软土地基容许工后不均匀沉降指标值探讨

本文就高等级公路软土地基不均匀沉降问题，提出了地基不均匀沉降对中岙结构产生的附加应力的分析模型，并采用平面八节点等参元分析了不同沉降值对路面响应的影响，最后提出了软土地基不均匀沉降的指标容许值。     

路面对路基强度及不均匀沉降的力学响应研究

路基强度和不均匀沉降对路面结构附加应力影响显著,是影响路面结构服役性能和使用寿命的重要因素,工程建设中,路面铺筑条件对路基沉降提出了要求。针对雄安新区高速公路长寿命路面结构形式,采用有限元数值模拟手段,定量和定性地分析了路基强度和路基不均沉降对路面结构附加应力的影响。研究结果表明：底基层层底受最大拉应力,路面表层受最大压应力,且均随着路基差异沉降的增加持续增大;当差异沉降范围内曲线过渡时,差异沉降率标准不具备普适性,在差异沉降率一定条件下,层底拉应力随着差异沉降范围的增加而逐渐减缓趋稳;路基路面接触模式对路面结构受力影响显著,当路基路面完全黏结接触时,路面结构底基层附加拉应力随路基模量的增加而增大,当路基路面完全光滑接触时,路面结构底基层附加拉应力不受路基模量的影响;路基路面完全黏结接触和路基路面完全光滑接触构建了路面结构受力分析的上、下限,根据现场路基模量、差异沉降范围和路面材料强度参数,提出可引起路面结构底基层层底拉裂的差异沉降率理论范围为0.29%～0.38%。该研究成果能够为提出满足高质量建设要求的路基强度标准和路基不均匀沉降标准提供理论依据。     

软基差异沉降对夹层路面结构的影响分析

软土地基上路基的不均匀沉降变形加速了沥青路面结构的早期破坏;由于国内90%以上的高速公路都是常规的半刚性基层沥青路面结构,不能很好地消散不均匀沉降产生的附加应力,因此有必要提出新的适应软土地基上的路面结构形式。依托淮盐高速公路中设有级配碎石夹层结构的试验段,采用ABAQUS非线性有限元分析了该路面结构在不均匀沉降时的底基层和应力控制层层底的附加应力。结果表明,不均匀沉降增大时,底基层和应力控制层的水平向附加应力都呈线性增大;底基层厚度一定时,底基层模量越大,其层底拉应力越大,而应力控制层水平向附加应力明显减小,但是底基层厚度不宜太厚;相对于半刚性基层路面,设有级配碎石夹层结构的路面有更大的强度储备,更能适应软基不均匀沉降。所得结论对今后软土地基上的路面结构设计有一定的指导意义。     

沥青混凝土路面纵向裂缝的有限元分析

运用平面应变有限元方法对沥青混凝土拓宽路面进行分析。计算了拓宽道路的不均匀沉降以及由此引起的附加应力，并对影响路面附加应力的参数进行分析。最后以路面抗拉强度为指标探讨拓宽道路的设计方法。     

过渡式沥青路面不均匀沉降的附加应力计算

在软土地区修建高等级公路遇到的主要问题包括路基的沉降和稳定性,以及由于路基工后沉降和工后不均匀沉降过大造成的沥青路面早期损坏问题。过渡式路面能较好适应路基不均匀沉降未稳定的路况需要,但路面开裂现象在早期较为明显。通过分析不均匀沉降对路面带来的附加应力,结合现行规范的路面结构计算,提出不均匀沉降引起的附加应力在路面结构计算的计算方法。     

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。     

基于超固结状态的既有软基段路基轻质换填技术研究

为解决沿海地区公路软基段路基差异沉降病害,该文基于超固结应力比的弹性变形理论,从减轻车辆荷载和结构自重附加应力的角度,开展人造超固结应力比计算分析及轻质化换填新技术的研究。结果表明：适宜密度轻质材料的换填厚度可使路基底部附加应力小于原状软土的自重应力,且附加应力小于软土初始流变应力值,形成的超固结应力比,可让软土地基处于弹性变形状态。试验路的沉降性能观测数据显示：工后1年使用情况下,轻质化换填路面结构的沉降稳定保持在1 mm左右,常规路面结构的沉降量达到17 mm,超过行车舒适的上限值15 mm,且沉降还在持续发展中。该文提出基于人造超固结应力比理论的轻质化换填技术可有效解决软基段路基差异沉降,具有显著的理论价值和工程实践推广前景。     

基于路基路面相互作用的不均匀沉降控制标准及其处治技术研究

根据沪苏浙高速公路江苏段软土地基分布情况及特点,分析了不同软土层厚度对路基沉降量和路面最大不均匀沉降量的影响;介绍了由路基不均匀沉降引起的路面结构层内附加应力的分析方法,确定了不均匀沉降量的控制标准;对增加土工格栅和桩体的不均匀沉降处治技术进行了探讨。     

路基纵向不均匀沉降对水泥路面结构的影响

根据对填挖交界处路基不均匀沉降产生机理的分析,提出了纵向填挖交界路基不均匀沉降曲线方程,同时把路面结构等效为地基上的弹性地基梁,推导出纵向填挖交界处路基的不均匀沉降对路面各结构层产生的弯拉应力计算公式,并分析不均匀沉降指标对水泥砼路面结构的影响.     

采动区土工格栅加强沥青路面力学性能研究

公路穿越采动区,地面将产生不均匀沉降,使路面结构产生附加应力,其值可能超过道路允许应力而导致路面结构破坏。为此提出了一种增强路面性能的路面结构--采动区土工格栅加强沥青路面结构。文中采用弹性力学理论推导出地表不均匀变形引起沥青路面结构附加应力的解析表达式;利用ABAQUS软件进行足尺数值模拟,研究了土工格栅在沥青面层不同位置时对路面抗变形能力的影响,以及与普通路面相比显著增强了抵抗变形的能力等。研究表明土工格栅加强沥青路面可减小路面的裂缝,从而降低路面的破坏几率。