我国铺设的高速公路绝大部分为双向四车道高速公路。近年来，随着我国经济的快速增长，物流业的发展和城市间的合作往来更加紧密，高速公路的交通流量日益增加，沿海发达城市之间，原有高速公路的设计通行能力己远不能满足日益增长的交通需求，许多高速公路运输能力均己达到饱和。高速公路的拓宽是我们面临的一个迫切需要解决的问题。 从我国现有的高速公路改扩建实践来看，基本上都没有对高速公路扩建工程的沉降变形规律进行深入的分析研究，对其处理对策也没有作较为系统的分析，大部分只是基于经验认识，这往往造成工程处理不当或工程处理过度而导致工程浪费。目前我国高速公路拓宽技术的设计、施工基本上无规范可循，尽管2004版公路路基设计规范对路基拓宽改建作出了一些规定，但基本都是原则性的一般规定，且对高速公路拓宽改建只有不到一页的说明，因此有必要对高速公路拓宽工程降低差异沉降技术进行较为系统的研究。 软土地基高速公路拓宽工程将面临新老路基相互作用、新老路堤的差异沉降等问题。国内外虽然有不少工程实践，但其理论研究仍落后于工程实践，缺乏相应系统的研究。本文较全面地回顾国内外研究现状，针对高速公路拓宽段路基变形特性进行了研究。 本文结合广佛高速公路拓宽工程实际。详细分析了高速公路拓宽段软基差异沉降的处理措施并用有限元分析预测了路基变形。软土地基上高速公路改扩建工程中，选取合适的地基处理方案，减少新老路堤的差异沉降，是扩建工程的关键技术之一。本项目主要采用复合地基方法进行软基处理。复合地基法，主要是通过加固拓宽部分的地基来达到减小差异沉降的目的。在此主要采用水泥搅拌桩和素砼桩进行软基处理。 在老路改扩建中，拓宽后路基的质量问题，很大程度上决定着改建后公路的使用寿命。而控制、延缓结合部处的开裂是保证拓宽改造公路质量的关键之一。由于路基原因引起的路面纵向开裂有两大类，一类是由于路基拓宽后新老路之间的不均匀沉降造成的，这也应该是引起在结合部位置产生纵向裂缝的主要原因；另一类是由于路基填土的强度不足造成的，新填筑的路基土顶面的当量回弹模量和原路面项面的当量回弹模量相差较大时，就会在新铺设的路面结构内造成应力重分布，特别是在交界处位置产生较大应力，甚至产生局部应力集中，从而引起路面开裂。因此，需采取各种处治措施，以减少新拓宽路基的沉降量，进一步缩小新老路基的沉降差；同时加强新老路基的衔接，并保证路基的填筑质量，用来减轻新老路基性质差异所产生的危害。 为此，在广佛高速拓宽段新老路基拼接的处理措施主要有：边坡削坡和台阶开挖、土工合成材料的应用、路堤的压实度控制、采用高强度的路基填料等等。 土工合成材料用在老路拓宽工程当中，主要是利用其加筋功能，利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能，在新老路衔接的台阶处设置土工合成材料，可有效加强新老路基间的联结，减少不均匀沉降和侧向位移。一般认为，在新路基的路肩边缘处沉降量最大，而老路基中心线处沉降量最小。由于新老路基的相互作用与影响，拓宽路基顶面沉降曲线是一条非线性变化的曲线，且最大沉降位置与路基高度，拓宽宽度等边界条件有关。 本文采用PLAXIS有限元分析软件对广佛高速公路典型断面进行了沉降变形分析预测。计算结果表明：整个计算域范围内发生最大沉降的位置在拓宽路基及路基的边坡上，地基沉降量以此处为中心以近似弧形发散的形式向四周递减。地基在深度较小的地方沉降量变化速率较快，随深度增加沉降量变化减慢。在填方路基坡脚处和路基上表面处沉降沿水平向变化速率最快，路基项面上发生最大沉降的位置在路基外边缘，沉降最小的位置在路基中心线处。由于拓宽路基荷载的作用，原有路基从路基中线至路肩水平位移逐渐增大。 截至2008年3月9日，原路基中心累计沉降量为1.34cm，老路肩累计沉降量5.15cm，新路肩累计沉降量6.87cm。在加载初期，沉降变化率较大，随着填土高度的增加，沉降增加趋势趋于缓和。这表明随着时间的推移，新老路肩的时间沉降曲线是收敛的。老路肩与路基中线差异沉降引起的路面横坡度增大值为0.23％＜0.45％；新路肩与路基中线差异沉降引起的路面横坡度增大值为0.26％＜0.45％。满足沉降控制标准。 截至2008年3月9日，新路坡脚处累计水平位移为4.93cm。满足新建路基坡角处侧向位移应小于1mm/天的控制标准。淤泥层的侧向位移变化速率比粉细砂层大。这表明附加应力对淤泥层的影响比粉细砂层大。 通过实测数据分析表明，路基的沉降变形与用PLAXIS模拟得出来的结果大体上一致。由于监测工作尚未结束，实测数据仍需继续收集分析。 最后，本文分析了在拓宽工程中，新路堤宽度、路堤高度、软基深度、地基压缩模量、老路固结度等因素会对新老路路基沉降变形的影响。随着新路堤宽度和高度的增加，地表沉降、地表水平位移、横坡比都显著增大：随着地基压缩模量和老路地基固结度的增加，地表沉降、地表水平位移、横坡比都减小；其中新老路沉降变化对路堤高度、路堤宽度、老路固结度这些因素的改变更敏感。