黄土路基压实标准研究

为从理论上确定黄土路基的压实标准,首先确定以路表弯沉和路基顶面压应变作为受路基压实标准影响的沥青路面设计指标,根据半刚性基层沥青路面力学分析获得的路基内部压应变分布以及在试验路测得的行车荷载作用下路基内部的压应力分布将整个路基分为距路基顶面0-80 cm的路床和路床下路基两部分,通过分析路基回弹模量对于路面结构层厚度的影响确定了路基不同深度处的回弹模量要求,并试验研究了压实度对于压实黄土的回弹模量和浸水后附加压缩变形的影响。最后,结合路基不同压实区域划分、路基回弹模量的要求、压实度对于黄土力学性质的影响提出以回弹模量和压实度双控的黄土路基压实标准。     

黄土路基压实标准研究

为从理论上确定黄土路基的压实标准,首先确定以路表弯沉和路基顶面压应变作为受路基压实标准影响的沥青路面设计指标,根据半刚性基层沥青路面力学分析获得的路基内部压应变分布以及在试验路测得的行车荷载作用下路基内部的压应力分布将整个路基分为距路基顶面0~80 cm的路床和路床下路基两部分,通过分析路基回弹模量对于路面结构层厚度的影响确定了路基不同深度处的回弹模量要求,并试验研究了压实度对于压实黄土的回弹模量和浸水后附加压缩变形的影响。最后,结合路基不同压实区域划分、路基回弹模量的要求、压实度对于黄土力学性质的影响提出以回弹模量和压实度双控的黄土路基压实标准。     

路基劣化对路面力学性能影响试验研究

通过在试验路段设置劣化区,并在路基面、基层顶面和混凝土面层底面都埋设了动土压力盒,用两轴六轮汽车进行了超载、满载、空载下时速20 km/h和40 km/h下的动力测试。分析测试数据得到基层顶面和路基面动土压力的大小与汽车轴重直接相关,与行驶速度无明显关系,路基劣化区的基层顶给混凝土面层的支承力较低,混凝土面板将荷载传递给劣化区周围土层。     

哈尔滨市道路路基强度变化特性及预测

路基承载基层、路面、车辆荷载与道路附属设施,回弹模量是衡量路基抗压强度的主要指标。为了了解季冻区冻融循环作用下路基土含水量波动、压实度变化对路基回弹模量的影响,在哈尔滨市选取有代表性路段,分别测试不同含水量和压实度下回弹模量值的变化规律。结果表明:含水量、压实度变化对路基土回弹模量有明显影响,并建立路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式,通过现场取样试验,判定路基土干湿类型,证明了路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式的合理性。研究结果能迅速、合理地判定城市道路路基土的承载力,检验路基稳定状态,可为城市道路设计与维修提供合理的路基参数。     

土石混填路基应力水平分析

为研究土石混填路基在行车荷载作用下的力学响应,分别利用布辛奈斯克法和弹性层状体系法对路基工作区进行分析,确定道路工程结构力学响应方法的适用性。现通过设计不同基层类型、不同面层基层弹性模量和厚度以及不同行车荷载,共设计了36种典型路面结构和荷载形式的工况,利用BISAR程序对不同路基深度的应力进行计算。结果表明:标准荷载作用下,半刚性路面的路基中最大应力为36kPa,柔性路面的路基中最大应力为57kPa,因此应对柔性路面中路基顶面压应变进行控制;路基应力水平随车辆轴载增加显著增大,最大应力达到138kPa,应对车辆超载严格控制。     

路基路面结构的参数敏感性分析

本文重点研究了柔性路面结构路表弯沉，路基顶面弯沉及其路基顶面压应变对路面结构参数的敏感性，在大量计算的基础上，提出了咱面设计指标的新观点，路表弯沉受各个参数的影响较大，不能明确反映路基路面结构的工作状态。计算表明弯沉控制和应力或应变控制不能得到一致的结果，路面设计应该重视路基顶面的压应变分析。高等级半刚性路面下，路基应变较小，传递工作区较浅，因此，设计的重点应该放在稳定性上。     

基于路基顶面压应变的沥青路面轴载换算方法

对于沥青路面设计,选用了路基顶面压应变为设计时的控制指标。利用BISAR程序,计算了不同路面结构在不同轴重、不同胎压下路基顶面压应变。根据轴载换算等效原则,计算了基于路基顶面压应变的不同路面结构在不同轴重、不同胎压下轴载换算指数。结果表明,不同胎压、不同轴重及不同路面结构等情况对轴载换算指数的影响较小,各种情况下轴载换算系数的平均值为0.986;并结合路基顶面容许压应变计算得到基于路基顶面压应变的轴载换算系数为4.93。分析结果可为今后路面设计方法的轴载换算提供参考。     

行车荷载下不同沥青路面结构动力响应测试分析

为研究行车荷载下不同沥青路面结构的动力响应,验证、完善我国沥青路面设计方法,在两种倒装式和传统半刚性基层沥青路面结构内部埋设沥青应变计、土压力计和垂直大变形应变计等传感元件,以单后轴货车为行车荷载,现场开展了不同轴重、不同行车速度及制动工况下3种路面结构的动力响应测试。以沥青层层底纵向应变与横向应变、路基顶面土压力和过渡层底部竖向压应力与竖向位移为评价指标,分析了不同沥青路面结构的动力响应规律。结果表明:随行车速度增加,各路面结构沥青层层底应变、过渡层竖向压应力与竖向位移均明显减小;从拉应变循环幅值看,半刚性基层结构随车速的变化更敏感;相同轴重和车速下半刚性基层结构路基顶面的压应力远小于倒装式结构,半刚性基层结构荷载扩散能力更优;相同车速下,3种路面结构沥青层层底纵向应变循环幅值和路基顶土压力均随轴重增加而增大,且半刚性基层结构的增幅相对更大,即半刚性基层结构对荷载更敏感,倒装式结构对荷载适应性更强;车辆制动会引起沥青层层底残余应变、纵(横)向应变与应变循环幅值大幅增加,频繁制动易引起路面车辙变形和加速路面沥青层疲劳破坏。     

路基路面压实度原位快速检测方法研究

本课题针对现有路基路面压实度检测方法普遍存在的一些不足,探索路基路面压实度检测的新方法。本研究参考贯入抗力试验方法,利用重锤夯击路基路面顶面,使其产生变形——沉降,通过测定沉降量及其影响因素,对路基路面的压实质量进行快速测定,具有快速、准确、适应性强等特点,为非破坏性原位检测方法。在本课题中,首先定义了压实度K与受检体竖向变形——沉降量h的关系,即K=f(h)=ah+b并进行验证,然后定义了受检体中含水量w对其检测变形h的影响,即h=f(w)=α(w-w_0)~2+β并进行测验,从而得出结论:在求得受检体含水量w对其检测变形h的影响后,可以通过对受检体沉降变形的检测求得受检体的压实度K值。本课题主要解决三个关键技术问题:一是提出了适用于路基压实度原位检测的测定方法,确定了检测指标、检测流程及计算方法;二是确定了新方法检测仪器设备的相关参数,研制了易于操作的路基压实度原位快速检测装备;三是为后续研究做了方法上的准备。本检测方法可以在施工过程中随时进行,可以动态地对现场施工进行指导。本课题的研究使路基压实度检测更为方便、可靠,为路基压实度指标现场检测工作提供了易于推广的新方法。     

浅析影响公路路基压实效果的因素

路基是路面的基础。一条公路的使用品质,不仅与公路线型和路面质量有关,同时也与路基压实质量有着密切相关的主导作用。压实度不足,路基变得松软,容易受到浸湿,引起路面开裂、沉陷等不良因素。要保证路基的强度和稳定性,就不可避免地保证路基具有足够的压实度。文章根据工程实践经验,主要介绍在公路路基建设中,土质、含水量、压实功和压实厚度对路基土体压实效果的影响及采取的措施。     

路基工作区深度与路基压实控制的分析

在路基设计与施工中,对路基压实度的控制有时带有一定的盲目性,压实结果不是浪费就是不足。如果施工方案不到位,很容易形成各种病害,影响公路的使用效果。通过分析路基工作区深度与公路等级、路面类型、路基土回弹模量及荷载轴重的关系,提出了基于路基工作区深度和填挖关系的变化来确定分段压实度方案的方法,以指导施工。     

降雨渗流作用对路基含水量影响分析

通过埋设FDR湿度传感器进行路基含水量观测试验,研究了降雨强度、路基土孔隙率、路面状况等因素对降雨渗流效果的影响。试验结果表明,降雨强度由8 mm/d增加到65 mm/d时,路基瞬态含水量增加19%～25%;与降雨强度相比,路基土孔隙率对路基含水量的影响相对较小;路面未发生损坏时降雨渗流作用对路基含水量的影响范围主要分布在路基顶面以下0.4 m,路面结构损坏后影响区域增大到路基顶面以下1 m。     

液压夯实机补强台背路基影响因素分析

为研究液压夯实机补强台背路基过程中对桥台的动力影响,依托某高速公路桥隧过渡段台背路基填筑工程,采用有限元软件ABAQUS建立了"夯锤-路基-桥台"相互作用模型,模型的准确性采用足尺夯击试验进行验证,仿真过程中以桥台最大动位移和最大动应变值作为评价指标,分析了夯锤落距、夯点与桥台距离、路基初始压实度、桥台混凝土强度等级和桥台顶部支撑条件等因素对桥台变形的影响。结果表明:夯击产生的土压力实测数值与仿真数值的误差均在10%以内,并且桥台动位移和动应变沿桥台高度方向的变化趋势符合常规,仿真模型可靠;桥台在夯击作用下的最大动位移及最大动应变随夯锤落距的增加呈线性增大,随夯点与桥台间距离的减小呈指数型增大;路基初始压实度由75%增加至95%过程中,桥台最大动位移和最大动应变基本一致,路基初始压实度对桥台变形影响较小;桥台混凝土强度等级的提高对减小桥台变形有显著影响;桥台顶部无伸缩缝时的最大动位移和最大动应变相比于有伸缩缝时分别减小了75%和24%,补强过程中可采用临时阻塞桥梁伸缩缝的方法改变桥台的受力形式。     

路基路面结构的动力特性试验研究

路面路基结构的沉降变形主要来自地基路堤土层的固结压密沉降和交通荷载反复作用下路面路基各结构层的累积残余变形。文章论述了路面路基结构在车辆荷载作用下的动力特性试验研究,通过比较水的浸入和压实密度降低两种因数对路面路基结构应力和变形特性的影响程度可发现,水的浸入对路面路基结构应力和变形的影响要大于压实密度降低对路面路基结构的影响。水的浸入和碾压质量不高是造成路面早期破坏的因数之一。     

黄土路基积水入渗规律研究

在黄土地区修建高等级公路,常因路基顶面积水而影响路基使用性能,严重时会影响公路的正常使用。本课题基于黄土路基压实后土体的基本性质,通过室内一维土柱入渗试验,利用γ射线法对不同压实度下黄土积水入渗状况下的水分分布进行测试研究,得出相应的黄土路基积水入渗规律,为黄土路基综合排水设计提供重要的理论依据。     

全风化花岗岩路基路面结构动力特性模型试验研究

路基路面结构受交通动荷载重复作用,表现出疲劳特性,并会产生不可恢复的残余塑性变形。通过3组室内大比例模型试验,研究了全风化花岗岩、全风化花岗岩水泥稳定土和土工格室加强等不同路基结构形式的路基路面结构受交通动荷载作用的动力特性,分析了路基路面结构动应力应变分布规律,得到路基路面结构动应力、应变和永久变形随车辆荷载大小、车辆荷载通过量(对应加载次数)、运行速度的变化规律,试验论证了全风化花岗岩及其水泥稳定土和土工格室加强作为高速公路路基填料的可行性和适用范围,评价了路基处理的效果,确定了路基质量控制标准,对高速公路的设计与施工具有指导意义。     

车辆载重对沥青混凝土路面结构影响的研究

针对车辆荷载在路面结构破坏中的重要性,通过三维有限元分析与现场试验,对不同载重车辆通过条件下沥青混凝土路面结构的动态响应（动应变、动应力）规律进行了研究。研究表明：车辆载重对路面结构的影响是显著的;空载车虽然会有额外的动荷载产生,但它对路面结构产生的影响仍然小于满载车;随着载重的增加,沥青面层的垂直动应力和底基层与路基结合部的水平动应力都显著增加;随着深度的增加,车辆行驶产生的垂直动应力对路面的影响迅速减弱。     

煤矸石路基压实特性分析

结合某段煤矸石路基的填筑,研究煤矸石路基压实度、路基沉降与压实遍数的对应关系.结果表明:对煤矸石路基进行冲击压实后,路基强度和刚度大幅度提高,压实度达到了95％以上;沉降量在15遍以前较大,15遍以后趋于稳定:对煤矸石填充路基顶面的弯沉测试数据进行计算,结果也满足施工要求.     

路基拓宽工程设计方法研究

针对路基拓宽工程的实际问题,基于大量实体工程调研和理论分析,从损坏类型和损坏机理出发,揭示了路基拓宽工程中的4种损坏模式,包括路基结合部剪切开裂、新老路面结合部弯拉开裂、老路基层顶面开裂和新路基层底面开裂,建立了以变坡率为设计指标的路基拓宽设计方法;并遵循变形协调与控制的基本思想,着重提出了路基拓宽工程处治措施的选择流程,继而采用有限元计算和室内模拟试验的方法,对新老路基结合面处治、拓宽路基填料及压实度控制、路基加筋、支档结构等多种处治措施的处治机理、效果和设计施工要点进行了总结。各项研究成果对路基拓宽工程中处治措施的选择、设计和施工具有重要的借鉴和指导意义。     

斜坡路基沥青路面结构动力响应分析

斜坡地段公路的主要破坏形式是斜坡路基的稳定和沥青路面的纵向开裂。斜坡路基沥青路面的力学行为因其特殊的结构形式有其显著特点。现场调查表明轮载动力作用直接影响斜坡路基稳定及上承路面结构的响应。采用有限元软件ABAQUS建立了斜坡路基路面动力计算模型,分析了车辆荷载作用下斜坡路基动应力、路表弯沉以及基层层底拉应力的变化规律,重点研究了车辆轴载、行车速度、面层刚度、面层厚度、基层刚度、基层厚度、路基模量等外加荷载状态、路面层状组合与材料力学性能方面的参数对斜坡路基沥青路面结构动力响应的影响。分析认为斜坡路基填筑质量、基层厚度和动力作用对路面响应具有重要影响,设计、施工和管理中必需采取有针对性的措施以防止路面的早期破坏并保证路面的长期使用性能。