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。     

旧水泥混凝土路面共振碎石化效果研究

为了解共振碎石化路面的碎石化效果,获得设计依据和参数,以上海沪青平公路及金山大道为依托,通过现场取样进行室内筛分分析,得到碎石化层颗粒尺寸、分布及级配情况;通过现场落锤式弯沉仪（FWD）测试和承载板测试计算出碎石化前后结构层回弹模量,进而评价碎石化法对旧路地基的影响并得到碎石化层的力学性能;根据试验路所在地区的公路FWD与贝克曼梁弯沉转换关系,将FWD实测弯沉换算为贝克曼梁弯沉后与设计弯沉相比较,并据此提出了旧水泥混凝土路面碎石化后的部分验收标准。研究结果表明：碎石化路面设计弯沉应按柔性基层设计。研究结果及提出的相关验收标准可为今后碎石化道路施工及设计提供参考。     

压实黄土动态回弹模量的试验研究

通过室内重复加载三轴试验,研究了影响压实黄土动态回弹模量的主要因素及其规律.研究结果表明:回弹模量随围压和压实度的提高而增大,随偏应力和含水量的增大而减小,且在含水量和压实度一定时,回弹模量存在着一定的应力依赖关系.在此分析基础上,采用3参数复合模型,以体应力和剪应力为变量,回归得出压实黄土在不同含水率和压实度下的回弹模量预估模型,并将模型参数与土样物性参数之间建立了线性回归模型,拓宽本研究成果的应用范围.     

考虑流固相互作用的加筋土路基力学行为研究

分析了在考虑土体中流体与土体相互作用情况下加筋土路基的力学行为,先利用Biot固结理论说明了土体中流体与土体相互作用的机理,再通过数值计算比较在考虑流固相互作用及不考虑流固相互作用两种情况下,路基的侧向位移、沉降、土体中应力变化及筋材的应变等特点,并与试验路的测试数据相比较,结果表明,考虑流固相互作用的分析与实际情况更相吻合。所以,在今后的加筋土路基的力学行为分析中,应计入流固相互作用的影响,研究成果对加筋土路基的工程实际有一定的指导作用。     

新老路基工后差异变形对路面结构的影响

路基拓宽工程中相关病害的发生与新老路基间的工后差异变形有着直接的关系,通过有限元数值模拟和室内足尺试验,对沥青路面在路基差异变形下的结构响应进行了深入分析,为相关工程设计方法的建立提供重要的理论依据和技术支持。理论分析表明,较小的路基不协调变形足以使沥青混凝土路面在路面结构中产生较大的附加应力,应力级位明显上升。室内足尺试验研究表明,在发生路基不协调变形后,新路基处的沥青路表当量回弹模量和疲劳寿命均有不同程度的下降。     

新老路基不协调变形模拟试验研究

道路拓宽工程中,新老路基之间的不协调变形是导致路基路面病害的根本原因,路基处治的核心是新老路基不协调变形的控制。在路基拓宽室内试槽试验中,采用在路堤底部预填一定厚度的易溶性化肥,再注水溶解的方法来模拟新老路基不协调变形的形成,并重点研究新老路共同作用层设置和路基加筋的作用。结果表明,设置一定厚度的新老路共同作用层可以明显减小新老路基的工后差异沉降;土工格栅加筋可以显著降低地基顶面所受的土压力,从而减小新老路基不协调变形。     

动载作用下加筋土路基的计算模型研究

在前人工作的基础之上提出了一个新的动力荷载作用下加筋土路基的计算模型,该模型的土体采用动载作用下基于SMP(Spatial mobilized Plane)破坏准则的弹塑性动本构关系进行模拟,加筋材料的本构模型采用非线性多项式进行描述,筋土的相互作用采用双弹簧界面模型来模拟。模型中的参数可以通过常规的土工试验获得。基于该模型的数值分析与实测试验值进行了对比,证明了模型的正确性。结果表明,该模型能应用于工程实际。     

路基处治土回弹模量预估

路基土回弹模量对路面设计具有重要意义。采用水泥砂作为路基处治土,通过室内回弹模量试验,基于试验数据,建立水泥砂的回弹模量与压实度、水泥含量的预估方程,为其回弹模量的预估提供参考方法。通过室内试验进行验证,结果表明:实测值与预估值较好吻合。     

旧路拓宽工程的路基拓宽设计方法浅议

本文通过对公路拓宽工程国内外相关资料以及上海、重庆等地实体工程的调查研究，对其典型病害和损坏机理进行了系统研究。在新老路基差异变形形成和其对路面结构响应方面作了深入分析的基础上，提出了以路基稳定为前提，新老路基不协调变形控制为核心的路基拓宽设计理论，并在实体工程中得到较好的验证。