振动碾压作用下铁矿渣路基填料的响应分析

针对铁矿渣路基填料振动碾压特性尚不清楚的问题，结合唐山地区铁矿渣级配特征和遵秦段高速公路振动碾压施工特点分析，提出了一种模拟铁矿渣路基填料振动碾压过程的离散元数值分析方法，从铁矿渣路基填料颗粒族破碎及其引起的孔隙率、沉降变化特征出发探讨了振动碾压效果，并揭示了振动参数、松铺厚度的影响机制。计算结果表明，振动作用力中碾轮自重占比大于80%时，振动碾压作用引起的铁矿渣路基颗粒族破碎率、孔隙率变化量及沉降的变化特征与不考虑振动的移动碾压效果差别不大，在颗粒族破碎率达到40%或振动碾压2次后路基填料沉降均趋于稳定；改变振动参数大小引起的振动作用力变化较小时，对振动碾压过程中铁矿渣路基填料颗粒族破碎、孔隙率及沉降的变化特征影响较小；在振动碾压影响范围内，增大松铺厚度对铁矿渣路基填料振动压实效果影响较小，但对提高施工效率可以产生积极的作用。     

铁矿渣路基碾压影响因素的颗粒流模拟分析

为了揭示铁矿渣路基填料碾压质量影响因素的作用机制，提出了一种模拟铁矿渣路基填料碾压过程的颗粒流数值计算方法，系统探讨了压路机碾轮直径、碾轮移动速度、松铺厚度以及碾轮振动频率对铁矿渣路基填料沉降、压实度的影响规律。结果表明：选用带大直径碾轮的压路机，降低碾轮移动速度、减小松铺厚度、提高振动频率均可有效降低铁矿渣路基填料的工后沉降，但对增加不同深度处铁矿渣填料压实度的效果不显著。对26 t重型压路机，碾压遍数应不低于5次，移动速度控制为2.2 km/h,振动频率为45 Hz,最佳松铺厚度为0.4 m,在此条件下进行铁矿渣路基填料碾压施工可以获得较好的压实效果。     

振动作用下填石路基压实特性的数值模拟

为了揭示路基内部应力载荷的分布状况，分析碎石填料形状对路基压实的影响，运用离散元软件EDEM对填料粒径在10～160 mm的填石路基振动压实过程进行建模。模拟结果表明:路基的最大接触应力和最大瞬时速度随振幅增大而增大，孔隙率减小，填料形状对孔隙率有影响；路基密实的过程是颗粒力链结构不断建立和打破的动态过程；颗粒密实中，大颗粒带动小颗粒运动，从应力大的区域向应力小的区域迁移运动，大颗粒受力大，是外载荷的主要抗力；颗粒形状越复杂，碾压过程中密实度波动越大。     

建筑垃圾路基填筑技术

高速公路建设过程中,沿线拆迁产生大量的建筑垃圾,对建筑垃圾的回收利用,不仅能节省工程造价、节约自然资源,海能解决因建筑垃圾堆放产生的环境问题,保障高速公路建设的可持续发展。建筑垃圾主要由砖块、混凝土快、碎石等组成,是很好的路基填筑材料,经过简单的分选、挑拣,直接用于高速公路路基填筑。建筑垃圾颗粒大小不一,需要进行破碎,提出建筑垃圾在路基填筑层位采用羊足碾碾压破碎,结合振动碾压和铁三轮静压,实现建筑垃圾路基碾压密实。建筑垃圾有卡车运至路基填筑现场,现场松铺厚度不超过40 cm,倾倒后采用推土机由前向后倒退摊铺,尽量将大颗粒建筑垃圾铺在下部、细颗粒建筑垃圾铺在上部,先采用21 t羊足碾碾压6-10遍,保证路基表层颗粒粒径不超过10 cm;21 t振动压路机碾压3~6遍、22 t铁三轮压路机碾压3遍.提岀建筑垃圾路基质量控制指标和检测方法。     

循环荷载作用下火山渣混合料变形特征与路堤沉降预测研究

以东非地区内马铁路沿线火山渣为研究对象,通过循环载荷试验探究了黏土、火山渣不同掺配比混合料的变形特性和颗粒破碎规律,并采用路基沉降模型对混合料路堤的长期沉降进行预测。研究发现:混合料累积应变随着火山渣含量的增大而增大,黏土的掺入能够有效地提高混合料抗变形能力,其中黏土的最佳掺配比为70 %;颗粒破碎率和累积应变呈正相关,因此应尽量降低粗粒组火山渣的用量以减小混合料路堤变形;混合料路堤沉降主要发生在路基服役初期,火山渣含量较高时,服役初期引起的沉降较大;但随着服役时间增长,掺配比对路堤沉降量的影响逐渐降低。     

公路填石路基施工关键技术研究与应用

碎石填料铺设路基、修筑堤坝,实现了资源的再利用,具有显著的社会效应和经济效益,但碎石填料的散体颗粒特性,对施工质量提出了更高的要求。基于填石路基碎石填料离散化特性,采用EDEM三维颗粒流软件建立填石路基压实的离散元模型,对填石路基压实过程中碎石颗粒的应力场、速度场、孔隙率进行分析,得到不同影响因素下的路基压实特性。研究结果表明:振动碾压过程本质上是碎石颗粒链结构不断组合的过程,其中由碎石大颗粒作为强力链骨架抵抗外界载荷,小颗粒作为弱力链充填空隙,跟随大颗粒整体往下部、斜下部方向运动。在振动压实过程中,振幅越大,颗粒形状越接近球体,压实效果越好,路基的密实度越高。     

土石混合体路基填料分形特性与压实破碎特征试验研究

山区高速公路土石混合体路基填料组成与来源复杂,研究其物理力学性质对路基沉降预测及边坡安全性评定具有重要意义。针对土石混合体路基填料,运用分形几何理论,进行5种不同含石量填料颗粒级配设计,分析颗粒级配评价指标与分维数的相关关系,并对击实后的填料进行破碎率与分维数变化规律研究。结果表明:评价土石混合体填料级配良好与否的两个指标可简化为分维数一个指标,填料级配良好的分维数区间为(2.22,2.631];在含石量相同的情况下,颗粒破碎率随着含水率的增大而增大,对应的分维数也随之增加;当含水率相同时,含石量高的土石混合体填料对应的破碎率更大,含石量大于50%时,填料破碎率与分维数的增加更为显著;破碎率对含水率与含石量变化较为敏感,但含石量的影响程度更大。     

高速公路宕渣路基压实特性试验研究

根据宁靖盐(南京-靖江-盐城)高速公路盐城北段宕渣路基碾压过程中的现场测试和室内试验结果,分析宕渣颗粒破碎机理和压实特性,完全破碎后的宕渣颗粒分布的分维为2.50。根据碾压过程中的沉降观测,发现碾压5遍后,宕渣路基沉降趋于稳定,最容易压实的宕渣层厚度为25 cm左右。机械导纳法试验结果表明,宕渣路基的主频与其干密度成正相关关系。     

基于拓宽罩面刚性基层的路基差异沉降标准研究

针对水泥混凝土路面拓宽罩面结构的受力特征,通过现行设计规范对复合式路面疲劳应力进行了验算,采用有限元对碾压混凝土刚性基层因路基差异沉降引起的板顶横向和竖向应力分布进行了计算。结果表明,随着路基差异沉降量的增加板顶最大横向拉应力亦增大,为满足碾压混凝土3.5MPa设计弯拉强度的要求,新旧路基差异沉降量应控制在50mm范围内。     

哈五公路路基冲击碾压试验分析

采用试验的方法对施工路段路基是否适合采用冲击碾压法施工进行了验证。试验发现该路段冲击碾压10遍以后沉降量变化不明显,15遍即可满足规范要求;弯沉值无明显变化规律;原有路基压实度变化在1％以内,各项指标均符合规范要求。研究结果表明同类路段可采用冲击碾压法进行施工．     

建筑渣土填料破碎特性及粒度分形特征

以福州绕城高速北互通处建筑渣土为研究对象,对不同松铺厚度下填料的碾压破碎情况、级配变化展开研究,并借助分形几何学对其粒度分形特征进行分析。结果表明,建筑渣土在合理松铺厚度、碾压遍数时,破碎率大,级配改善效果明显,混合料形成致密结构,这与沉降率分析结果一致。建筑渣土粒度具有明显的分形特征,分维值与破碎性存在相关性,分维值的变化趋势反映了混合料的破碎情况、细颗粒含量大小及级配的改善效果,是衡量混合料粒度特征的新的量化指标。     

铁路工程粗颗粒土路基填料研究现状与发展综述

基于铁路路基工程领域粗颗粒土路基研究现状,分析总结了粗颗粒土压缩变形和路基碾压的研究动态,涉及粗颗粒土压缩特性、粗颗粒土破碎、蠕变与长期变形、界面相互作用、剪胀弱化、压实指标与粗颗粒土路基智能建造等方面。探讨了新的发展方向:需继续深化研究路基动力学理论,研发路基智能填筑成套装备,将路基设计方法、工程施工和营运养护向粗颗粒土细观结构信息反馈的智能化方向推进。     

橡胶颗粒沥青混合料破冰效果试验研究

为了更好解决废弃轮胎的处理问题,同时提高路面除冰雪效果,采用等体积替换的方法利用废旧轮胎橡胶颗粒替代沥青混合料中的部分骨料制成橡胶颗粒沥青混合料,通过低温碾压试验,研究了不同橡胶颗粒掺量和不同轮碾时间对橡胶颗粒沥青混合料冰层破碎率的影响。试验结果表明:冰层破碎率可以表征不同橡胶颗粒掺量的沥青混合料破冰效果,且随着掺量增加破冰效果持续增加,同时冰层破碎率加权平均值与橡胶颗粒掺量有良好线性关系。     

洞渣高填方路基沉降影响因素及其控制技术研究

为推进土木工程行业低碳化发展进程,利用隧道爆破洞渣作为高速公路路基填料,开展洞渣高填方路基沉降影响因素及填筑技术研究。依托贵州德余高速公路工程,利用MIDAS GTS软件建立高填方路基二维数值计算模型,阐述了分层填筑施工下路基位移场和应力场特征,分析了软基换填深度和分层夯实厚度对路基沉降的影响,并提出了洞渣填方路基沉降控制技术。结果表明：分层填筑施工最大沉降发生在路基底部;随着换填深度的增大,路基沉降逐渐减小,但换填深度超过2.5 m后,通过增大换填深度以减小路基沉降的控制效果不明显;随着分层夯实厚度的减小,路基沉降逐渐减小,分层夯实厚度小于4.5 m后路基沉降控制效果明显下降;利用连续级配方程对路基不同填筑部位填料级配进行设计,并采用分层错位强夯法施工的路基,沉降满足变形控制要求。     

冲击式压路机在路基施工中的应用

在路基施工中,路基的压实较困难,尤其是高填方路基施工工期紧、成型路基的自然沉降时间又不足,而现有静碾及振动压路机的施工在客观上还不能有效地解决高填方路基的不均匀变形,容易引起路面的开裂、塌陷、下沉、变形及翻浆等多种病害。目前国内外提高路基压实密度的方法主要是采用冲击式压路机进行压实施工。现主要对冲击式压路机施工技术的应用进行若干探讨。     

武广客运专线衡阳段路基A,B组填料试验研究

通过颗粒分析、击实试验、中德对比分析试验及土工大三轴剪切试验等,研究武广客运专线路基A,B组填料路基填筑质量控制指标及其强度特性,并考虑填料中细粒土含量的影响。研究结果表明:路基以压实系数作为密实度控制指标是最合理的;衡阳段路基密实度控制指标:基床底层压实系数应取0.95,路基本体压实系数应取0.93;路基施工中碾压荷载应控制在一定范围内,细粒土的含量为6%其路基填筑质量更好。研究成果在该段路基施工中应用,取得了比较理想的效果。     

高填方土石混合路基压实质量控制技术研究

土石混合路基具有各向异性的特点。文中依托实体工程,分析土石混合路基填料的特点,引入沉降差控制与瑞雷面波测试,开展高填方土石混合路基压实质量控制技术研究。结果表明,随着压路机碾压遍数的增加,相邻两遍碾压沉降差下降,碾压超过5遍时,部分测点沉降差呈上升状态,同时沉降速率变缓,沉降值总体趋于稳定。现场试验得出18 t压路机在碾压填石路基4遍后效能大幅度降低,采用32 t压路机进行补压后路基压实度满足设计要求;26 t压路机碾压5遍后路基压实质量满足要求。     

冲击碾压技术在高速公路施工中的应用

冲击碾压技术在路基工程中的应用可以有效的减小工后沉降,提高路基的稳定性、整体性和均匀性,因此在高速公路施工中广泛应用。将结合具体的高速公路施工实例,探讨冲击碾压机械的具体施工过程。     

冲击碾压工艺在路基施工中的应用探讨

黄土路基结构松软、孔隙率大,存在的湿陷性特征易造成路基结构失稳。以我国西南部某道路工程实例为对象,针对黄土路基特殊的结构特征,确定在填方路基两边10 m范围采用振动压实,在挖方区采用冲击碾压的工程施工方案。分析了该方案下冲击碾压对路基的性能影响,获得最优压实遍数的机械组合形式。研究结果表明:随着碾压遍数增加,土层孔隙率逐渐减小,压缩模量不断提高。土层越深,冲击碾压对下部土体孔隙和压缩模量的改善作用逐渐降低。在进行12遍重复冲击压实前,土体累积沉降量随压实遍数的增加改善效果显著,当碾压遍数达到40次后,压实遍数土体沉降量的影响作用可以忽略。     

冲击式压路机在安徽省六武高速公路路基工程中的应用

本文在调查分析六武高速公路路基产生沉降变形原因基础上,改进压实工艺,增加碾压功能,提高路基的压实度,采用高能量冲击压路机碾压路基,能有效地提高路基整体强度,解决路基的工后沉降变形问题。