，发挥着极其重要的作用。而高速公路的路基作为其基础设施的重要组成部分，其强度与稳定性的分析显得尤为关键。
一、高速公路路基的强度分析
高速公路路基的强度主要指路基的承载能力。高速公路车流量大且运输速度较快，路基需要承受车辆的重量以及车辆行驶时所产生的动力荷载。因此，对高速公路路基进行强度分析，能够帮助我们确定适当的设计强度，确保路基充分承载车辆荷载，提高路面使用寿命。
1. 材料选择
高速公路路基的材料选择直接影响着强度分析的结果。一般情况下，水泥土、沥青混凝土等材料常用于高速公路路基。这些材料的力学性质、稳定性和耐久性等是进行强度分析时需要考虑的主要因素。
2. 荷载分析
高速公路路基需要承受车辆荷载，因此荷载分析是强度分析的一个重要步骤。通常，我们需要确定高速公路上各种类型车辆的荷载以及荷载的分布情况。这可以通过实地采集数据或模拟计算得到。在进行荷载分析时，我们还需考虑车辆荷载的时变性，即车辆行驶时加速度、减速度以及转弯等因素对路基的影响。
3. 承载能力计算
通过荷载分析，我们可以得到高速公路路基所受到的荷载。而路基的承载能力则是指路基能够承受的最大荷载。在进行承载能力计算时，我们需要考虑路基的材料特性、路基的宽度、路基的厚度以及基础土的力学性质等因素。通过计算，我们可以判断路基是否能够满足设计要求，是否需要加固或改造路基。 二、高速公路路基的稳定性分析
高速公路路基的稳定性是指路基在受到荷载作用时的抗倾覆能力和抗滑动能力。稳定性分析旨在判断路基的稳定性，以确保高速公路的安全运营。
1. 抗倾覆能力分析
高速公路路基的抗倾覆能力是指路基倾覆的抵抗能力。在进行抗倾覆能力分析时，我们需要考虑路基的几何形状、土壤的力学特性、路基的荷载以及路基和基础土的摩擦力等因素。通过分析这些因素，我们可以判断路基在荷载作用下是否能够保持稳定。
浅谈高速铁路路基工后沉降控制
第３２卷第２４期 ２００６年 １２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 、，Ｏ１．３２ Ｎｏ．２４ Ｄｅｃ．２００６ ・３１３・
文章编号：１００９．６８２５（２００６）２４．０３１３．０２
浅谈高速铁路路基工后沉降控制
谢一振
摘要：主要介绍了高速铁路路基工程工后沉降控制措施，通过对路基工后沉降组成的分析，从设计、施工、管理等方面
提出控制工后沉降的一些具体措施，为确保工后沉降的控制提供合理的施组。
关键词：路基，工后沉降，控制措施 中图分类号：Ｕ４１６．０
《京沪高速铁路设计暂行规定》规定：工后沉降即“基础设施
的最终沉降量与铺轨时的沉降量之差”，并对路基工后沉降标准
作了具体要求：路基工后沉降不应大于５ ｃｎ２，年沉降速率应小于
２ ｃｍ／年，桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于３ ｃｍ。该标
准对路基工程要求很高，尤其对松软、软土路基要求相当严格，为
实现这个目标，应在设计、施工、管理等方面深入研究，采取切实
可行的工程措施和管理措施。
１ 路基工后沉降的组成
路基建成后发生的变形、沉降主要有：基床表层在列车荷载
作用下发生的塑性累积变形；路基本体在自重作用下的压密沉
降；支承路基的地基固结沉降。
国内外有关资料表明，采用级配碎石（或级配砂砾石）填筑的
基床表层，压实达到一定密实标准后，在列车荷载作用下发生的
塑性变形很小，最大变形值为０．３５ ｃｍ。根据以往的试验研究，从
京沪线基床表层的结构设计、压实标准来看，基床表层的沉降变
形完全可以控制在０．３５ ｃｍ以内。
观调查法、专家经验评定法、层次分析法、模糊综合评定法、设计
规范对照法、结构可靠性法、损伤力学、断裂力学、数值模拟等。
在公路建设工程预评价阶段，对于桥梁工程应主要评价：桥梁施
工方案、桥梁防护设施设计、防汛能力、抗震能力、桥面排水、后期
养护方案、管理办法等。
２．５施工现场常规评价
在公路建设工程预评价中，施工现场常规评价为建设工程现
高速公路路基沉降及施工控制技术的实际应用解析
高速公路路基沉降及施工控制技术的实际应用解析
高速公路是国家基础设施建设的重要组成部分，其路基的稳定性对于路况的良好保持和行车的安全至关重要。在长期使用和气候影响下，高速公路路基很容易出现沉降现象，而不适当的施工方法也会对路基的稳定性产生不利影响。研究和应用路基沉降及施工控制技术对于保持高速公路路基的稳定性至关重要。
一、高速公路路基沉降的原因分析
高速公路路基沉降是指路基地基的承载力逐渐降低，导致路面下陷的现象。高速公路路基沉降的主要原因包括土壤沉降、水分影响、不合理的施工等。
1. 土壤沉降
土壤的沉降是路基沉降的主要原因之一。土壤沉降可能是因为不均匀的土壤密度分布、土壤颗粒重力沉降等原因导致的。土壤沉降会导致路基的不平整和不均匀沉降，从而影响道路行车的平稳性和安全性。
2. 水分影响
水分是路基沉降的重要因素之一。在降雨或地下水位升高的情况下，土壤中的水分会增加，从而导致土壤的不稳定性和膨胀。当土壤膨胀时，路基会发生变形和下沉，从而引起路面的不平整和损坏。
3. 不合理的施工
不合理的施工方法也会导致路基沉降。路基填土过程中使用的土壤质量不合标准、填土层厚度不匹配等都会导致路基沉降。施工过程中未经充分压实或排水不良等也可能导致路基下沉。
1. 路基沉降的监测与评估技术
为了及时发现和评估路基沉降情况，可以使用路基沉降监测技术。该技术利用测量仪器对路基进行沉降监测，通过收集数据来评估路基的稳定性。这样可以及时发现路基的沉降情况，并采取相应的措施来防止或修复路基的沉降。
2. 路基加固技术
针对路基沉降问题，可以采用路基加固技术来提高路基的稳定性。常见的路基加固技术包括土工格栅加固、石材桩加固、聚合物增强土等。这些技术可以增加路基的承载能力，减少路基的沉降情况。
3. 施工控制技术 为了避免不合理的施工导致路基沉降，需要在施工过程中采取相应的控制技术。在填土过程中要合理选择填料，并按照规范要求施工，以确保填土层的稳定性和均匀性。还需要在施工过程中进行充分压实和排水，以防止路基承受过大的荷载和水分引起的沉降。