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本文以高速公路拓宽工程为研究背景，借助大型地基沉降模拟试验平台，采用FBG应变传感网络系统，开展了几何相似比为1：2的大比尺模型试验，研究了路面加载条件下新、老路基差异沉降对路面结构层的影响机制问题。试验结果表明：新、老路基过大差异沉降，拓宽路面结构层随着路面荷载的反复作用，路面结构层顶部处于拉压应变的交替变化中，正是这种交替变化带来了路面的疲劳破坏。在新、老路基交界处铺设土工格栅能一定程度的消解新老路基间的不均匀沉降，进而能够一定程度的缓解差异沉降对路面结构应变的影响，但是这种缓解程度较为有限。