交通荷载下低路堤高速公路路基沉降规律分析

应用COMSOL软件对交通荷载作用下低路堤高速公路路基沉降进行计算,总结交通荷载下低路堤高速公路路基沉降特点。计算结果表明：交通荷载引起的路基沉降主要发生在行车道的下,是车辙形成的主要原因;汽车前后轮间的差异沉降随车重增加而增加,随车流量增加而迅速增加,前后轮间的差异沉降是路面横向裂缝产生的主要原因;交通荷载引起的路基沉降主要发生在通车初期,通车前5年完成沉降的80％。     

连云港软土地区路面分期建设中二次路面铺设时间研究

针对连云港深厚滨海相软土地区的路面分期工程,为确定合理的二次路面铺筑时间,设置时间跨度为15年,考虑不同路堤高度,采用GeoStudio有限元软件模拟路基荷载与交通荷载作用下地基沉降变形特性,分析路基高度对沉降历时的影响。结果表明,路基荷载引起的沉降随路基高度的增加而增加,交通荷载引起的沉降随路基高度的增加而减小;对于低路堤,开放交通后交通荷载引起的沉降在总沉降中始终占主导地位;考虑路基和交通荷载综合作用的沉降历时、连云港地区二期路面实施的控制标准,对于一般路段,二次路面铺装的合适时间在开放交通后第3年。     

长期交通荷载作用下滨海软基低路堤合理高度数值分析

本文采用有限元法,研究了长期交通荷载作用下滨海软基上车辆对低路堤路基沉降、顶面应力和塑性区发展的影响,提出长期交通荷载作用下软土加固区上低路堤的合理高度,可为工程提供参考。     

交通荷载影响下土石混填高路堤沉降规律数值分析

土石混填高路堤作为山区高速公路建设常采用的一种路基形式，其工后沉降控制已成为山区高速公路建设的难题。建立了交通荷载作用下高路堤动力模型，利用有限元软件ANSYS进行了数值仿真分析，研究了车速为100km/h三车道三辆车交通荷载作用下高路堤的沉降规律，分析了土石混填高路堤在其影响下的沉降与循环次数关系，为施工控制沉降措施提供了依据。     

高速公路低路堤路基工作区处治标准的数值分析

低路堤受交通动荷载作用的影响较大,需要合理确定地基处治深度,以减少路基动应力对路基的破坏。本文通过建立合适的低路堤车辆动荷载影响深度的数力学模型,对交通荷载作用下高速公路低路堤工程特性进行数值分析研究,得出高速公路低路堤地基处治深度及换填材料的强度要求,从而为低路堤的设计和地基处理方法提供依据。     

交通荷载下低路堤高速公路路面路基振动测试与分析

交通荷载的作用使得路面路基产生动力响应,为了掌握和分析交通荷载在低路堤高速公路路面路基中的振动响应,对连盐高速公路一低路堤工程段进行了现场测试,采用强震仪及动土压力盒测试在不同车型、不同车速工况下路面及路基不同深度的动力响应,根据对测试结果的分析,得出了一些有价值的结论,对今后指导低路堤高速公路路基设计和处理有一定的意义。     

佛开高速公路软基路堤拓宽处理及拼接现场试验

佛开高速公路拓宽工程的关键技术问题之一是软基路堤的地基处理和拼接。通过试验段工程进行了路基拼接和拓宽时,不同复合地基处理方法的原型试验,研究表明,搅拌桩地基下卧层的单位压缩量小于素混凝土桩地基,拓宽路基断面的最大沉降和最大沉降速率出现在素混凝土桩加固区;老路对拓宽路堤的荷载反应敏感,老路最大沉降速率出现在拓宽路堤荷载施加完成之后;拓宽路基具有比较小的工后沉降,所采用的地基处理方法和路基拼接方法满足设计要求。     

低路堤路基动力特性及长期性能技术措施研究

为探索高速公路交通荷载与降雨环境耦合作用下低路堤复杂的动力特性及长期性能保障技术措施,依托浙江省某低路堤高速公路为工程背景,结合现场埋深元件测试获取动应力、加速度、动位移等数据,分析了不同轴重和车速等条件下路基的动力特性差异,具体包括动力指标量值和竖向影响深度;考虑降雨环境对高速公路服役期路基动力特性影响,借助ABAQUS有限元分析软件建立"降雨环境-交通荷载-路基"三维数值模型,分析了降雨强度对路基服役期动力特性影响,具体包括中雨(1.25 mm/h)、大雨(2.5 mm/h)和大暴雨(10 mm/h)3类工况;考虑平原水网区低路堤高速公路受交通荷载和降雨环境长期耦合作用,结合路基填料设计、排水系统优化等角度,探讨了保障低路堤路基长期动力稳定性能的技术措施。结果表明:不同荷载条件下路基动应力、加速度和动位移存在差异,但沿路基深度均呈衰减趋势;动应力幅值与轴重成正相关,轴重20 t车辆的动应力幅值约为50 k Pa,约为轴重5 t车辆的动应力幅值的7~10倍;相对轴重10 t车辆荷载条件下,速度对动位移影响更大,轴重20 t车辆荷载条件对应动位移约0.60~1.02 mm;相比干燥路基状态,中雨、大雨和大暴雨降雨强度下路基动应力值提高约为3%~15%;合理路基填料设计可以提高低路堤刚度和强度,而完善的排水系统可降低交通荷载与降雨叠加引起的动力响应程度,均可在一定程度达到保障低路堤长期动力稳定的目的。     

泡沫混凝土换填路基沉降控制效果现场试验研究

在深厚软土地区进行公路建设，常由于交通荷载和路堤荷载等作用，造成工后沉降量过大、不均匀沉降等现象。以浙江省台州湾大桥及接线工程采用泡沫混凝土置换高速公路宕渣路堤为例，通过有限元方法对典型断面的工后沉降进行模拟，提出了该工程不同路段的合理换填厚度，对其他类似工程具有一定的参考意义。依据现场试验沉降观测数据，分析泡沫混凝土换填前后路基沉降控制效果。泡沫混凝土换填路基技术可以大幅度降低填土荷载，减少软基的附加应力，从而达到抑制沉降和侧移、提高路堤稳定性的效果。现场沉降观测结果表明，换填前大部分路段预压期末沉降速率不满足规范要求，换填后沉降观测结果显示沉降速率为2 mm/月～4 mm/月，依据换填后沉降变化采用sep程序所预测的工后沉降大幅减少，路基沉降控制效果明显。     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

路基差异沉降的形成原因及对路面开裂的影响分析

路基的差异沉降是导致路面损坏的一个重要原因,而路基差异沉降不仅发生在半填半挖或新老路基结合处,在软土地基的固结沉降与高路堤临近边坡路肩部位压实度的差异、强降雨作用导致的高路堤边坡稳定性的降低及雨水入渗导致路基软化后行车荷载的反复循环作用均会导致差异沉降的形成与进一步发展,该文在分析这类差异沉降形成机理的同时,分析了不同类型差异沉降对路面开裂的影响。     

高速公路拼接段EPS轻质路堤现场试验研究

针对在深厚软弱地基上进行高速公路的拼接拓宽工程,新老路基之间将会产生差异沉降的特点,基于理论分析和差异沉降控制标准的要求,提出采用EPS超轻质硬泡沫塑料作为路堤填料,以达到减小路堤荷载和控制新老路基间差异沉降的目的,并依托具体工程实例对EPS轻质路堤的沉降变形特性进行了现场试验研究,揭示了现场实际加载条件下EPS的压缩特性和地基竖向沉降、水平位移、不同深度处土体孔隙水压力的变化规律,在对实测资料进行理论分析的基础上,提出了高速公路拼接拓宽工程EPS轻质路堤的设计方法,并依据现场实践对设计施工要点进行了总结。实践表明,EPS显著改善拓宽路堤的受力特性,减小新老路基间的差异沉降,在设计施工中应解决好EPS块体密度、上覆层厚度的选择,路基排水和地下水位的控制、EPS材料质量检验和控制以及施工放样等问题。     

高速公路路基加宽引起的地基沉降特性研究

文章针对软土地基上高速公路加宽工程中路基变形特性和差异沉降标准进行了深入研究。首先假定地基为Biot介质,根据加宽路堤荷载作用下得到了瞬时沉降、固结沉降和最终沉降的解析式。得到了加宽路堤在梯形荷载作用下的特性,认为地表沉降呈现老路堤中心最小、加宽路堤断面形心垂线位置最大的分布形式。     

冻融循环与动载耦合作用下低路堤路基沉降数值研究

为探讨动载与冻融循环耦合作用下低路堤路基的沉降规律,以季冻地区典型低路堤断面为研究对象,利用ADINA有限元数值分析软件,建立了冻融循环和行车动载耦合作用下的路基三维分析模型。根据冻融循环期,将模型划分为6个过程模拟分析了低路堤沉降的竖向、水平位移及最大剪应力随时间和交通量变化的一般规律。研究结果表明:低路堤路面竣工后前6年弯沉增加较快,随着时间的推移,累积沉降逐渐趋于稳定;随着车流量的增加,由行车荷载和冻融引起的累积沉降和剪应力增大速度增快,限制超载是减小累积沉降的关键;隔离层能有效控制路面弯沉、地表水平位移和剪应力;分析模型实现了路基冻土体力学特征值的动态控制,为季冻区的低路堤沉降变形计算提供依据。     

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。     

复合地基中桩帽作用数值分析及桩帽承载力计算

采用三维快速拉格朗日分析程序,依据某路基试验段的工程地质和设计施工情况建立了路堤荷载下带桩帽刚性桩复合地基数值分析模型,分析了桩帽直径变化对刚性桩复合地基沉降的影响,结果表明:桩帽直径的增大能够起到提高桩荷载分担比、减小复合地基总沉降和桩土沉降差的作用,桩帽直径的变化对下卧层沉降的影响较小。根据相关文献的研究成果,建立了路堤荷载下素混凝土圆板桩帽和倒圆台桩帽的承载力计算方法,并结合实例验证了承载力计算方法可靠性。研究成果可为路堤荷载作用下刚性桩复合地基中素混凝土桩帽的设计提供参考。     

不同高度拓宽路堤在行车荷载作用下的仿真分析

针对京石高速公路拓宽工程情况,采用ANSYS进行仿真计算,以最大差异沉降(应变)和路面结构层拉应力为计算指标,分析在行车荷载作用下不同高度拓宽路堤的应力、应变(或沉降)情况。研究表明:1行车荷载对路基顶面差异沉降有影响,路堤高度越小,影响越大。当路堤高度达到16m后,行车荷载影响增长率小于5%;2在超载30%情况下,路堤差异沉降增长率:1.6m高路堤的增长率为19.07%,5m高路堤增长率为14.12%,8m高路堤为13.00%;轴载25kN对路基沉降影响可忽略不计;3同一时间,路堤高度越大则累积最大塑性应变越大;高度一定则塑性应变增长率随着时间的发展逐渐减小;4随路堤高度增大,沥青路面结构应力松弛效果产生的速度越快。     

大直径管材结构化路堤在深厚软基中的应用研究

以广东省中开高速公路某桥头深厚软基段为例,采用大直径管材结构化路堤来减少高速公路的工后沉降。通过实测结构化路堤的水平位移、剖面沉降和分层沉降等,对大直径管材结构化路堤在荷载作用下的变形特征进行了研究,同时采用快速拉格朗日有限差分数值方法对大直径管材结构化路堤进行了数值模拟。结果表明:荷载作用下大直径管材的最大水平位移集中在管底两侧,竖向位移集中于管顶,路基土体水平位移在中上部较大,但整体沉降量小,在深厚软基中的控沉效果理想。最后结合工程实践和数值分析结果,提出了大直径管材结构化路堤的一些设计建议。     

土工格室处治山区高填方加宽路堤试验研究

结合高速公路拓宽工程,采用弹塑性三维数值方法,借助三维薄膜单元模拟土工格室,分析山区高填方加宽路堤的位移与沉降规律,提出优化的格室处治方案,同时进行了现场试验,分析格室处治后路堤深层侧向位移与沉降规律。结果表明:数值模拟与现场试验结果规律相符,高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下竖向位移主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部逐渐减少。受上部路堤土俯冲荷载作用,加宽路堤底部侧向位移相对附近土体较大。格室可有效减少高填方加宽路堤的侧向变形及扩散荷载传递。     

软基路堤拓宽工程的沉降控制措施分析——以渔港路工程为例

以软基路堤拓宽工程——渔港路工程为例，分析软基路堤拓宽工程的路基沉降规律，根据分析结论，对该工程的沉降控制提出了相应的工程技术措施。结合工程施工期间及施工后路基沉降观测结果，对路堤拓宽工程的控制因素进行了验证。结果表明，针对软基路堤拓宽工程，可分别对老路路堤沉降控制、拓宽路堤回填区沉降控制、拓宽路堤原始地基沉降控制3个方面进行针对性设计和施工，能够有效减少软基路堤拓宽引起的不均匀沉降。