多年冻土区宽幅沥青路面结构层温度场的分布规律及影响

多年冻土区沥青路面的吸热量与幅宽密切相关,不同幅宽沥青路面温度场的分布规律存在一定的差异,根据青藏公路楚玛尔河宽幅路面试验场地的观测数据,对两种不同幅宽路面结构层温度场的分布规律进行了对比分析。研究表明:宽幅路面结构层温度场表现出更为显著的热效应,各结构层温度受季节影响较大,阴阳坡效应显著,温度梯度与沥青路面表层的换热方式有密切关系,由于路面温度场的差异,宽幅沥青路面对下伏冻土路基的影响更为强烈,需在今后冻土设计中引起足够的重视。     

多年冻土区宽幅XPS保温板路基传热特征研究

为研究宽幅XPS保温板路基地温调控效果，对共和至玉树高速公路21.5 m幅宽的XPS保温板路基和幅宽13.5 m热棒-XPS保温板复合路基试验路的冻土地温进行了长期系统的监测。结果表明:宽幅XPS保温板路基冻土上限年下降速率、冻土上限位置升温速率和吸热量分别为宽幅普通路基的76%，62%，55%，然而宽幅XPS保温板路基下伏多年冻土仍以较快的速率发生退化，上限下降速率达到0.5 m/a；铺设黑色路面后，宽幅XPS保温板路基和宽幅普通路基吸热量均增大约1倍；和单一的XPS保温板隔热措施相比，热棒-XPS保温板复合路基对路面下2～5 m范围内土层地温产生调控效果，可有效改善采用单一XPS保温板工程措施的被动吸热状态，提高冻土路基热稳定性。     

季冻区粉砂土路基水、温变化监测与分析

粉砂土介于细砂土和粉土之间,颗粒组成中黏性颗粒含量较少,用其填筑的路基含水率变化范围较大且与路基温度变化有一定的关系,在负温条件下由于水分的迁移积聚会加剧路基的冻胀。为了研究季冻区粉砂土路基的水、温变化规律及其对路基冻胀的影响,选择典型粉砂土路基,利用自主研发的监测设施对试验段路基水、温变化进行监测和分析,结果表明:路基在冻结过程中,水分在温度梯度的作用下,越往路基上层迁移积聚现象越显著;在路基不同深度处,由于温差和含水率的不同冻结单位厚度(即0.2m)土层所需的时间也有所差异;填方路基由于边坡的存在,距边坡较近处路基土的温度要略高于路中线处路基土的温度,冻融所需时间也短于后者。研究结果进一步了解了粉砂土路基的水、温变化规律及冻融过程,对今后粉砂土路基的施工和冻害防治具有一定的参考和借鉴作用。     

沥青路面冻土路基的水分积累过程分析

为研究多年冻土地区沥青路面下部水分的累积情况,在青藏高原北麓河地区的沥青路面和砂砾路面下部进行不同深度和位置的原位水分监测。建立液态水分随时间变化的数据序列,计算2种路面不同位置的水分累积情况。结果表明:沥青路面路基中心、右路肩、右路肩与路基中心中间3个位置均在0.5～2.5m深度范围内和多年冻土顶板附近有明显的水分累积现象;受垂向和水平向渗流与水分迁移的影响,右路肩和路基中心位置水分汇集相对较多;随着沥青路面的使用,路基中心的水分将会不断增加;与砂砾路面相比,沥青路面对地面相对性质的改变减少了土体水分与大气交换的途径,加剧了土体中水分的累积,影响路基稳定性。     

沥青路面路基工作区深度研究

该文提出一种计算沥青路面路基工作区深度的新方法,该方法克服了车辆荷载随机运动和对路基的连续动态影响问题。用该方法推导出新的沥青路面路基工作区深度计算公式,并对公式的合理性进行了验证。公式计算的深度和试验数据误差较小,各等级公路的误差控制在6%～10%以内。最后对计算结果进行统计分析,得出不同等级公路沥青路面路基工作区深度范围:高速公路为0.83～1.51m,一级公路为0.89～1.68m,二级公路为1.03～1.86m,三级公路为1.20～2.05m。     

河南省高速公路路基合理设计参数研究

路基设计参数对沥青路面的结构设计十分重要。通过合理考虑不同季节路基回弹模量对路表弯沉值的影响,提出考虑季节变化的路基有效回弹模量计算方法。在此基础上,结合河南省高速公路路基强度状况调查,根据不同交通等级下,不同路基回弹模量对沥青路面设计厚度的影响,提出路基强度等级分类标准。研究结果能够在保证路基承载力的情况下,提高设计参数取值的合理性和针对性。     

针对多年冻土地区的宽幅公路路基变形及稳定性模拟分析

针对多年冻土层地区公路路基易发生沉降变形、裂纹等问题。以某工程项目为对象,通过现场实测数据和有限元法建立不同温度场合宽幅下的公路路基模型,分析公路路基的变形、位移状态。研究结果表明:随着温度降低,宽幅复合式基层路面结构的路基高温区和0℃冻结线逐渐下移,在11月份的路基整体结构层均处于冻结状态,低温作用下导致结构脆性增加,易产生开裂。宽幅复合式基层路面具有显著的"吸热、保温"效应,在路基内部形成范围较大的高温区,导致多年冻土路基结构稳定性下降,在水、热和交通荷载作用下产生结构变形和路基沉降明显大于窄幅基层路面,因此在实际施工过程中,采用窄幅公路路基具有更高的结构稳定性。     

多年冻土区片块石路基尺度效应的数值研究

为了分析片块石路基的尺度效应问题，通过数值手段，计算相同条件下窄幅和宽幅路基的片块石层对流强度和冻土地温。研究结果表明:相比于窄幅路基，宽幅片块石路基的最大对流风速降低了34%，冻土上限下降了1.08 m，冻土年平均地温升高了0.90℃。因此，对片块石路基的尺度效应问题不容忽视，表现在工程应用上，不能简单地将片块石路基直接应用于多年冻土区高速公路宽幅路基，应采取结构优化设计，或与其他结构组成复合路基结构。     

路基宽度对多年冻土区透壁式通风管-块石复合路基降温效应的影响

多年冻土区公路路基大多属高温冻土、极易受工程的影响产生融化下沉,多年冻土区宽幅公路聚热效应尤明显,路基宽度的增加会导致路基病害加重,路基稳定性问题已成为青藏道路工程建设亟待解决的关键问题。透壁式通风管-块石复合路基是一种主动降温措施。为研究其在宽幅公路的冷却效果及路基宽度的变化对路基降温效应的影响,基于块石层和通风管中空气的流速场和多孔介质传热的温度场的特征,采用两相物理场耦合关系,在考虑全球气候变暖以及路基两侧阴阳坡的条件下对宽幅公路透壁式通风管-块石复合路基的温度场进行数值模拟,分析路基施工后10年间的降温效应。研究结果表明:相较于素土路基,透壁式通风管-块石复合路基在路基下侧形成稳定冰核,对宽幅公路的冷却效果更为显著,宽度对路基的风速场和温度场影响明显。路基宽度增大,透壁式通风管风速减小,块石层风速增加,冰核面积及其下移深度增长速率变小,路基稳定时间加长,透壁式通风管-块石复合路基的降温效应逐渐减弱。当路基宽度大于32 m时,块石层风速增长速率明显放缓,低温区域面积增长速率及边缘深度下移增长速率下降,路基稳定时间延长,零温线上升高度减小。     

青藏公路高温冻土区沥青路面下土体热动态分析

利用青藏公路多年冻土区温度的监测资料,分析了高温冻土区普通路基下冻土的热状态及其人为上限的演变特征,并与自然地表下的变化特征进行对比。结果表明:1)沥青路面近地表温度年增幅明显大于自然地表的温度年增幅;2)与自然地表下相比,沥青路面下深部(h>6m)土体具有较小的温度梯度,对外界热扰动敏感;多年冻土温度逐年升高,不利于路基的长期稳定;3)高温冻土路基下浅部土体,冻结期明显小于融化期。融化期时间提前至3月底4月初,而冻结期开始时间与自然地表下均为11月底;融化深度大于冻结深度;4)沥青路面下多年冻土人为上限逐年下降,下降速率快于多年冻土天然上限下降速率,并且在多年冻土顶板上部已经形成贯通的融化层,融化层厚度逐年加厚。     

荷载、速率效应对路基受力变形的影响研究

通过实施典型路面结构试槽工程,布设土压力计传感器,采用标准车在5、10和15km/h的行驶速度下,分析荷载速率变化对路基受力变形的影响规律。结果表明:不同沥青路面结构的路基压应力变化规律相似,静荷载工况下的路基压应力均大于动荷载工况;研究同时构建出了典型路面结构路基压应力随荷载速度变化的数学模型,揭示出了沥青路面结构在超重荷载工况下,路基压应力值受荷载速度效应影响显著。     

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。     

FWD作用下沥青路面动力特性数值研究

为了研究路面厚度、模量、加载速度等因素对FWD作用下沥青路面动力特性的影响,该文基于有限元原理建立沥青路面动力特性模型,并通过与实测数据进行对比分析验证所建模型的精度,最后对FWD作用下的沥青路面弯沉及应力等动力特性及路面厚度、模量、加载速度对其动力特性的影响进行了研究,重点研究了不同结构层厚度及加载速度下面层、基层和底基层各自的应力变化情况以及路面弯沉变化趋势。研究表明:结构层厚度、设计参数(模量等)、加载速度等因素的变化对沥青路面动力特性均存在不同程度的影响,研究结果有助于根据路面结构的应力及变形特点进行路基路面结构设计,同时对分析路面损坏的原因及采取何种预防措施提供参考及依据。     

漳州战备大桥挂篮设计

漳州战备大桥主桥的梁幅宽达27．0m，为单箱三室结构，整个截面一次整体灌注成形。介绍其所采用的三角形组合梁式宽幅挂篮的设计构思、总体构造与结构分析计算。     

小半径弯道路段沥青路面病害成因分析与防治

基于对云南地区部分公路不同弯道半径(35、50、65 m)及直线路段病害分布调查,统计分析各路段病害特征,以为小半径沥青路面弯道设计、材料选择、结构研究提供依据。分析结果表明,小半径重交通沥青路面主要有2种病害:水损坏和网裂。提出路面防水和提高沥青混合料的抗水损能力是解决小半径重交通沥青路面病害的主要措施。     

豫东地区沥青路面轴载换算的季节修正

针对沥青路面设计中的轴栽换算提出了季节修正系数,以反映不同季节条件下由于路基湿度的不同造成路基路面整体刚度的变化对路面疲劳损坏的影响;并结合河南豫东地区,给出了季节修正系数口的建议值。     

沥青路面路基结构组合优化力学分析

为明确路面路基协同工作机理,指导实际工程中结构组合优化,以某高速公路3种路床搭配两种典型半刚性基层沥青路面建立了有限元模型,在总结分析沥青路面常见损坏基础上,以路表弯沉、基层底面弯拉应力、路基顶面竖向压应力为指标,研究了共6种结构组合的工作性能,对沥青路面与路基的结构设计具有一定指导意义。     

对路基路面常见水损害的研究

分别对目前路基、沥青路面以及水泥混凝土路面水损害的表现形式与形成机理进行分析,并提出相应的处理对策。     

隧道宽幅防水板在成昆新线成功应用

<正>近日,由国家科技部批准立项,投入2 000多万元研发的隧道宽幅防水板施工新工艺在成昆铁路扩能改造工程——米攀段项目部成功应用。该工艺的应用不仅可以降低作业劳动强度,提高工作效率,带来直接的经济效益,还能够提高施工质量,大大降低隧道施工安全风险。隧道宽幅防水板施工新工艺是根据防水板幅宽为7 m的情况,采用8 m长防水板台车进行无纺土工布和防水板挂设,配合超     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。