引言
近年来，很多现有高速公路的运输能力已经不能满足经济发展的需要，需要进行拓宽改建。高速公路在拓宽改建过程中，路基不均匀沉降是施工质量的重要影响因素，必须在施工过程中做好沉降观测，进行数据分析后制定路基不均匀沉降控制方案，保证工程质量。
1 工程概况
某高速建成于上世纪90年代，原设计采用双向四车道，路基宽27 m，路线总长度95.6 km。原有道路已不能适应当今交通量不断增长的需要，很多道路出现病害，高速公路服务水平不断下降，已不能满足当今交通运输的要求。拟对该高速公路进行拓宽改建工程，加宽后为双向8车道，平原微丘区设计车速为120 km/h，山岭重丘区为100 km/h。路基全宽拓宽至42 m，采用双侧加宽的方式，并采用挖台阶分层回填施工。
为了保证高速公路拓宽改建施工质量，有效控制新旧路基结合处不均匀沉降，施工中选取试验路段进行路基不均匀沉降观测。分别选取200 m试验路段进行素土回填，对回填后的新旧路基结合部位设置沉降观测点，收集数据进行对比分析，确定更适合用于拓宽路基回填的填料。
2 新旧路基不均匀沉降机理分析
高速公路拓宽改建后，新旧路基加宽结合部位所产生的沉降量会存在一定的差异，其中新加宽路基沉降量较大，原有旧路基沉降量较小。原有旧路基在使用一段时间后，沉降已趋于稳定，虽然施工改变了路基上部的荷载，但所产生的沉降量很小[1]。新路基最容易产生不均匀沉降，填料在自重和外界荷载的作用下会不断加密，产生沉降。新旧路基结合部位是路基不均匀沉降最严重的部位，如处治不当会使道路产生开裂破坏。另外，旧路基经过多年使用，其强度和承载能力与新路基不同，这种差异是导致路基不均匀沉降的主要原因[2]。尤其是在软土地基，如处治不当，容易造成严重的不均匀沉降，导致道路总体结构的破坏，必须采取有效措施进行加固。
对照组采用临床上常规治疗方法，主要有面罩吸氧、硝酸酯类扩充血管、利尿、强心、解痉平喘药物等手段，研究组在进行对照组手段的基础上采用无创呼吸机通气治疗手段，治疗时可以采用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司生产的SynoVent E5呼吸机。参数设置为：呼气末正压4～5 cm H2O，吸气相正压10～18 cm H2O、吸氧浓度设置为30%～60%、呼吸频率为14～20次/min[4]。
3 新旧路基拓宽改建施工方案验证
3.1 选取试验路段
为了保证该高速公路拓宽改建工程施工质量，有效控制不均匀沉降，在正式施工前选取试验路段对拓宽改建施工方案进行验证，并确定施工方法和施工参数。分别选取高速公路左幅和右幅各200 m作为试验路段，进行素土填筑，原道路边沟采用回填砂砾。路基施工采用双侧加宽，原地面清表厚度为60 cm，开挖内倾2%台阶，路基填筑高度为8 m。通过对试验路段所选用的施工方法、施工机械组合和施工材料进行分析，确定了松铺系数、碾压遍数、碾压重叠和施工机械组合等[3]。
3.2 路基素土填筑
所选素土填筑松铺厚度控制在30±1 cm，含水量控制在最佳含水量±1%的范围内，并在施工过程中严格控制含水量[4]。采用同样的方法对素土填筑路基压实度随碾压遍数的变化情况进行统计见表1。
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表1 素土填筑路基压实度随碾压遍数的变化
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通过对试验路段进行反复检验，确定素土最佳填筑厚度为30±1 cm，最佳含水率为14.2%，最大干密度1.86 g/cm2。在采用相同的机械组合的情况下，碾压3遍压实度平均值为91.04%；碾压4遍压实度平均值为93.22%，压实度较碾压3遍提高了2.18%；碾压5遍压实度平均值为94.68%，压实度较碾压4遍提高了1.46%；碾压6遍压实度平均值为95.60%，压实度较碾压5遍提高了0.92%。说明随压实度的增加，素土压实度呈线性增加，但增加幅度不断减小。试验段路基所在填层压实度设计标准为95%，说明碾压6遍方可达到设计要求。
通过对比分析对素土填筑施工情况检测可知，采用增加碾压遍数可有效提高路基的压实度，且压实度的增加呈线性增加，增加幅度随碾压遍数增加不断减小。
4 新旧路基结合路段不均匀沉降观测分析
4.1 布置观测点位
选择两个观测断面对路基沉降情况进行观测，分别为路基左幅和右幅填筑断面。在每个观测断面，分别在原有旧路基、新路基和新旧路基结合部位布置观测点位，点位处布置沉降板与沉降管，以便于进行观测，施工现场观测点布置见图1。
图1 路基沉降观测点
路基沉降观测选用DS05 级高精度数字水准仪、测微计及铟钢尺，按国家二等水准要求施测，视线高≥0.3 m[5]。对原旧路基进行沉降观测的目的主要是对旧路基在施工过程中产生荷载以及施工后荷载变化对其的影响进行分析，观测点布置在距离新旧路基交界位置20 cm的旧路基上。新路基观测点采用沉降板及测管，位于新路基中心位置处，应避开新旧路基结合部位的台阶处。新旧路基结合部位观测点布置采用沉降板及测管，应布置在台阶上。沉降板采用边长为50 cm，厚度为1 cm的钢板，测管选用Φ20螺纹镀锌钢管，长度为0.5 m，外部保护套筒采用Φ50PVC管。
4.2 路基沉降观测结果分析
4.2.1 原有旧路基顶面沉降观测结果
通过对选取的原有旧路基观测断面路基顶面观测数据进行分析，并选取其中两个横断面的观测结果绘制沉降观测分析曲线见图2。通过对曲线数据分析可知，旧路基的沉降量普遍较小，沉降值均小于5 mm，且平均值为0.364 cm。其中观测前60 d沉降速度增长快，后期沉降速度增长放缓，并逐步趋于平缓。说明施工后对旧路基的影响较小，不会影响路基整体质量。
图2 原有旧路基横断面沉降观测曲线
4.2.2 新路基沉降观测结果分析
①基本痊愈：在治疗3 d内，症状消失，或明显缓解。②有效：在治疗3～7 d内，症状有所缓解。③无效：在治疗后10 d内，症状无改善，病情未控制。④恶化：在1 d内发展至脑梗死者。
对新路基的观测测点布置在新路基中心，通过对两个断面观测结果进行分析，并绘制不同填筑高度路基左幅和右幅沉降量与累计观测时间曲线，见图3。分析可知，随着路基填筑高度的增加，新路基的累计沉降量不断增加。新建路基最大沉降量1.311 cm，沉降量平均值为1.048 cm，沉降量较大，可能会导致路基出现纵向裂缝，应采用增加碾压遍数，提高压实度，采用土工合成材料加筋土等技术方法进行优化改进。
图3 新路基观测横断面沉降曲线
4.2.3 新旧路基结合处沉降观测结果分析
1978年党的十一届三中全会的召开,标志着中国全面启动改革开放，确立了全党全国的工作重点转移到社会主义现代化建设上来。随着国家发展战略转向探索中国特色的社会主义道路, 环境保护法规和政策等制度建设也开始进入发展阶段。
通过对两个横断面沉降量进行观测，并绘制不同填筑高度路基累计沉降量与观测时间之间的关系曲线见图4。分析可知，随着路基填筑高度的增加，新旧路基结合处的累计沉降量不断增加。与新路基类似，新旧路基结合处路基累计沉降量随观测时间呈线性增加。新旧路基结合处最大沉降量为0.658 cm，沉降量平均值为0.562 cm，沉降量在允许范围内，不会对路基造成影响。
接收机的矩形系数实际就是考核中频输出滤波器的矩形系数，矩形系数是指描述了滤波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度[16]，根据实际的工程需要一般指40 dB、50 dB甚至60 dB与3 dB带宽的比值，是表征滤波器选择性好坏的一个参量。接收机的矩形系数的好坏对后端AD采样与信号处理有着重大意义。
图4 新旧路基结合处沉降曲线
5 结语
（1）通过试验路段对路基填筑素土施工方案进行验证，通过分析压实度与碾压遍数之间的关系确定了机械组合和施工参数，为下一步施工做好准备工作；（2）分别对旧路基、新路基与新旧路基结合处进行沉降观测，绘制出随填筑高度的增加累计沉降量随观测时间的变化曲线，得出路基沉降量随时间呈线性增加，沉降速度随时间增加而减小；（3）通过对累计沉降量与观测时间的变化曲线与数据分析可知，旧路基累计沉降量平均值为0.364 cm，新路基累计沉降量为1.048 cm，新旧路基结合处累计沉降量为0.562 cm，说明新路基沉降量最大，需要在施工中采取增加压实度、采用土工合成材料加筋土等技术方法进行优化改进。
参考文献：
1刘光明.软土地基市政道路加宽工程路基差异沉降特性及处治措施综述J.中外公路，，43（2）：45-48.
2王楹，姚占勇，张昊.强夯加固公路路基的工后沉降分析J.公路交通科技（应用技术版），，12（3）：169-174.
3范黎明.高速公路拓宽软土路基差异沉降分析理论与工程实践现状J.城市道桥与防洪，，32（5）：43-47，10.
4张云文，王晓东，阿旺曲觉，张谢东.西藏地区旧路加宽路基不均匀沉降分析J.交通科技，，38（2）：93-96.
5付长凯，周桂梅.拓宽路基不均匀沉降分析与控制技术研究J.四川理工学院学报（自然科学版），，27（3）:85-89.
