与路面协调设计的公路路基设计指标及使用环境探讨

针对当前公路路基路面设计协调性差及规范的适用环境与当前公路使用环境、轴载状态差异问题,本着路基路面协调设计的思想,从影响路基结构特性的因素入手,研究了温度、湿度、荷载3大影响路基路面结构设计的主要因素,分析计算了不同环境、轴载状态下重载交通公路路基动应力、应变及公路工作区深度变化规律,揭示了在使用环境条件下进行路基结构设计的重要性.最后根据路基动应力、应变分析结果与控制标准,提出了适应重载交通的交通等级与设计标准轴载,以及适应重载交通高速公路的设计轴载与路基强度指标标准建议值,并基于与路面协调设计思想对使用环境下的公路路基设计提出了一些建议.     

重载交通下的路基工作区界定问题探讨

通过路面病害调查、有限元路面结构力学计算,分析了重载作用下,路基刚度对我国目前高速与等级路路面结构应力分布的影响与路基应力作用深度。分析表明,重载交通下的路基过大变形是导致高速公路结构疲劳开裂的重要原因之一。等级路的路基甚至地基过大变形是引发路面早期开裂的关键因素之一。在重载作用下,目前的高速与等级路面结构,仍把0~80 cm作为路基工作区深度是不够的。路基工作区深度,高速公路应为1.5 m,并被现场测试的路基轮载分布深度验证;等级路应为2 m,同时应考虑天然地基的变形问题。路基上部60 cm石灰土处理起到路基与半刚性底基层之间刚性过渡的作用,也是应对重载、确保路基对路面结构支撑稳定性的有效措施。     

水泥混凝土路面下路基工作区深度确定方法的探讨

通过讨论原路基工作区深度确定方法的局限性及应用于水泥混凝土路面时的不合理之处,提出以荷载作用于水泥混凝土面板不同荷位时的路基应力比（板角、板边时的路基应力与板中时的比值）作为水泥混凝土路面下路基工作区深度的控制指标。采用有限元方法,讨论了路基应力扩散特征和工作区深度,给出了路基深度0.8m处的应力比取值范围。结果表明：不同轴型（单轴、双轴和三轴）及不同公路等级的路基工作区深度变化在0.65～1.55m之间,原0.8m的路基工作区深度已不能完全满足现在路面结构和轴荷条件下的情况。在综合考虑轴荷、路面结构和公路等级基础上,推荐了路基工作区深度值。     

杭州德胜东路重载交通条件下的潮湿路基设计探讨

以杭州德胜东路的改造提升工程为依托,通过分析德胜东路上重载交通的工作区影响深度,提出潮湿低路堤情况下城市重载交通的路基路面设计应对方案。就地取材设置40 cm水泥土换填层及碎石垫层,有效地解决了重载交通需要的路基强度问题和潮湿路基的水稳性问题,为杭州市东部区域城市道路在重载交通条件下的设计提供理论和实践依据。     

天津滨海新区重载道路结构设计探讨

该文通过对天津滨海新区典型重载道路的交通调查,得到了典型的交通组成和轴载谱,并以此为依据,分析了重载对道路结构路表弯沉、路面结构层底部应力和路基工作区的影响,探讨了重载道路结构的设计方法和流程。     

基于车辆动荷载条件下的半刚性路面路基工作区深度研究

该文在研究现有路基工作区深度计算方法的基础上,根据对汽车行驶过程中动荷载变化规律的实际检测与分析,提出基于车辆动荷载影响下综合确定半刚性路面路基工作区深度的计算方法。进行室内试验采集冲击荷载的动应力数据,采用Abaqus软件进行数值模拟,对比实测数据验证道路模型准确性。进行室外道路现场观测,采集车辆动荷载数据,建立车辆动荷载模型,对比实测数据验证模型准确性。在此基础上参照现有路基工作区定义,模拟计算出不同轴重车辆在不同速度下车辆动荷载的路基工作区深度以及改变路面结构层厚度和路基填料参数对路基工作区深度的影响,得出在典型路面结构下:考虑车辆动荷载的情况,高速公路路基工作区深度应在1.14m以上,一级公路为1.23m以上,二级公路为1.29m以上,三级公路为1.42m以上,重载交通情况下路基工作区深度相应加大30~40cm。     

路基工作区的影响因素研究

针对目前路基工作区未考虑路面结构、交通荷载、路基加固对路基工作区影响的现状,展开路基工作区影响因素的研究.借助ANSYS软件,计算了两种路面结构、3种轴重和两种加固方式下的路基工作区.研究结果表明,路面结构厚度越厚,则路基工作区深度越小,两者呈线性关系,高等级公路的路基工作区比二级公路小;路基工作区随着轴载的增大而增大,两者近似呈线性关系;现行规范把路基上部0～80 cm部分作为路基工作区是不够合理的,应根据路面厚度和交通情况分别设置合适的路基工作区;加固路基对减小路基工作区深度有着明显的效果,对于高等级公路,水泥加固效果明显优于石灰加固,对于二级公路,水泥加固与石灰加固效果相当.     

考虑车辆动应力条件下的软土路基处理深度研究

针对滨海新区软基特点,在现有道路工程低填方路堤或挖方段软土路基处理深度计算方法的基础上,根据车辆对道路产生的动应力影响,提出了考虑车辆动应力条件下的软土路基处理深度研究计算方法。分析确定车辆荷载模型,并通过室外道路车辆动应力采集,验证模型准确性。通过试验采集冲击数据,采用ABAQUS软件进行数值模拟,验证了土中动应力衰减的道路模型。在此基础上模拟计算出不同轴重、速度及交通量下的动应力影响深度,参照地基沉降计算方法及路基工作区定义,确定软土地基的处理深度,得到以下结论:考虑车辆动应力及路面铺装情况下,高速公路低填方软土路基处理深度应在1.10 m以上,一级公路为1.23 m以上,二级公路为1.31 m以上,三级公路为1.4 5m以上,视重载交通情况软土地基处理深度相应增加25~40 cm。     

基于路基动应力的路基工作区深度确定方法研究

鉴于考虑路面厚度和材料刚度影响的 J．Boussinesg修正公式所得的路基工作区深度过小,仅至上路床部位,与实际情况不符。提出了基于竖向路基动应力分布规律确定路基工作区深度的方法。通过比较模型试验和计算模拟在竖向动应力和动位移沿深度方向的衰变规律,发现衰变规律在路基工作区深度范围符合性较好,验证了该方法的正确性与可靠性。对典型结构组合下路基动应力与工作区深度进行计算分析,分析结果表明：在标准汽车荷载100、130 kN 作用下,路基顶面动应力为6．4～13．4 kPa,相应的工作区深度为0．6～0．9 m。在重交通和特重交通的汽车荷载170 kN、200 kN 作用下,路床顶面动应力为12～20．6 kPa,相应的工作区深度为1．0～1.2 m,已进入上路堤范围0．2～0．4 m。     

考虑铺面结构下的路基工作区深度研究

采用基于弹性层状理论体系的BISAR软件,分析比较了有无铺面结构下的路基竖向附加应力沿深度方向的分布,提出考虑铺面结构下的路基工作区深度是合理的,与实际情况相吻合。同时将该结论运用到依托工程路基工作区深度的计算,为该地区路基地基处理深度提供参考。     

改扩建道路路面评估体系

通过对天津市滨海新区几条有代表性的干线道路的路面结构及交通组成的调查,确定该区域代表车型及荷载分布范围,同时通过力学计算,明确路面结构对轴载变化最敏感的范围,最后讨论了轴载变化对轴次换算、弯沉等路面设计指标的影响,确定了天津市滨海新区重载交通标准轴载,并提出了一种标准轴载的论证思路。     

半刚性基层沥青路面重载标准的论证

该文通过对天津市滨海新区几条有代表性的干线道路的路面结构及交通组成的调查,确定该区域代表车型及荷载分布范围,同时通过力学计算,明确路面结构对轴载变化最敏感的范围,最后讨论了轴载变化对轴次换算、弯沉等路面设计指标的影响,确定了天津市滨海新区重载交通标准轴载,并提出了一种标准轴载的论证思路。     

道路路基工作区深度的计算分析及应用

采用弹性半空间体理论的布辛尼斯克公式与基于弹性层状体系理论的bisar软件,对某新建道路路面不同轴载工况下的路基工作区深度进行了计算和对比分析,结果表明:后者计算结果要大于前者。同时,提出了设计时应依据汽车轴载组成调整路床范围的建议。     

滨海新区低填土路基工作区深度确定及处理方法研究

针对滨海新区软基特点,对不同交通荷载下的低填土道路路基工作区深度进行研究,提出相应的浅层处理典型结构,并在滨海新区天津大道道路工程推广使用,为滨海新区及国内类似低填土路基处理方法提供技术指导。     

公路运输超载现象及其解决对策分析

通过交通量及交通组成调查，利用HPS便携式轮重仪进行现场轴重测试，得到车辆的轴载谱及超载的可靠数据。从重载交通的标准轴载换算和累计当量作用次数人手，得出超载是水泥混凝土路面结构早期破坏的重要原因之一。提出路面结构设计应充分考虑超载运输影响及针对重载交通的公路技术、汽车技术及管理对策。     

超载路面设计参数的研究

天津市区津围公路超载运输现象较严重,按规范中的标准轴载100 kN进行路面结构检算,不能满足超载运输和大交通量的现状。通过对津围公路早期破坏现象的分析,利用轴载检测仪器的观测结果,分析车辆超载对路面设计的影响,导出适用于重载交通的设计参数,并应用于津围路面设计,取得了较好效果。     

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。     

城市地下道路复合式路面结构设计方法研究

该文首先在对城市道路交通组成特点分析的基础上,给出了新的地下道路轴载换算标准,然后利用疲劳等效原则,确定路面结构轴载换算方法。应用ANSYS力学分析软件分析了复合式路面结构AC、CRC模量及AC层厚度对AC层底拉应变、CRC板底弯拉应力和复合式路面层间剪应力的影响。然后提出了CRC+AC复合式路面结构的设计方法,并建立较为系统的设计步骤和流程。