高填方路基不均匀沉降的机理分析及防治措施

目前,填方路基是山区公路路基的主体结构。高填方路基主要分三种,一是指边坡高度超过20m的路堤;二是地面斜坡率小于1:2.5的路堤;三是不良地质、特殊地段的路堤。由于高填方路基自重大,加上行车荷载,以及施工的不规范,使得路基极容易发生沉降,导致路面开裂、沉陷等问题,对交通安全造成了极大的影响。因此如何有效的提高高填方路基不均匀沉降合格率是目前我国公路建设中亟待解决的课题。本文先分析沉降的机理,然后提出相应的防治措施。     

重载动力响应对暗河区高填拓宽路堤稳定性影响模型试验

利用重载动力响应影响模型试验装置,对路堤下伏溶洞的变形破坏机理与稳定性进行了研究,路基路面在不同荷载作用下相应产生变形,传递到路面下各结构层并引起相应沉降变形,最终导致了路面塌陷。总结了不同部位高填拓宽路堤的变形与破坏特征,为暗河区高填拓宽路堤变形破坏分析及整治奠定了基础。     

高液限黏土改扩建路基安全性能数值模拟分析

高液限黏土路基改扩建工程中,新老路基差异沉降是影响路基强度及稳定性的主要因素。文中结合液塑性试验及室内击实试验,利用GeoStudio软件对高液限黏土改扩建路基进行数值模拟,分析高液限黏土路基的强度及稳定性。结果表明,分层填筑时,地基最大沉降发生在新路堤形心处,且高液限黏土路基沉降比一般路基的大;不同高度路堤施工完成后,地基最大沉降始终发生在新路堤形心处,填土高度越高,路基的安全系数越小,且高液限黏土路基上边坡的安全系数比一般路基的小。     

道路改建引起的地基固结差异沉降规律研究

地基固结差异沉降是道路改建中遇到的主要问题。文中采用有限差分法模拟高速公路改建工程中直接利用旧路堤的施工过程，建立地基沉降的流～固耦合模型，计算地基和路基产生的差异沉降；分析了道路加宽方式和路堤高度对差异沉降的影响规律，模拟分析了差异沉降作用下路基的力学响应。结果表明，随着固结时间的增加，新旧路堤接茬处差异沉降逐渐明显，表面出现拉应力屈服，而且新路堤的边坡处存在沿接茬处滑坡的可能，在工程中应重点处理。     

桩与土工加筋层对公路路堤地基承载力的影响

为了研究桩与土工格栅加筋垫层联合作用对高速公路软土地基的加固效果,利用平面应变弹塑性有限元方法,建立路基的二维有限元模型进行数值计算.分析桩顶铺设土工合成加筋垫层对提高复合地基承载力和稳定性所起的作用,包括在置换率一定时,不同桩径和桩间距对地基沉降和稳定性的影响,以及在置换率增加时,复合地基承载能力的提高规律;并对加密路面或路堤边坡范围内桩间距能减小路堤总沉降和改善不均匀沉降的效果进行计算分析.有限元分析结果表明:桩与土工加筋层能很好地控制公路地基的不均匀沉降,尤其对于软土地基效果更为明显,且通过加密路面范围内的桩间距能有效减小路堤沉降并改善路面的不均匀沉降.     

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％。     

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。     

高速公路拓宽土工格栅加固效果分析

为了研究土工格栅在路基拓宽工程中减小新旧路基由于固结程度不同产生差异沉降的效果,结合工程实例通过有限元分析方法和工程类比法,分析土工格栅在控制新老路基沉降过程中的作用。表明通过新路基中铺设土工格栅的方法可以有效改善新老路基的差异沉降。并有效加固了新路堤边坡。     

暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽重载动力响应模型试验

利用重载动力响应模型试验装置,对路堤下伏溶洞的变形破坏机理与稳定性进行了深入分析,归纳出路基下不同部位变形破坏特征,分析了暗河漏斗地区高填路堤的稳定性。得出了路基路面在不同荷载作用下相应产生变形,传递到路面下各结构层并引起相应沉降变形,最终导致了路面塌陷和坡脚的破坏,确定暗河地区高填路堤筋墙方式拓宽,为暗河地区高填路堤整治方案奠定了基础。     

高路堤欠压实区沉降特性有限元模拟分析

由于碾压机械施工困难等原因导致路基边缘压实度不能得到保证,形成欠压实区,尤其路基填方过高时,在欠压实区及压实区之间由于沉降差异容易产生纵向通缝。通过对压实不均匀的高填方路基沉降特性进行的有限元模拟分析,比较了不同工况下路基欠压实区与正常压实区之间的的差异沉降,对减少高路堤病害具有现实意义。     

新老路基轻质土拼接拓宽施工的关键技术

为解决软土地区高路堤路基拓宽施工中出现的新老路基不均匀沉降问题,提出一种基于装配式模板的新老路基轻质土拼接拓宽结构,在原路堤边坡台阶处设置预制T形抗剪件,同时在新路堤下方打设路堤桩,结合预制装配式坡面板,并且在坡面板及老路堤间回填轻质土。工程实践证明,应用该技术后,在拓宽一侧老路基边坡范围沉降差明显减小,技术经济效益明显。     

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。     

道路桥梁沉降段路基路面施工技术

差异沉降常出现在引道路堤和桥台之间,其危害性极大,即使差异沉降很小,都会导致桥头跳车,给行车造成安全隐患。文章对道路桥梁沉降段路基路面施工技术进行了探讨。     

浅谈沉降观测在高填方中的应用

针对高填方不均匀沉降的质量问题,采用在路基和路堤中埋设剖面沉降管,通过剖面沉降观测仪,按照一定的频率定期对路基和路堤的沉降速率和沉降量进行动态监测,了解路基和路堤不均匀沉降的大小及其发生、发展的规律,以保证路堤施工的安全和稳定性,并能及时制定施工标准、采取预防和补救措施来控制路基的不均匀沉降,从而根治路基沉降导致路面损坏的质量通病。     

新老路基容许差异沉降控制标准研究

为避免高速公路改扩建中由于新旧路基不均匀沉降导致路面病害,文中以某高速公路典型路段新老路基处理为依托,分析新老路基差异沉降与路面应力的关系;引入沥青路面结构服役后的疲劳特性,分析高速公路改扩建工程加宽路基与原旧路基之间容许差异沉降控制标准,得出该高速公路改扩建新老路基容许差异沉降以半幅横坡改变量2‰为控制标准。     

湿陷性黄土路基铺设土工格网的应力试验研究

黄土加铺土工格网形成的复合路基具有明显的分荷降压作用，使其竖向和水平应力由路基中心向两边转移，应力趋于均匀，从而提高了路堤边坡的稳定性，减小了路堤的沉降变形。     

差异沉降对路面结构附加变形影响的大比尺模型试验

为合理描述新老路基差异沉降条件下路面结构层的附加变形问题,借助大型地基差异沉降平台,开展了新老地基差异沉降条件下拓宽沥青路面层影响机制大比尺模型试验研究。试验结果表明:在地基差异沉降作用下,沥青路面结构层整体处于受拉状态,下面层受到的地基差异沉降的影响最为明显,在地基差异沉降达到14cm时,路面结构面层开始出现塑性变形;新老路基中铺设土工格栅可以缓解下部地基差异沉降并减小路面结构层的附加应变;路面汽车荷载能在一定程度上缓解拓宽路基差异沉降导致的结构层附加变形;地基差异沉降会导致路面结构层与路基出现脱空从而产生局部弱支撑,在重力的作用下,沥青混凝土路面板呈现弯曲状态,路面表层会出现反坡。     

基于超限学习机的黄土高路堤预拱超填研究

黄土山区公路建设存在大量V形冲沟,使路基产生过大工后沉降,为解决工后超标准沉降问题,减小工后沉降处治成本,需设计路基预抛高（预留沉降量）,使公路交工验收时高程符合设计要求。现行规范对如何布设预抛高没有明确说明,因此有必要研究黄土高路堤沉降分布规律,提出其预拱超填方法,针对此类问题依托渭武高速公路工程,通过对试验路历时2年多的沉降观测,得到路基施工期、路面施工期及公路通车1年后的路基沉降数据,提出黄土高路堤沉降随时间和空间的分布规律,得到路堤沿时间及纵、横断面的沉降分布特征,为黄土高路堤填筑末期预抛高的布设形式奠定了基础;基于超限学习机算法,建立黄土高路堤工后沉降预测模型,利用实际沉降观测数据与模型预估结果进行对比,采用平均绝对百分误差对预测结果精度进行评定;最后,通过定量分析填土高度、施工速率、路面重力、路基路面验收时间及交通量修正对路堤工后沉降的影响,提出基于可靠度的黄土高路堤预抛高预测模型及公式,据此给出基于超填平衡的试验路纵、横断面预抛高设置方法,并通过工程实例,验证预抛高模型及公式的准确性。研究结果表明：该沉降预测模型精度良好;研究结果可为黄土地区高填方路基填筑末期预抛高的详细布设提供参考。     

新老路基强度不均匀性对拓宽路面结构影响分析

新老路基强度不均匀是公路改扩建工程中产生不均匀沉降,导致路面出现纵、横向裂缝病害的重要原因。研究了不同工程条件下,新老路基强度差异程度对路面结构层应力与变形的影响规律,正确认识新老路基强度不均匀性对路基路面的影响,合理确定新老路基强度差异值允许范围,为路堤拓宽工程的新老路基结合处治设计与施工提供科学依据。     

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。