1 工程概况及现场测试分析

某高速公路DK2+185.2～DK2+743.6区间为公路拓宽工程。既有线为二级公路，路基填土高度为3.4 m，路基面宽度为7.3 m。新建公路为高速公路，拓宽路面为8 m，拓宽后高速公路为双向四车道。

路基搭接部位处置步骤：(1)对原有二级公路进行检测，为拓宽设计提供参数支撑；(2)剔除原二级公路搭接一侧边坡，剔除厚度约1 m，为搭接部预留开挖台阶；(3)剔除边坡后进行搭接开挖台阶，台阶高度30 cm，台阶宽度30 cm；(4)在台阶上铺设双层高强玻纤格栅，单层玻纤格栅极限抗拉强度300 kN/m；(5)填筑新路基，每层填土压实厚度等同于一个台阶高度，为避免强夯振动对搭接部位格栅破坏，采用人工小型机械打夯机夯实，直至满足路基检测指标要求；(6)路基填筑结束，整个过程测试搭接部位差异沉降，沉降板埋设位置如图1所示。

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图1 路基拓宽沉降测试图

结合沉降板测试数据，将搭接部位新旧路基沉降测试差值作为“差异沉降”。具体测试结果如图2所示。

  

图2 路基沉降随时间变化规律

结合现场填筑施工情况，路基从填筑开始到填筑结束共计22 d时间，22 d以后测试为路基静置期，等待沉降稳定后开始进行路面结构铺装施工。由图2可知：沉降随时间发展逐渐呈阶段性变化，在填筑初期(0～10 d)，受填筑荷载和人工夯实机械振动等因素影响，沉降波动及发展相对较快，沉降速率约为0.7 mm/d；随填筑荷载增加，填筑后期(10～22 d)沉降继续发展，但是沉降速率相比填筑初期降低了70%，主要由于地基固结逐渐完成；整体而言，新建路基沉降发展及累积沉降量大于旧路基，主要由于旧路基在长期运营过程中，压实度相对较高，地基长期应力平衡过程中固结基本完成。稳定时，新旧路基沉降差值约为4.5 mm，控制在5 mm以内，相对较小，说明高强格栅在新旧路基拓宽部位工作性能良好。

2 搭接部工作性能数值模拟

2.1 数值模型建立

由图4可知：地基横向沉降随时间增长逐渐变大；相比其他部位，新旧路基搭接处地表沉降最大；受高强玻纤格栅横向拉力作用，地表横向沉降呈“槽”状发展，说明高强格栅发挥竖向承载“网兜”效应较好。

由图3可知：现场测试和数值模拟新旧路基差异沉降变化趋势基本吻合，不同之处在于数值计算曲线平稳性高于现场测试，主要由于数值模型考虑材料各项均值特性所致，与实际路基填筑材料存在差异。数值计算新旧路基差异沉降约为4.8 mm，略大于现场测试值4.5 mm。

数值模型建立在以下假设基础之上：模型材料认为是各项同性均值的；整个计算过程仅考虑重力场作用；地基水按水土合算处理。

最后，来看百姓需求方面。非农土地的扩张，致使一些地方农业耕地在减少。而且今年多数农产品价格呈持续下跌走势。其中山东大蒜价格惨跌，市场行情波动大，山东蒜农亏损严重。今年大蒜收购价只有每斤0.8元左右，创下近10年最低价，而成本却是每斤2块，每斤净亏1.2元，按每亩地2000斤产量算，农户每亩大蒜要亏损2400元左右。谭经理表示，今年小麦、玉米、水稻价格即使不跌也不会大涨，所以百姓对农作物投资积极性比较低。

模型网格采用Structure技术划分，单元类型选择CPE4R，模型两侧限制法向位移，底部采用固定约束，模型顶部及边坡部采用自由边界条件；模型采用库伦屈服准则，弹性部分采用线弹性模型。路基土弹性模量取60 MPa，粘聚力取52 kPa，摩擦角取25。

2.2 计算结果及分析

在分配生产设备的可利用时间时，可以具体到每一台设备上，此时生产管理者可以作出精细到每台设备上的生产调度与安排，这样的安排有时比按设备种类去分配更能充分利用现有的生产设备资源．

综上可知，新旧路堤搭接处因铺设高强玻纤格栅，充分发挥“网兜”承载特性，路基搭接处新旧路基差异沉降控制在5 mm，说明高强玻纤格栅工作性能良好。

  

图3 搭接部差异沉降随时间变化曲线

借助大型有限元分析软件ABAQUS，建立路基拓宽搭接数值模型，对路基填筑过程中高强格栅的工作性能进行分析。

  

图4 地基横向沉降随时间变化曲线

数值模型与实测路基差异沉降吻合，验证了数值模型的合理性；而稳定时数值模拟结果略大于测试值，说明数值模拟结果相对保守，计算整体偏安全。

3 结 论

(1)现场测试路基搭接处沉降随时间发展呈2阶段性特征，填土前期发展较快，填土后期相对缓慢，稳定时新旧路基差异沉降4.5 mm，控制在5 mm以内。

(2)数值计算与现场测试新旧路基差异沉降规律基本吻合，验证了数值模型合理性；计算路基差异沉降4.8 mm，略大于测试值，说明数值计算结果相对偏保守。

教师A在反思日志中提到了自己反思内容的困惑，教师A想要解决这些问题，但是由于各方面原因影响整体解决效果。

(3)现场测试和数值计算结果均表明，高强格栅应用于路基搭接部后，新旧路基差异沉降相对较小，且能够发挥横向承载功效，说明其在路基拓宽工程中工作性能良好。

参考文献：

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[2] 王之光. 高速公路路线设计基本思路及选线方法研究[J]. 交通世界，2017，(10): 8-9.

[3] 张春会，吕锦，赵全胜，等. 高速公路拓宽路基病害机理及防治[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2012，31(02):168-171.