池付近の高速道路拡幅事業における盛土変形特性解析

Scientific Reports volume 13、記事番号: 717 (2023) この記事を引用

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新旧の路床の安定性は、軟弱地盤の拡幅プロジェクトにとって重要な問題です。調整されていない変形は重大な工学事故、さらには災害を引き起こす可能性があるためです。 金北地区の池近くの高速道路拡張プロジェクトの安定性を確保するために、一連の現地調査、実験室試験、数値解析が実施されました。 施工期間中に現地モニタリングによる沈下・変位調査を実施し、分析結果を検証しました。 不等沈下により盛土の激しい沈下と変位が発生していることが判明した。 このため、高速道路には網目亀裂や縦亀裂が発生した。 新しい堤防も弱い基礎の影響を受けました。 したがって、拡幅部の施工前に基礎を補強する必要があります。 拡幅事業の経済性と効果を考慮し、数値解析や現場での自走実績に基づき、弱い地盤補強については代替工法を推奨した。 揚水は堤防の沈下に大きな影響を与えた。 水の汲み上げにより基礎に浸透が生じ、​​土壌の有効応力が増加し、基礎がより強固になりました。 池の法面は周囲の土によって制限されていないため、堤防の建設前に補強する必要があります。 そのため、斜面土は十分な受動土圧が得られず、滑りやすくなりました。

交通量の増加は経済と強い相関があります1。 交通システムの発展は、商品の交換を刺激し、より多くの雇用の機会を生み出すことができます。 さらに、経済成長により交通建設への投資が促進される可能性があります。 蘭海高速道路 (G75) は、中国の北部地域と南部地域の間の強力な通信を確立するために 2010 年に運営されました。 広西チワン族自治区北部湾岸経済区の発展 2,3 と他国との通信の増加に伴い、蘭海高速道路 4,5 では交通渋滞や道路トラブルが頻繁に発生するようになりました。 新しい高速道路の建設は時間と巨額の費用がかかるプロジェクトです。 したがって、高速道路の拡幅はより実現可能なアプローチとなり得る6、7、8、9。 高速道路の拡幅アプローチは、土地資源を有効に活用し、お金と時間を節約することもできます。 たとえば、広佛高速道路は 1997 年に建設され、1999 年に完成しましたが、このプロジェクトでは当初の建設に比べて所要期間が 1 年近く短縮されました。

一般に高速道路の拡幅は、一体拡幅、分離拡幅、ハイブリッド拡幅の 3 つの方法で行われる10。 統合的拡張は、片側拡張、両側拡張、および内部拡張に分類できます（表 1）。 内部拡幅工法では、中央分離帯を車線側に移設します。 また、内拡幅工法は外乱が少なく施工が容易であるため、施工が容易である。 ただし、この場合、拡大する領域は小さくなります。 分離拡張は片側拡張と両側拡張に分けられます。 ハイブリッド拡幅工法は、一体拡幅と分離拡幅の特徴を組み合わせた工法です。

高速道路の拡幅アプローチは有益で経済的ですが、設計、建設、運用期間中にいくつかの重大な問題に直面しています。 高速道路の拡幅工事では、舗装や基礎が弱いため、元の高速道路では一般に長い亀裂、網状の亀裂、不等沈下が発生します11、12、13。 さらに、新旧路盤の不調和な変形は高速道路の拡幅部に大きな影響を与える14,15,16,17,18。 一般に、古い路盤は長年にわたって使用され、基礎が自重や車両荷重、振動荷重によって固結して変形するため、基礎や古い路盤は安定します。 ただし、拡張プロジェクト中、新しい堤防建設には追加の荷重がかかり、徐々に沈下する可能性があります。 しかし、新しい路盤は車両荷重や振動荷重の下では定着できません。 そのため、新旧路床の境界に亀裂が発生します。