丁禮勇
湖南省農林工業(yè)勘察設計研究總院 湖南 長沙 410000
高速公路建造工程十分的復雜,根據現(xiàn)場施工情況可以大抵分為以下幾個類型(針對高速公路路基):高填方路基、半填半挖路基以及路塹路基三種情況,目前來看,我國高速公路建造的速度十分快,不僅在城市周遭進行建造,對于偏遠山區(qū)也有著一定的建造力度,所以針對此種情況,對于高度公路的路基更要有所保障,因為其地質地形的復雜構造各方面,都會對其產生一定的影響,進而造成路基沉降的現(xiàn)象發(fā)生,嚴重還會導致高速公路出現(xiàn)斷裂等情況發(fā)生,預防此種情況發(fā)生,道路動載荷原理以及車輛荷載路面動力模型建設,為不可避免的方式。
對于高度公路的建設,因為考慮到造成影響等因素,基本上選擇都是較為偏遠的地帶,并且所在的地形地域比較復雜,基本上為山區(qū)等地帶進行,也正是因為這種因素,其中有著許多高填路基以及很多半填半挖路基,并且陡坡路基比較多。
路塹邊坡巖土遭受到雨水的沖刷之后,以及在地下以及地表水流的影響之后,會對于路基的穩(wěn)定性造成很大的威脅,那么高速公路所表現(xiàn)出的便是公路變形、斷裂等情況發(fā)生。
若是想要針對此情況進行防治,便需要對于路基進行精細化的觀察,仔細尋找挖掘出路基發(fā)生沉降情況的原因,并且提前制定相應的防治措施,從而避免此種情況的發(fā)生。
對于高速公路來說,路基在其中的地位處于核心點,為整個高速公路的重載所在,放在承重方面來看,路基與路面本身共同構建的結構體,對于車輛有著承載的作用,路基若是設計存在誤差或者不當,便會對于高速公路(主要為長時間使用的后期)產生不可抗拒的危害,那么對于已經出現(xiàn)損害的高速公路,對其進行修理,將會投入更大的資金以及人力物力等成本,那么對于高速公路的路基要求,不僅僅需要對于路基強度有著高要求,對于其穩(wěn)固性還有一定的要求。
對于高速公路的設計建造可以分為兩種形式,一種為柔性瀝青結構,另一種為混凝土路面的形式,若是根據我國關于高速公路建造的要求來看,柔性瀝青高速公路使用壽命需要大于十五年,而水泥混凝土時間更長,需要不少于三十年的期限,但是根據真實情況,我國高速公路使用的年限遠遠達不到規(guī)定使用年限,甚至對于瀝青路面來說,在兩年到三年的時間內,就會出現(xiàn)不同程度的路面斷裂、沉陷等情況的發(fā)生。
根據相關的研究表明,高速公路的路面出現(xiàn)問題,大體為高速公路的路基出現(xiàn)流動性所導致,舉例子來說,對于高速公路的路基出現(xiàn)了一定程度的變形,特別是對于路基出現(xiàn)不同程度的沉陷情況,那么將會對于高速公路的路面結構面板脫空,以至于產生不可預估的應力,在此情況下,路面出現(xiàn)破損變形的速率將會加大,那么基于此種研究表明,對于路基沉降的預測便有著很大的必要性了。
路基沉降的預測方式可以簡單的分為以下三種,第一種叫做分層總和法,這種方式是一種比較規(guī)范的預測方式,因此應用也比較廣泛;第二種名字叫做數值計算法,本質上是在固結理論作為基礎,再與相應土的本構模型進行結合,但是有著一個共同的缺陷,便是計算所需要的數值數據都需要通過相應的實驗進行獲取,有著一定的成本步驟。而第三種方式,則是利用現(xiàn)場實際測量的資料數據進行沉降量的推算,因為現(xiàn)場勘查的數據有著很大的客觀真實性,因此對于最終的推算結果有著一定的肯定,那么根據這種方式的預測與推算表明,路堤在荷載處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)下(穩(wěn)定處于一種動態(tài)變化之中,而非靜止,只是運動幅度較小),沉降曲線便呈現(xiàn)出一種非線性的變化規(guī)律,因此無論是哪一種推算預測的方式,都需要考慮進去荷載大小以及周遭地理條件影響等一些因素在其中,進而實現(xiàn)一個綜合性的判斷與預測。
路基沉降出現(xiàn)的原因,除了建設本身有著一定的缺陷之外,還與車輛動載荷有著不可分割的關系,具體分析來看,動荷載因素的影響,造就了在靜力荷載模式下分析得到的結果數據,與現(xiàn)場實際出現(xiàn)的作用力大小數據有著明顯的不符合,期間的差異數據過大是很大的因素影響,那么路面結構的靜力學理論便不可以應用于動力學的特征表現(xiàn)。
荷載此種情況的發(fā)生原因很多,譬如高速公路的路面建造時因為路面的不平整、并且與著車輛本身也有著一定的牽連。譬如車輛的結構特點、能夠承受的重量范疇限制、車輛行駛的速度等等,這種不是移動的恒載,并且也非瞬間沖擊荷載,而是一種隨機性質的荷載,其建模和數據數值的相關計算是比較繁瑣復雜的,目前來看,我國對于動載作用下的路基呈現(xiàn)出的動態(tài)研究并不是很完善,那么出現(xiàn)的情況便是實際的情況與理論化的結果不匹配,在相關部門的工作人員在進行相應的設計對動載荷的把握方面,出現(xiàn)把控不精確性,故而將會造成投入成本的加大化或者是減少化(資源浪費或者資源不足的情況),那么就會對于高速公路造成損害,嚴重會發(fā)生高速公路路基下沉或者路面斷裂等情況的發(fā)生。
綜上所述,高速公路應用十分重要,而路基是高速公路的核心所在,絕對不可忽視,對于路基需要從多方面去觀察維護,并且考慮路面動力以及車輛荷載等復雜因素的影響,方能對于高速公路的路基進行合理的保護與對高速公路有效的應用。