化工工藝優化
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化工工藝優化范文第1篇
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.017
1 引言
綠色、低碳等一些環保理念在我國得以成功推廣，使得越來越多的企業注重材料消耗以及資源浪費問題。為了能夠實現更好的經濟與社會效益，化工企業通過優化化工工藝，使成本控制在合理的范圍內，同時達到節約資源的目的，使資源利用更合理化。
2 我國化工工藝發展概況介紹
隨著改革開放的深化，我國的各行各業都逐漸與國際化接軌，我國的化工工藝也深受影響。我國的化學工藝加工水平雖然仍與國際先進水平存在差距，但隨著我國與其他國際的技術交流，這種差距正在逐漸縮小。
我國的化學工藝分為原料選取、工藝處理及產品的提煉3個工藝流程。化學工藝原料的特殊性，與技術的復雜性，在進行化學工藝活動中很容易出現安全事故，給企業與人員帶來損失。尤其是化工行業質量管理技術人員，應該提高警覺，在原料的運輸過程，原料的貯存方面應該采取有效的安全管理措施，降低化學加工過程中風險事故發生的概率，保障工作人員的人生安全，企業財產安全。
3 化工工藝的優化意義
3.1 市場競爭需求
我國的市場勞動力過剩，在世界競爭中突出展現這一優勢。國際的化工企業將目標鎖定了我國的市場，這樣，我國的化學工業事業既面臨挑戰也面臨機遇，大量國際化企業的進入會促使我國的企業不斷的提高自身的技術，將優化工藝作為提升企業產品的重要方面。企業為了提高自身競爭力而不斷的引入新工藝，優化工藝，進而大大提高了我國的化工工藝的水平。大多數的高等院校也都設有化工工藝的專業，這樣為工藝的優化提供了良好的理論基礎。
3.2 調整產品結構需求
化工產品應適應市場需求，達到資源與能源的有效利用，響應國家削減產能的政策。所以只有調整產品結構才能滿足市場的要求，使產品更適應于市場，這樣也可以為社會創造更多的就業崗位，促進社會經濟的發展，提高產品質量，提升人民生活水平，使社會經濟得以發展，所以對產品結構的優化尤為重要。
3.3 強化費用管理需求
企業應將更多的費用用于化工工藝的優化上，這樣通過技術來提高材料的利用效率，減少了企業的生產成本，并能夠提高產品質量。通過加強管理企業的費用，來做到化工工藝的提升，產品品質的提高。
4 化工工藝的優化策略分析
4.1 材料優化方面
（1）化學纖維材料。人造纖維與合成纖維是化學工藝的兩種纖維材料。其中人造纖維是通過對原材料進行化學加工而形成的；合成材料使通過石油提煉而形成的。就制作的復雜程度來說合成纖維相對容易，工藝簡單，所以在化工工藝中合成材料應用廣泛。
（2）塑料材料。塑料原料由于其質輕、絕緣、耐腐蝕多種的優點，在化工中被廣泛使用。使用塑料原料可以簡化化學操作的流程，降低工藝的能耗，并且具有良好的絕緣功效。通過管理人員對塑料質量的嚴格管理，嚴格按照塑料的使用規程進行使用，這對工藝的優化有重要的作用。
（3）橡膠材料。橡膠材料具有抗寒、抗熱、品種量大的優點。但由于橡膠材料產于熱帶，原料相對稀少，所以很多化工企業針對橡膠的優點，不斷投入材料、技術、人才對橡膠特性進行研究，對合成橡膠材料進行研制。隨著合成橡膠的研制成功，對化工工藝的優化起到重要的作用。
4.2 技術優化方面
（1）生物技術的優化策略。使用生物技術與化工工藝結合來優化化工工藝可以降低化工的成本費用。生物技術在化工工藝中的應用主要是利用微生物對化工工藝所用的原料進行調整，從而使原料達到合理化的程度。通過將活細胞放入其適合的壓力與溫度環境下，進而讓其發酵，使原材料變為了先進的化工產品。同時也可以通過酶催化將化學原料變為新型的化工產品。應用酶作為催化劑可以提高化學工藝的總質量，且有效完成成本節約。
（2）精細化工技術的運用。化工工藝中精細化工技術的特點為：功能全、技術含量高、操作復雜。精細化工的技術可分為：①新型粉體技術；②新型分離技術；③新型催化技術。這三種技術同時具備了精細化工的幾項優勢，具有很高的科學技術含量，將這些技術應用于化工工藝中，可有效提高化工工藝的科學性、精密性，從而使化工產品與質量得到優化，提升整體的化工工藝水平，促進化工工藝的優化。
4.3 管理優化方面
（1）加強化工設備的管理。化學工藝優化需要先進的化工設備作為基礎，對化工設備采取科學的管理，可以確保工藝優化的正常進行。對于科學化管理化工設備應該做到以下三點：第一，應該定期的對設備進行各方面性能的檢查；第二，對于陳舊的設備應根據市場考察，科學分析，引入更新更符合現代工藝的設備；第三，應該實時關注新設備的推陳出新，及時的引進。這樣通過科學化得設備管理，可以提高化學工藝的效果。
（2）完善管理的規章制度。對于化工工藝來說，不斷的完善化工設備的管理制度，可以提高化工設備使用效率，提升化工產品的質量品質，延長化工設備的壽命，使化工工藝能夠有效進行。
（3）提高人員的專業技術水平。化工工藝的實現需要人員的操作，人員的技術水平決定了化學工藝能否按照預想的實現其反應，并且有專業技術水平的人員可以促進化學工藝的優化發展，這樣，通過人員培訓學習與優化化學工藝之間有著相互促進的關系。
5 結束語
隨著我國經濟技術水平的逐漸提升，對于化工工藝的優化發展越來越受到重視。本文從材料優化化工工藝、技術優化工藝和化工工藝管理三方面進行闡述分析。而化工工藝的優化，可有效降低生產成本，提高企業市場競爭力，緩解企業資金周轉問題，為企業爭取更多經濟利益。
參考文獻：
[1]傅晨光.化工工藝的優化策略探討[J].化工管理，2013（14）：232.
化工工藝優化范文第2篇
關鍵詞：混合化工 廢水 優化 處理工藝
中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0250-01
隨著工業的迅速發展，工業廢水的種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全，因此工業廢水的處理顯得尤為重要。本文所研究的混合化工廢水，主要是針對化工工業園區而言，指園區內多種類型化工企業（如農藥、醫藥、燃料、印染等）在其工業生產過程中產生大量廢水，這些廢水經預處理后集中排入污水處理廠中，便形成混合型化工廢水，其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的各類污染物。這類混合化工廢水存在著污染種類多、毒害性強、成分復雜、可生化性差等突出特點。一方面，由于工業化生產的規模較大，這些排入污水處理廠的混合化工廢水的量非常大，并且由于來源于不同化工企業，這些廢水的水質成分較為復雜，水質波動也較大；另一方面，這些混合化工廢水在進入污水處理廠之前雖經過了各企業的預處理，但是，由于這些混合化工廢水的成分過于復雜，經預處理進入污水處理廠的廢水仍然存在著色度深、鹽度和氨氮含量高、可生化性低等工藝處理難點。
研究表明，混合化工廢水的處理工藝可分為物理、化學、生物方法三類：（1）物理處理法：利用物理的方法對混合化工廢水進行處理，主要的目的是將廢水中的不溶性懸浮顆粒物分離去除。（2）化學處理法：化學處理法包括對酸堿廢水、重金屬廢水的處理，酸堿廢水的處理分為酸性廢水處理和堿性廢水處理。 （3）生物處理法：利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物，把有機物進行氧化、分解，從而使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。具體分為耗氧生物、厭氧生物、自然生物處理法三種，其廢水處理的主要問題是除去下列成分：①含高生化氧需求量的化合物；②病原微生物和病毒；③眾多的人造化合物。
一般而言，混合化工廢水進入工廠后，典型的處理過程包括：一、廢水的初級處理過程，即通過一系列格柵或格網，除去較大雜物，之后廢水中可沉淀的固體顆粒在通過初沉淀池時，在緩慢的水流中沉降下來。接著，流水進入沉淀池。二、廢水的次級處理，即微生物學過程，指在廢水處理過程中利用各種細菌和真菌的降解能力，使沉淀池中的上清液，包括溶解的有機物，在曝氣池中進行微生物氧化。池中的沉淀物則被轉到厭氧消化池中，在不同微生物種群的作用下進行特殊分解。經過一段時間的微生物氧化，曝氣池流出液將進入第二級沉淀池，這里的沉淀物將轉到厭氧消化池。第二級澄清池中的上清液可釋放到自然水體中，但是這種水還包含高濃度的無機營養磷酸鹽和硝酸鹽。三、廢水的三級處理，該過程用來防止水體富營養化（磷和硝酸鹽的排放，使細菌和藻類大量迅速繁殖，結果導致水中的溶解氧減少），即通過化學沉淀除去磷酸鹽和硝酸鹽，再通氯氣或紫外光對水進行消毒，從而使處理水達到更好的處理效果。結合對上述傳統的混合化工廢水處理工藝的研究，筆者在綜合調查的基礎上對混合化工廢水特性及污水處理廠處理工藝運行狀況進行了進一步的分析和探討，得出以下工藝優化措施。
（1）合理延長水力停留時間（HRT）。混合化工廢水優化處理工藝研究的首要目的是解決工業區污水處理廠混合化工廢水處理的達標問題，即進水COD（化學需氧量）在800mg/L以下時，出水低于100mg/L。并有試驗表明，水力停留時間（HRT）是影響處理效果的主要因素之一，并且隨著HRT的不斷增加增加，混合化工廢水中COD去除率呈上升趨勢。另外，延長HRT，可提高處理系統抵抗沖擊負荷的能力，并有利于出水水質的穩定。
（2）選用好氧懸浮填料生物膜法作為完善混合化工處理廢水系統中的SBR生化處理系統的工藝。研究表明，同樣容積的好氧懸浮填料生物膜工藝和傳統SBR工藝在同等條件下進行對比試驗，結果表明，前者對混合化工廢水中有機物的去除具有明顯的優勢，并且在出水水質穩定、沖擊負荷相同的條件下，好氧懸浮填料生物膜反應器具有更為優異的抗沖擊負荷的能力，對混合化工廢水的無規則波動有著極強的耐受性，能很快適應環境條件的變化，并且在經受大量廢水的強力沖擊后，恢復迅速。
（3）應盡可能地用更易降解的化合物代替生物降解慢的化合物。許多人造有機物，在污水處理的過程中被降解，降解程度主要依賴于化合物生物降解的速度。如果速度慢，化合物在污水處理廠的停留時間太短以致于不能完全降解，好氧和厭氧污水處理池中，復雜的微生物種群能降解天然化合物，也能降解合成化合物。實際中，大量化工工業合成的廢棄物（如酚類和氯苯）的降解事實，已顯示出在大量活性污泥存在下生物降解的高效性。然而，進行現實條件下生物降解能力的研究卻至關重要，因為只證明化合物具備可生物降解的能力，這是不夠的，還必須讓該化合物在處理設備中快速降解以保證它能很快從環境中消除。這就要求在各類化工生產工藝流程中，應盡可能地用更易降解的化合物代替生物降解慢的化合物。
（4）加強化工廢水污染防治的措施。優化混合化工廢水的處理工藝自然是廢水處理工作的重中之重，然而與此同時，加強化工廢水污染防治的措施亦是必不可少。首先應改革生產工藝和設備，減少污染物，減少廢水外排，加強進行綜合利用和回收的效率；其次，必須外排的廢水，其處理程度應嚴格根據水質和要求進行選擇；最后，在各企業將廢水排入污水處理廠前進行預處理時，各種化學工業廢水必須根據不同的水質、水量，合理選用不同的處理方法，例如，造紙工業廢水的處理應著重于提高水循環利用率，減少用水量和廢水排放量，同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。
總之，由于混合化工廢水含有不同的化工企業排放的污水，其水質存在著較大差異，有害物質不僅含量多而且種類復雜，如果單純采用傳統的工業廢水處理工藝，污水處理效果多差強人意。因此，進行混合化工廢水優化處理工藝的研究，對混合污水處理工藝的長遠發展，具有重要的現實意義。
參考文獻：
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[2]周德慶.微生物學教程[M].北京：高等教育出版社.2012年.
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化工工藝優化范文第3篇
關鍵詞：優化工藝操作 達標排放 開停工節省時間
慶陽石化公司3Kt/年硫磺回收裝置，經過優化工藝操作，使尾氣SO2排放濃度從最初的日平均1100mg/m3 ，降到日平均860mg/m3 ……240 mg/m3 。
一、優化工藝操作
1.對酸性水汽提塔操作的優化
汽提塔在操作過程中，因為操作不當而造成塔頂冷凝效果變差，大量蒸汽混入酸性氣中，降低了酸性氣的濃度為12%w（50t/h酸性水汽提裝置設計酸性氣濃度為32%w），增加了燃燒爐及制硫系統的負荷，進而使硫磺收率降低。在汽提塔頂設計使用的兩臺冷換設備為空氣作為冷卻介質的空冷器，其中有一臺為變頻空冷，如果操作不當，就會使變頻空冷轉速降低，冷凝效果變差，使酸性氣帶有大量水蒸汽而導致酸性氣濃度降低。因此，在后來的操作中，我們要求內操密切關注變頻空冷的轉速，使其轉速始終保持在100%的狀態，以保證酸性氣濃度和流量的穩定，從根本上保證酸性氣進燃燒爐量的穩定。
2.整定進風的PID參數
在最初的操作中，H2S/SO2比值始終波動較大，裝置技術人員與操作工經過排查，最后將目標集中在進風的PID參數上：使用經驗湊試法，先整定P控制器為120%，待過度過程曲線基本穩定后，再整定I控制器為1.5，消除余差，最后在整定D控制器為0，進一步提高控制精度，最終得到滿意的過度過程曲線，使H2S/SO2比值分析儀不再波動。
3.調整加氫量
由于硫磺回收裝置采用的是“SSR”尾氣處理工藝，當硫磺回收系統運行不平穩時，如不及時補充氫含量，不但會使加氫反應器超溫，造成“硫穿透”，使PH降低，嚴重時會造成設備管線的腐蝕，而且還會使SO2隨凈化尾氣排入大氣，導致尾氣排放超標，為此，在穩定配風的同時，根據PH值的變化，及時調整加氫量，如果加氫反應器溫度上升，則繼續加大氫氣進量，直至床層溫度不再上升。
4.先進控制伴熱改造和定期維護
原來的H2S/SO2比值分析儀伴熱由于距離伴熱站較遠，伴熱溫度難以保證氣相中硫不凝固，造成在線分析儀經常發生故障而難以投用，硫磺回收裝置技術人員與操作工從蒸汽過熱器中引入了一小部分蒸汽為伴熱用，解決了伴熱問題，同時，為保證H2S/SO2比值在線分析儀在使用過程中不發生故障，又協調儀電運行部定期對H2S/SO2比值在線分析儀進行詳細檢查和維護，保證其靈活好用。
5.增加胺液循環量
以上幾種原因被排除后，煙氣SO2排放濃度從最初的日平均1100 mg/m3，降到日平均860mg/m3，濃度仍然較高，硫磺裝置技術人員與操作工又集中從胺液的循環量方面找原因，在逐漸提高胺液循環量，由原來的860mg/m3煙氣排放濃度，降到現在的日平均240mg/m3左右的穩定狀態。
二、優化開停工過程的工藝操作
1.以往的開停工過程工藝操作
原來的硫磺開、停工過程中，加氫反應器的升溫預硫化、降溫鈍化操作（加氫反應器升溫和降溫操作），是一項很繁瑣的工作，在以往傳統的操作中需要切斷與硫磺回收、吸收系統的聯系，只對加氫反應器、急冷塔、循環風機組成一個閉路循環的運行系統。
2.優化后的開停工過程工藝操作
經過進一步研究流程，對傳統的吹掃流程和加氫反應器升溫和預硫化流程進行了優化操作，尤其對加氫反應器升溫預硫化還是降溫鈍化操作，都采取了以下的操作流程：
在開工過程中，當系統升溫結束后，并不急于引酸性氣，而是在以上流程中的熱氣體先改經加氫反應器，給加氫反應器升溫，在升溫結束后，再引入酸性氣進行預硫化；同樣，在停工過程中，系統吹掃結束后，將以上流程改經加氫反應器，給加氫反應器降溫，降溫結束后，再進行鈍化操作，優化后的流程避免了閉路循環流程，使開工煙氣中的水蒸汽不影響升溫操作，升溫后預硫化時間上不影響硫磺開工，降溫鈍化和硫磺停工同步進行，減少了對環境的污染、節省了3~6小時的時間。
三、結束語
化工工藝優化范文第4篇
關鍵詞：生物接觸氧化；BAF；效益分析
一、工程概況
河莊坪小區位于陜西省延安市河莊坪鎮，所在地區生態環境脆弱，降水稀少、冬季嚴寒、氣候干旱，水資源緊缺。小區1993年建成，服務面積0.5Km2、服務人口1.22萬人，物業服務由河莊坪綜合服務處負責。小區遠離市區，生活污水無法進入延安市污水處理廠集中處理。按照“三同時”要求，小區建設了獨立生活污水處理系統，占地面積3500 m2，日均污水處理量1400m3，污水處理后排入延惠渠，作為下游村民灌溉水源。由于污水處理站多年運行整體環境很差，工藝落后，化學和氣體腐蝕對設備的損害很大，設備老化嚴重，出水水質已經不能滿足環境保護要求。
二、生活污水處理常用工藝
目前，生活污水處理通常利用生物法與物理化學法（生物法是通過微生物的代謝作用，使污水中微細懸浮狀態的有機污染物轉化為穩定無害物質的方法；物理化學法一般采用格柵沉砂絮凝沉淀出水的工藝流程，其中物理法是利用過濾、沉淀、固液分離等方法，去除不溶性雜質，化學法是通過添加化學藥劑，將溶解物質、膠體物體和懸浮物質沉淀去除）。常用生物法與物理化學法工藝及優缺點見下表：
表一 常用生物法與物理化學法工藝及優缺點
三、工藝選擇及主要建（構）筑物設計參數
2008年，投資671萬元實施了系統升級改造，處理能力設計為1800m3/d，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B類排放標準及《農田灌溉水質標準》（GB5084-2005）灌溉水質最高標準三類蔬菜標準要求。改造結合原有污水處理系統的工藝、場地、自動化效果、基建投資等實際情況，充分利用原有設備和構筑物，按照新增與改造優化組合的思路，進行了工藝選擇與方案論證工作，主要考慮以下幾方面問題。
一是首先解決原污水處理系統未建化糞池，處理過程大量懸浮物直接進入處理裝置，裝置運行受到沖擊導致管道及設備堵塞嚴重的問題，必須采用物理方法建設化糞池。
二是生活污水生化性好，可以采用很多種方法進行處理，如生物接觸氧化法、SBR法、A/O法、生物膜法中的BAF、MBR等。
三是處理水質要實現《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B類排放標準，直接選用SBR法、A/O法、接觸氧化法等較難，必須結合其它工藝，同時考慮現狀用地緊張及節約投資成本，SBR法、A/O法占地面積大，基建投資大，不適合改造工程；
四是MBR膜絲易堵塞，能耗及運行費用高，不適合選用。
五是直接選用BAF尚能實現，但是BAF對進水SS要求較高，進水濃度要求高，需要進行預處理，否則會使濾池在很短的時間內達到設計的水頭損失發生堵塞。同時，BAF具有低溫運行的優勢，滿足冬季三個月左右的長期水溫低現實情況，保證冬季運行正常。
經過綜合論證后，本設計最終決定在新建化糞池基礎上，利用原有調節池改為兩級沉淀后，通過利用接觸氧化法進行預處理，滿足BAF的進水水質要求，提高系統穩定性。選定生物接觸氧化與BAF組合工藝（見流程圖），本工程主要建（構）筑物設計參數情況（見表二）。
工藝流程圖
表二 主要建（構）筑物設計參數一覽表
四、河莊坪污水處理廠升級改造效益分析
（一）工程處理效果
以2009年9月3日，延安市環境保護監測站出具監測結果為例（延環監字（2009）第220號），本次監測共獲得有效數據22個。監測數據統計詳見下表。
表三 污水處理裝置監測結果統計表
注：濃度單位為㎎/L，pH與水溫（℃）除外
（二）環境效益分析
1. 從表四監測結果可見，出水水質指標全部達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002標準一級B標準，能夠完全實現達標排放。污染物去除效果明顯，降低了外排水對周邊生態環境的影響，環境效益顯著。年污水產生量51萬m3，主要污染物年去除量如下：
表四 主要污染物年去除量
注：按照污染物去除量（噸）=污水量（噸）×進出污水處理廠污染物的濃度差（mg/l）×10-6
2. 污水處理站出水水質符合《城市污水再生利用景觀環境用水水質》（GB/T18921-2002）及《農田灌溉水質標準》（GB5084-2005），出水可用于綠化噴灌、景觀環境、基建維修、灌溉用水使用。年污水處理51萬m3，目前污水處理站將原反沖洗和場區內綠化用水使用自來水調整為利用處理后的外排水，反沖洗及場區內綠化過程節約自來水3.65萬m3，同時排放水用于下游村民灌溉使用，如全部用于灌溉，年節約新鮮水用水近51萬m3。生活污水再生利用減少了對新鮮水的需求，有利于解決近幾年延安地區干旱少雨，水資源緊缺的現實問題。
（三）經濟效益分析
1. 運行成本
污水處理廠年處理污水51.1萬方，年處理成本49.76萬元，其中：動力費34.08萬元、維護保養材料費9萬元、藥劑費3.58萬元、監測費2.4萬元（每月對比監測一次）、污泥處理費0.7萬元（受工資因素影響，暫不討論人工費用），單位處理成本0.97元/噸污水。
改造后設備運行自動化控制水平大幅度提高，按崗配置，結合生產規模和工藝要求，本污水處理站定員可由原18人縮減至10人，人工費用大幅降低。改造前年處理成本66.1萬元，單位處理成本1.29元/噸污水，改造后年處理成本節約16.34萬元，污水處理成本減少0.32元/噸。
2. 排污費用
按照排污費征收標準及計算方法，排污費收費額=0.7元×前3項污染物的污染當量數之和（污染當量數＝該污染物的排放量（千克）/該污染物的污染當量值（千克），對比監測數據與污染物排放標準可知，前三項且超標的為CODCr、BOD5、SS，污染當量數分別為132860、42310.8、3066），年需上繳排污費12.48萬元。
表五 改造前污水處理裝置監測結果平均值統計表
（注：該數據取自延安市環境保護監測站2007年三四季度及2008年一二季度監測結果平均值）
表六 一般水污染物的污染當量值
（注：該數據取自排污費征收標準管理辦法（第31號令））
按照《排污費征收標準管理辦法》要求，對超過國家或者地方規定排放標準的污染物，應在該種污染物排污費收費額基礎上加1倍征收超標準排污費，即改造前年需繳納排污費24.96萬元。同時，按照《排污費征收使用管理條例》（中華人民共和國國務院令（第369號））第二條規定，排污者原有處置設施經改造符合環境保護標準的，自改造完成之日起，不再繳納排污費。
為此，升級改造項目成功實施，企業年累計節約成本41.3萬元，極大的減輕了企業資金壓力，經濟效益可觀。
五、結論
通過對河莊坪污水處理廠升級改造項目的處理工藝、處理效果分析，說明生物接觸氧化與BAF組合工藝處理生活污水在技術、經濟上是可行的，該組合工藝適合獨立式中小型社區生活污水處理，對遠離市區的各社區具有推廣應用價值。同時，通過流程合理優化提高了企業清潔生產水平，具有明顯的經濟、環境和社會效益，為企業可持續發展奠定了良好的基礎。
化工工藝優化范文第5篇
關鍵詞：公路加寬；路基沉降；土工格柵；最優技術
0 引言
隨著社會經濟的發展，交通量的不斷加大，傳統的雙向四車道已經不能夠滿足現代交通量的需求，拓寬傳統的路基已經勢在必行。老地基經過長時間的沉降，剩下的沉降量比較小，但是新路基的成型過程中必然會出現較大沉降，因此，新老路基之間存在較大沉降差異，將會引起路面縱向裂縫，對于沉降差異較大的部分路面將會引起交通隱患。因此，解決好新老路基沉降差異問題是拓寬車道的關鍵問題。
1 降低新老路基的沉降差異
路基和地基的沉降共同決定了整個路基的沉降量，路基荷載和地基填充材料以及填充技術均會影響地基的沉降，軟土沉降量較大，路基自身沉降與自身荷載和行車荷載有關，所以可以從下面幾個方面減小路基沉降量，縮小新老路基沉降差異量，提高公路服務質量，保證行車安全。
1.1 控制地基固結沉降量，減小新老路基沉降差異
路基下的地基沉降與地基自身土質和路基荷載密切相關，所以改善地基土質質量，選用性能良好的填充材料和施工技術可以有效減小地基沉降量。
1.2 提高新老路基拼接，控制路基變形，減小路面結構破壞
⑴開挖臺階，提高新老地基銜接質量
開挖臺階的施工意義在于，清坡、填土提高壓實度，增大新老地基接觸面積以提高路基抗剪能力，為鋪設土工格柵加筋提供錨固位置。
⑵結合部鋪設土工格柵，提高新老路基的有效銜接。
1.3 公路路基拓寬工程質量控制標準
加寬后的路基總沉降量不超過10cm，工后的新老路基的路拱橫坡比增大值小于0.5%。
2 工程概況
現有某段長為165.01km的高速公路段需由雙向四車道擴建成雙向八車道。本文以該段改擴建工程K442+110斷面位置5.0m高路基為例進行數值模擬。具體的勘察資料見表1。
3 數值模擬
3.1 計算假定
（1）路基足夠長，在二維空間內處理問題。
（2）新老路基銜接完美。
（3）采用Mohr-Coulomb模型分析地基、路基的填土結構。
（4）老路基已經完成固結沉降。
（5）加寬路基之后，新老地基土自重形成地基和路基的初始應力場。
（6）路面承受均布荷載。
3.2模型構建
選用由路基面寬度為26m加寬至42m的公路橫斷面的對稱軸半結構建立模型，邊坡斜率均為1：1.5，土層分布、計算參數以及模型坐標系統和網格劃分分別如圖1、表1和圖2所示。
從圖3、圖4可以分別看出，新路基從填土高1m至5m時，隨著路基高度的增加，新老路基的沉降系數均逐漸增大，只是在不同的位置沉降系數增加具有差異性，加寬后的地表的附加水平位移逐漸增大，并且增大速率越來越快。
3.3橫坡比對路面的影響
較小的路基橫坡比可以避免路面開裂，防止公路變形，保證行車安全。對比完工前后的橫坡比，如表2。
由表2可以看出，如果不采取任何措施控制路基橫坡比，路面加寬之后，路基沉降量明顯超過路基沉降標準，影響行車安全。
4 土工格柵加筋效果分析
土工格柵加筋能夠顯著提高拓寬公路的路基整體性，有效控制公路路基整體沉降量，提高公路服務質量。下面采用ADINA中的桿（truss）單元模擬分析該項施工技術的主要控制參數與路基沉降量之間的關系。
4.1 土工格柵彈性模量分析
選用不同的拉伸模量分析對應的路基表面最大沉降量，如圖5所示。橫坡比與土工格柵彈性模量之間的關系如表3所示。
結合圖表5和表3可見，1GPa的土工格柵彈性模量可以最大限度的改善路基沉降差異，若是繼續增加土工格柵彈性模量，加筋效果不明顯。
4.2土工格柵加筋層數分析
在土工格柵彈性模量為1GPa的基礎下，分析加筋層數與路基表面沉降量、橫坡比的關系。
由圖6和表4可見，最佳的加筋層數為3層，可以最有效的改善路基沉降量，減小橫坡比。
4.3 土工格柵長度分析
在均勻鋪設3層土工格柵的基礎下，研究逐漸減小拉筋長度與路基沉降量之間的關系，布置方式如圖7所示，土工格柵長度與路基沉降量和橫坡比的關系分別如圖8和表5所示。
依據圖8和表5可見，采用土工格柵全鋪的方式可以實現最小的路基沉降量和橫坡比，提高公路服務質量，保證行車安全。
5 結語
綜上所述，對于該段公路擴建工程適應選用1GPa的土工格柵彈性模量、3層加筋層數、土工格柵全鋪的方式的施工方案，加寬后的路基最大沉降為4.6cm，新老路基橫坡比為2.3‰，完全符合相關規范要求。
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