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摘 要：文章基于有限元分析的计算方法，对基于结构—岩土共同作用的道路悬臂结构的半桥式路基进行了仿真计算分析，与传统的挖高填低路基结构进行了比较。在个案支持下，相同规模的挖高填低基础的有限元计算分析结果，其稳定性、可靠性、安全性均不及半桥式基础。在个案的工程设计方案对比阶段，虽然半桥式结构在土石方排出、预制件运输等过程存在一定的技术制约，但单纯从结构计算方面，半桥式结构的优势较为明显。文章认为，如果克服相关技术的制约，半桥式结构在未来山区道路施工过程中有推广价值。
关键词：结构力学;岩土力学;有限元分析;半桥式路基;方案比较
中图分类号：P632 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）09-0184-05
Study on Calculation Method of Cantilever Structure of Road Based on Structure Rock Soil Interaction
Liu Kai1， Hu Leisong2， Liu Xiaofei2， Liu Teng2
（1. Beijing Xinhangcheng Development and Construction Co.， Ltd.， Beijing 102600， China; 2. China Construction Civil Engineering Co.， Ltd.， Beijing 100071， China）
Abstract：In this paper， based on the calculation method of finite element method， the half bridge subgrade of the cantilever structure of the road based on the structure rock soil interaction is simulated and analyzed， and compared with the traditional subgrade structure of digging high and filling low. With the support of individual cases， the finite element calculation and analysis results of the same scale of digging high and filling low foundations are not as stable， reliable and safe as half-bridge foundations. In the comparison phase of the engineering design plan of the individual case， although the half bridge structure has some technical constraints in the process of earthwork discharge and prefabricated parts transportation， the advantages of the half bridge structure are obvious only from the aspect of structural calculation. In this paper， if customer service technology constraints， half bridge structure in the future mountain road construction process has the promotion value.
Key words：structural mechanics; geotechnical mechanics; finite element analysis; half bridge subgrade; scheme comparison
0 引言
近年來，随着我国道路基建向着山区陡峭坡地深度开发，山区陡峭坡地的道路宽度逐渐增大，高速公路等设施在山区陡峭坡地地区也逐渐普及，而早期挖高填低式的陡峭坡地路基实现模式，因为受到频繁发生的地质灾害影响，逐渐在技术上被淘汰，而悬臂结构的山区陡峭坡地大跨度路基结构，逐渐成为当前新建、改建大坡度大跨度山区道路的主要实现模式。游涛（2018）研究了在边坡格构基础上的道路悬臂结构的空间力学行为[1]。周志祥（2011）等从个案出发研究了山区道路拓宽工程中的半桥边坡复合路基结构的施工方案[2]。游涛（2011）等从个案出发研究了边坡格构基础上的悬臂结构的山区道路施工技术方案[3]。
在山区道路的悬臂结构相关方案研究中，有限元分析计算验证方法，是研究相关方案可行性的重要工具和重要途径。许旭堂（2019）等基于有限元分析方法研究了山区道路边坡的动载荷扰动表达及道路路基的力学响应特征[4]。崔学常（2013）从个案出发使用有限元分析方法对半桥边坡复合结构的空间力学行为特征进行了分析[5]。
相关研究中，悬臂梁式山区道路拓宽路基较基于桩基挡土墙的挖高填低方案更加稳定可靠，结合综合施工方案，且在当前桥梁工程相关设计技术和力学特征数据经验积累的条件下，使用结构--岩土共同作用方案设计道路悬臂结构以实现山区陡峭坡地路基的大跨度路基施工过程，逐渐成为较成熟技术。本文将从个案分析出发，针对同一个案的路基设计方案对比分析，研究结构--岩土共同作用方案设计道路悬臂结构的实际工程意义。
1 个案基本情况 某高速公路连接线工程，位于鄂东山区大别山西段，全长126km，桥隧比为0.67，施工地质环境较为复杂，其中陡峭坡地路基长度27km，占全部设计路段长度的21.4%，如果在此坡地路基使用半桥结构，那么施工段的总桥隧比将提升到0.89。所以，在设计论证阶段，该段路基的施工方案在传统挖高填低方案和半桥方案之间，进行了较为激烈的讨论。通过有限元分析，该项目的方案比较数据在本文中进行详细论述。
该区域的基本道路路基情况如图1所示。
图1中，该个案高速公路采用双向4车道+应急车道的布局模式，行车车道宽度为3.5m，应急车道宽度为2.5m，道路中间隔离带和路肩隔离带的宽度均为2.5m。所以，路基设计总宽度为26.5m，其中设计岩土路基宽度为10.8m，垫高土方路基或半桥路基的宽度为15.7m。因为该区域自然边坡的平均斜率为18.5°，所以，如果采用挖高填低式的施工方案，且高地突破坡度设计为72°，其挖高部分挡土墙高度将超过4.2m，垫高部分最大垫高高度将超过4.6m，土方控制较为困难。挖高填低方案详见图1。
如果采用半桥式路基结构，半桥粱间距25m，則需要布置1080个半桥桥桩，半桥施工量较大。其半桥结构如图2所示。
图2中，路基宽度依然为26.5m，其中半桥结构宽度受到半桥结构特征影响，略大于填低路基的宽度，达到17.2m，其中内侧1.5m桥板压载在岩土结构上。其具体结构将在有限元建模分析中给与分析。桥墩部分，将布置3排2.5m，锚杆土钉将桥墩与基岩充分固定，以保持半桥桥墩的结构稳定性。
不论是上述挖高填低方案（图1）还是半桥结构方案（图2），图中所示的原始边坡，均为充分剥离强风化层后的边坡，边坡基岩为稳定玄武岩岩层，岩层含水量小，无第四系覆盖，破碎带与风化层未发育。
2 有限元模型的搭建
有限元模型的搭建过程中，构建1.75m×1.75m×1.75m的有限元单元格，对岩层路基部分、半桥桥墩部分、垫层部分进行分别的有限元建模。其中：
图3为岩层路基部分的模型断面，材质为弱风化玄武岩，其中抗压强度（E）为36.4MPa，泊松比（ν）为0.38，比重（ρ）为2330（kg/m3）。
图4为悬臂梁（半桥桥墩）模型断面，材质为钢筋强化混凝土，其中抗压强度（E）为53.6MPa，泊松比（ν）为0.22，比重（ρ）为2580（kg/m3）。
图5为填土层及挡土墙模型断面。挡土墙材质为钢筋强化混凝土，其中抗压强度（E）为53.6MPa，泊松比（ν）为0.22，比重（ρ）为2580（kg/m3）。填土层为经过充分夯实的砾岩三合土，其中抗压强度（E）为22.3MPa，泊松比（ν）为0.32，比重（ρ）为1810（kg/m3）。
3 动载荷条件下弹性应变及抗压能力分析
本文个案的预计通车能力为1300辆/d每车道，模型测试中假定每车道通车量：2.0t车辆通过量为850辆/d（最高密度每小时通过80辆），7.0t车辆通过量为230辆/d（最高密度每小时通过20辆），15.0t车辆通过量为220辆/d（最高密度每小时通过20辆），其中外侧车道主要载荷作用于半桥或垫高部分两条车道中线，内侧车道主要载荷作用于岩土路基内侧整平部分两条车道中线，重车主要作用于行车道中线，小车约6成主要作用于超车道中线4成主要作用于行车道中线。重车行车速度为90～100km/h，小车行车速度为100～120km/h。
3.1 路基部分的有限元模拟仿真
此条件下进行弹性应变和抗压能力分析，其中岩土基础部分应变分析如图6及图7所示。
图6中，挖高填低方案的路基部分，内侧路基外侧与填土层结合部分，90d以上持续动压冲击下，可能出现超过200mm应变，属于强应变区域。该区域厚度约3.5m，宽度约14m，属于较高风险值。该区域需进行加强锚杆、锚索、注浆等综合方案加强边坡护理配合密集站桩加强护理，在特定边坡护理模式下，可以保证该区域的理论长期应变被控制在90mm以内。
图7中，采用半桥方案的路基部分，最大应变出现在路基锚固区的下部，90d最大应变值为75mm，该应变响应模式基本无需进行额外路基加强护理。
可见，半桥方案较挖高填低方案，可能给路基部分带来的压力更小。其主要原因在于因为半桥桥墩的整体性充分分散了车辆动载荷对路基的冲击作用，加之半桥桥墩的底部锚杆向岩层深部的应力分散作用，导致半桥的路基控制更加积极。
3.2 加宽部分的有限元模拟仿真
此条件下进行弹性应变和抗压能力分析，其中半桥和垫高部分应变分析如图8及图9所示。
图8中，半桥桥墩部分的主要应变集中在地梁和顶梁的梁端部位，但总应变小于30mm，均为弹性应变，无蠕性应变可能。产生这一结果的主要原因是钢筋混凝土梁本身的弹性模量较高，抗压强度较高，且其整体的应力分散作用较强。
图9中，垫高部分的主要应变集中在垫高路基的两侧，其中外侧远大于内侧。外侧出现一个90d长期应变大于200mm的区域，其厚度约2.6m，宽度约3.8m，如不能进行有效的边坡护理措施，该区域发生塌方的可能性较大。通过锚杆、注浆等联合加强模式，同时在外侧挡土墙以上边坡进行砌碹被动支护，可以将该90d应变控制在75mm以内。
4 有限元分析的结果讨论
4.1 路基塌方可能性
上述分析中，采用挖高填低方案时，基岩部分和垫高部分，如无特殊加强措施，90d内都可能面临超过200mm的形变。此形变量可能给路基带来塌方可能。而半桥方案下，路基部分的最大形变约为75mm，半桥部分的最大形变约为30mm，该形变属于可控形变。即在半桥模式下，路基安全性更高，如表1所示。
前文分析中，为降低挖高填低方案的形变量，减小其塌方可能，需要在强应变区域施行锚杆、注浆、站桩等强化支持边坡护理措施，这些措施带来的施工成本，较使用半桥式悬臂梁道路的施工成本相比，并无太大差异。且因为挖高填低方案带来的工程质量风险和塌方风险本身影响，半桥方案在各方面优于挖高填低方案。 4.2 土石方运输工程影响
传统的挖高填低方案之所以长期以来被山区道路陡邊坡路基施工广泛应用，其核心原因是挖高填低方案的土石方本地利用率较高。如采用半桥方案，则需要在施工区域内规划大量面积用于挖高部分的排出土石方的堆放。该土石方排放工程将给施工循环带来巨大影响。
如果不采用半桥结构进行道路建设，而是在坡度较陡区域采用完全桥结构，可以节约部分土石方量，但该方案会导致山区道路施工的桥隧比进一步增大。因为全桥梁结构的施工成本远大于半桥结构，半桥结构的施工成本远大于挖高填低结构，所以，如果考虑到土石方排放压力，采用全桥结构代替半桥结构，会使得工程预算单价陡增。且在半桥结构施工中，需要充分剥离半桥生根基岩部分的中度和重度风化层，也会带来一定程度的土石方运输压力增加。
早期山区道路施工中，为减轻边坡维护压力，可能采用分段式的道路路基施工方法，即将两车道距离拉大，分别进行路基建设，参考这一模式，可以采用分段式的道路半桥路基施工方法，通过构建两个半桥的方式拉大两车道间距，在不同高度上构建半桥，从而避免了路基施工的土石方运量。如图10所示。
图10（上）为传统施工模式下通过分别构建两车道挖高填低路基的方式，减少开挖量和垫高量，从而保持路基稳定性的施工方案。图10（下）为参照此分段式路基的施工方式，通过构建两个分段式半桥充分避免挖高部分，实现道路路基的全半桥施工模式。文章之所以没有采用双半桥零开挖的施工模式，是因为在讨论两套方案时，道路的线路规划工作已经基本完成，但通过本文分析，可以在后续施工过程中通过双半桥零开挖的模式，减少施工的土石方运量，进一步优化施工过程，提升施工效率。
4.3 半桥道路基础的实际价值
半桥式道路基础是近10年逐渐兴起，近3年逐渐普及的一种新兴的山区道路陡边坡实现模式，该模式较大桥隧比的施工方案成本更低，较传统的挖高填低方案稳定性更好，具有较强的推广价值。但在本文分析中，也发现了半桥道路施工过程中的土石方运输压力等诸多现实问题，同时，半桥的桥墩、桥梁的预制工作和前期养护工作也需要专用的场地，构件需要经过较长的运输路线实现进出场。同时，桥梁部分的最大构件长度达到25m，桥墩部分的横向尺寸达到15.7m，纵向尺寸达到7.3m，运输过程无法使用常规车辆完成，且属于超高、超长运输。虽然国内相关特种运输车辆完全可以支持该运输需求，但必须保证运输线路不通过公用道路，在施工场地内构建专用运输线路，这也给施工过程带来较大压力。
所以，半桥道路可以在容许成本下实现陡边坡山区道路基础的工程实现，但在运输方面，需要较大的土石方运输量和专用预制构建的运输临时道路，相关构建的吊装过程也需要特殊机械支持。半桥道路路基的施工属于全新的道路施工技术，诸多相关技术需要在后续研究中逐一突破并保持持续革新。
5 结语
基于结构—岩土共同作用的道路悬臂结构是一种山区道路陡边坡条件下的新兴施工技术，在本文基于有限元分析的相关计算过程中，仿真结果表明该方案的稳定性、可靠性、安全性均显著优于传统的挖高填低模式，且从工程预算造假角度分析，该模式的成本远小于大桥隧比的施工模式。基于结构—岩土共同作用的道路悬臂结构半桥式路基，如果克服相关技术的制约，在未来山区道路施工过程中有推广价值。
参考文献
[1]游涛.边坡格构基础悬臂结构空间力学行为分析[J].特种结构，2018，35（04）：28-32.
[2]周志祥，郑文，游涛.用半桥-边坡复合路基结构拓宽山区道路研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011，30（04）：743-746.
[3]游涛，周志祥，郑文.用边坡格构基础悬臂结构拓宽山区道路新技术[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011，30（01）：74-77+106.
[4]许旭堂，简文彬，吴能森，等.动荷载作用下山区道路边坡耐久性研究[J].长江科学院院报，2019，36（01）：102-106.
[5]崔学常，张江涛，郑文.半桥-边坡复合道路结构空间力学行为分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2013，32（06）：1115-1118+1227.
关键词：结构力学;岩土力学;有限元分析;半桥式路基;方案比较
中图分类号：P632 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）09-0184-05
Study on Calculation Method of Cantilever Structure of Road Based on Structure Rock Soil Interaction
Liu Kai1， Hu Leisong2， Liu Xiaofei2， Liu Teng2
（1. Beijing Xinhangcheng Development and Construction Co.， Ltd.， Beijing 102600， China; 2. China Construction Civil Engineering Co.， Ltd.， Beijing 100071， China）
Abstract：In this paper， based on the calculation method of finite element method， the half bridge subgrade of the cantilever structure of the road based on the structure rock soil interaction is simulated and analyzed， and compared with the traditional subgrade structure of digging high and filling low. With the support of individual cases， the finite element calculation and analysis results of the same scale of digging high and filling low foundations are not as stable， reliable and safe as half-bridge foundations. In the comparison phase of the engineering design plan of the individual case， although the half bridge structure has some technical constraints in the process of earthwork discharge and prefabricated parts transportation， the advantages of the half bridge structure are obvious only from the aspect of structural calculation. In this paper， if customer service technology constraints， half bridge structure in the future mountain road construction process has the promotion value.
Key words：structural mechanics; geotechnical mechanics; finite element analysis; half bridge subgrade; scheme comparison
0 引言
近年來，随着我国道路基建向着山区陡峭坡地深度开发，山区陡峭坡地的道路宽度逐渐增大，高速公路等设施在山区陡峭坡地地区也逐渐普及，而早期挖高填低式的陡峭坡地路基实现模式，因为受到频繁发生的地质灾害影响，逐渐在技术上被淘汰，而悬臂结构的山区陡峭坡地大跨度路基结构，逐渐成为当前新建、改建大坡度大跨度山区道路的主要实现模式。游涛（2018）研究了在边坡格构基础上的道路悬臂结构的空间力学行为[1]。周志祥（2011）等从个案出发研究了山区道路拓宽工程中的半桥边坡复合路基结构的施工方案[2]。游涛（2011）等从个案出发研究了边坡格构基础上的悬臂结构的山区道路施工技术方案[3]。
在山区道路的悬臂结构相关方案研究中，有限元分析计算验证方法，是研究相关方案可行性的重要工具和重要途径。许旭堂（2019）等基于有限元分析方法研究了山区道路边坡的动载荷扰动表达及道路路基的力学响应特征[4]。崔学常（2013）从个案出发使用有限元分析方法对半桥边坡复合结构的空间力学行为特征进行了分析[5]。
相关研究中，悬臂梁式山区道路拓宽路基较基于桩基挡土墙的挖高填低方案更加稳定可靠，结合综合施工方案，且在当前桥梁工程相关设计技术和力学特征数据经验积累的条件下，使用结构--岩土共同作用方案设计道路悬臂结构以实现山区陡峭坡地路基的大跨度路基施工过程，逐渐成为较成熟技术。本文将从个案分析出发，针对同一个案的路基设计方案对比分析，研究结构--岩土共同作用方案设计道路悬臂结构的实际工程意义。
1 个案基本情况 某高速公路连接线工程，位于鄂东山区大别山西段，全长126km，桥隧比为0.67，施工地质环境较为复杂，其中陡峭坡地路基长度27km，占全部设计路段长度的21.4%，如果在此坡地路基使用半桥结构，那么施工段的总桥隧比将提升到0.89。所以，在设计论证阶段，该段路基的施工方案在传统挖高填低方案和半桥方案之间，进行了较为激烈的讨论。通过有限元分析，该项目的方案比较数据在本文中进行详细论述。
该区域的基本道路路基情况如图1所示。
图1中，该个案高速公路采用双向4车道+应急车道的布局模式，行车车道宽度为3.5m，应急车道宽度为2.5m，道路中间隔离带和路肩隔离带的宽度均为2.5m。所以，路基设计总宽度为26.5m，其中设计岩土路基宽度为10.8m，垫高土方路基或半桥路基的宽度为15.7m。因为该区域自然边坡的平均斜率为18.5°，所以，如果采用挖高填低式的施工方案，且高地突破坡度设计为72°，其挖高部分挡土墙高度将超过4.2m，垫高部分最大垫高高度将超过4.6m，土方控制较为困难。挖高填低方案详见图1。
如果采用半桥式路基结构，半桥粱间距25m，則需要布置1080个半桥桥桩，半桥施工量较大。其半桥结构如图2所示。
图2中，路基宽度依然为26.5m，其中半桥结构宽度受到半桥结构特征影响，略大于填低路基的宽度，达到17.2m，其中内侧1.5m桥板压载在岩土结构上。其具体结构将在有限元建模分析中给与分析。桥墩部分，将布置3排2.5m，锚杆土钉将桥墩与基岩充分固定，以保持半桥桥墩的结构稳定性。
不论是上述挖高填低方案（图1）还是半桥结构方案（图2），图中所示的原始边坡，均为充分剥离强风化层后的边坡，边坡基岩为稳定玄武岩岩层，岩层含水量小，无第四系覆盖，破碎带与风化层未发育。
2 有限元模型的搭建
有限元模型的搭建过程中，构建1.75m×1.75m×1.75m的有限元单元格，对岩层路基部分、半桥桥墩部分、垫层部分进行分别的有限元建模。其中：
图3为岩层路基部分的模型断面，材质为弱风化玄武岩，其中抗压强度（E）为36.4MPa，泊松比（ν）为0.38，比重（ρ）为2330（kg/m3）。
图4为悬臂梁（半桥桥墩）模型断面，材质为钢筋强化混凝土，其中抗压强度（E）为53.6MPa，泊松比（ν）为0.22，比重（ρ）为2580（kg/m3）。
图5为填土层及挡土墙模型断面。挡土墙材质为钢筋强化混凝土，其中抗压强度（E）为53.6MPa，泊松比（ν）为0.22，比重（ρ）为2580（kg/m3）。填土层为经过充分夯实的砾岩三合土，其中抗压强度（E）为22.3MPa，泊松比（ν）为0.32，比重（ρ）为1810（kg/m3）。
3 动载荷条件下弹性应变及抗压能力分析
本文个案的预计通车能力为1300辆/d每车道，模型测试中假定每车道通车量：2.0t车辆通过量为850辆/d（最高密度每小时通过80辆），7.0t车辆通过量为230辆/d（最高密度每小时通过20辆），15.0t车辆通过量为220辆/d（最高密度每小时通过20辆），其中外侧车道主要载荷作用于半桥或垫高部分两条车道中线，内侧车道主要载荷作用于岩土路基内侧整平部分两条车道中线，重车主要作用于行车道中线，小车约6成主要作用于超车道中线4成主要作用于行车道中线。重车行车速度为90～100km/h，小车行车速度为100～120km/h。
3.1 路基部分的有限元模拟仿真
此条件下进行弹性应变和抗压能力分析，其中岩土基础部分应变分析如图6及图7所示。
图6中，挖高填低方案的路基部分，内侧路基外侧与填土层结合部分，90d以上持续动压冲击下，可能出现超过200mm应变，属于强应变区域。该区域厚度约3.5m，宽度约14m，属于较高风险值。该区域需进行加强锚杆、锚索、注浆等综合方案加强边坡护理配合密集站桩加强护理，在特定边坡护理模式下，可以保证该区域的理论长期应变被控制在90mm以内。
图7中，采用半桥方案的路基部分，最大应变出现在路基锚固区的下部，90d最大应变值为75mm，该应变响应模式基本无需进行额外路基加强护理。
可见，半桥方案较挖高填低方案，可能给路基部分带来的压力更小。其主要原因在于因为半桥桥墩的整体性充分分散了车辆动载荷对路基的冲击作用，加之半桥桥墩的底部锚杆向岩层深部的应力分散作用，导致半桥的路基控制更加积极。
3.2 加宽部分的有限元模拟仿真
此条件下进行弹性应变和抗压能力分析，其中半桥和垫高部分应变分析如图8及图9所示。
图8中，半桥桥墩部分的主要应变集中在地梁和顶梁的梁端部位，但总应变小于30mm，均为弹性应变，无蠕性应变可能。产生这一结果的主要原因是钢筋混凝土梁本身的弹性模量较高，抗压强度较高，且其整体的应力分散作用较强。
图9中，垫高部分的主要应变集中在垫高路基的两侧，其中外侧远大于内侧。外侧出现一个90d长期应变大于200mm的区域，其厚度约2.6m，宽度约3.8m，如不能进行有效的边坡护理措施，该区域发生塌方的可能性较大。通过锚杆、注浆等联合加强模式，同时在外侧挡土墙以上边坡进行砌碹被动支护，可以将该90d应变控制在75mm以内。
4 有限元分析的结果讨论
4.1 路基塌方可能性
上述分析中，采用挖高填低方案时，基岩部分和垫高部分，如无特殊加强措施，90d内都可能面临超过200mm的形变。此形变量可能给路基带来塌方可能。而半桥方案下，路基部分的最大形变约为75mm，半桥部分的最大形变约为30mm，该形变属于可控形变。即在半桥模式下，路基安全性更高，如表1所示。
前文分析中，为降低挖高填低方案的形变量，减小其塌方可能，需要在强应变区域施行锚杆、注浆、站桩等强化支持边坡护理措施，这些措施带来的施工成本，较使用半桥式悬臂梁道路的施工成本相比，并无太大差异。且因为挖高填低方案带来的工程质量风险和塌方风险本身影响，半桥方案在各方面优于挖高填低方案。 4.2 土石方运输工程影响
传统的挖高填低方案之所以长期以来被山区道路陡邊坡路基施工广泛应用，其核心原因是挖高填低方案的土石方本地利用率较高。如采用半桥方案，则需要在施工区域内规划大量面积用于挖高部分的排出土石方的堆放。该土石方排放工程将给施工循环带来巨大影响。
如果不采用半桥结构进行道路建设，而是在坡度较陡区域采用完全桥结构，可以节约部分土石方量，但该方案会导致山区道路施工的桥隧比进一步增大。因为全桥梁结构的施工成本远大于半桥结构，半桥结构的施工成本远大于挖高填低结构，所以，如果考虑到土石方排放压力，采用全桥结构代替半桥结构，会使得工程预算单价陡增。且在半桥结构施工中，需要充分剥离半桥生根基岩部分的中度和重度风化层，也会带来一定程度的土石方运输压力增加。
早期山区道路施工中，为减轻边坡维护压力，可能采用分段式的道路路基施工方法，即将两车道距离拉大，分别进行路基建设，参考这一模式，可以采用分段式的道路半桥路基施工方法，通过构建两个半桥的方式拉大两车道间距，在不同高度上构建半桥，从而避免了路基施工的土石方运量。如图10所示。
图10（上）为传统施工模式下通过分别构建两车道挖高填低路基的方式，减少开挖量和垫高量，从而保持路基稳定性的施工方案。图10（下）为参照此分段式路基的施工方式，通过构建两个分段式半桥充分避免挖高部分，实现道路路基的全半桥施工模式。文章之所以没有采用双半桥零开挖的施工模式，是因为在讨论两套方案时，道路的线路规划工作已经基本完成，但通过本文分析，可以在后续施工过程中通过双半桥零开挖的模式，减少施工的土石方运量，进一步优化施工过程，提升施工效率。
4.3 半桥道路基础的实际价值
半桥式道路基础是近10年逐渐兴起，近3年逐渐普及的一种新兴的山区道路陡边坡实现模式，该模式较大桥隧比的施工方案成本更低，较传统的挖高填低方案稳定性更好，具有较强的推广价值。但在本文分析中，也发现了半桥道路施工过程中的土石方运输压力等诸多现实问题，同时，半桥的桥墩、桥梁的预制工作和前期养护工作也需要专用的场地，构件需要经过较长的运输路线实现进出场。同时，桥梁部分的最大构件长度达到25m，桥墩部分的横向尺寸达到15.7m，纵向尺寸达到7.3m，运输过程无法使用常规车辆完成，且属于超高、超长运输。虽然国内相关特种运输车辆完全可以支持该运输需求，但必须保证运输线路不通过公用道路，在施工场地内构建专用运输线路，这也给施工过程带来较大压力。
所以，半桥道路可以在容许成本下实现陡边坡山区道路基础的工程实现，但在运输方面，需要较大的土石方运输量和专用预制构建的运输临时道路，相关构建的吊装过程也需要特殊机械支持。半桥道路路基的施工属于全新的道路施工技术，诸多相关技术需要在后续研究中逐一突破并保持持续革新。
5 结语
基于结构—岩土共同作用的道路悬臂结构是一种山区道路陡边坡条件下的新兴施工技术，在本文基于有限元分析的相关计算过程中，仿真结果表明该方案的稳定性、可靠性、安全性均显著优于传统的挖高填低模式，且从工程预算造假角度分析，该模式的成本远小于大桥隧比的施工模式。基于结构—岩土共同作用的道路悬臂结构半桥式路基，如果克服相关技术的制约，在未来山区道路施工过程中有推广价值。
参考文献
[1]游涛.边坡格构基础悬臂结构空间力学行为分析[J].特种结构，2018，35（04）：28-32.
[2]周志祥，郑文，游涛.用半桥-边坡复合路基结构拓宽山区道路研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011，30（04）：743-746.
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[4]许旭堂，简文彬，吴能森，等.动荷载作用下山区道路边坡耐久性研究[J].长江科学院院报，2019，36（01）：102-106.
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