平百公路膨胀土特性及路基养护对策

结合广西平百公路一路段通过试验揭示膨胀土的胀缩特性以及膨胀土对路基物理力学特性的影响,分析膨胀土对路基路面的破坏现象及原因,并提出膨胀土路基路面的养护对策。     

黄泛区粉土路基强度衰减对路面结构的影响分析

为了揭示黄泛区公路路面结构早期破损严重的机理并提出合理的处治措施,有必要深入研究粉土路基支撑强度的影响因素、变化规律及对路面结构的影响程度。采用现场调查、室内试验及理论分析,研究了粉土路基含水量分布规律、路基强度衰减规律及路面结构的受力特征,并提出相应的处治措施。结果表明,黄河冲积平原区粉土路基具有强烈的毛细现象及水敏性特征,在上部雨水渗入与底部毛细水上升影响下路基含水量有显著变化,易使路基强度发生衰减,造成耐久性严重不足,并由此找出了路基强度随含水量的变化规律。针对道路重载运营条件使联合路基强度衰减而造成该地区路面结构早期破损严重的情况,对路床区进行掺灰处理获得了较好的模量搭配,有效提高了路基的支撑能力和抗变形能力,使疲劳寿命显著延长,耐久性相应提高。     

用膨胀性混合土作桥台后填料的可行性研究

为避免公路桥台台后路面产生下沉破坏而引起“跳车”现象，提出采用膨胀性混合料为桥台台后路基填土的可行性研究。文中举例研究了以不同含量的生石灰为膨胀材料的膨胀性混合土，在毛细水作用下的膨胀变形特性，为生石灰混合土作为桥台填料提供参考。     

硫酸盐盐渍化道路横向隆起的力学响应分析

针对沙漠区沥青混凝土道路因路基土硫酸盐盐渍化,土体膨胀所导致的路面横向隆起病害,为了研究病害不同发展阶段路面结构的受力特性及破坏形式,了解该类病害影响下路面结构所能承受的临界应力和破坏时隆起变形的临界挠度,以发生横向隆起病害的路面实体为研究对象,基于复合材料力学与弹性力学理论,结合病害实体基本特征及分布情况,将路面结构抽象简化为一层间接触良好、变形连续的整体式层状结构,构建了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下发生横向隆起病害的力学模型,推导了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下隆起变形的挠度方程。在此基础上,进一步求得了路面结构在上述作用下的应力、应变公式及整体式双层梁结构的刚度计算公式。之后,结合具体实例,分析了不同盐胀作用下,基层、面层的最大拉应力和挠度变化规律。根据路面结构参数与面层、基层的抗拉强度,通过所建力学模型中应力公式可判别在盐胀作用下路面结构基层、面层发生结构性破坏的时序。同时,对于既定参数的路面结构,利用模型中挠曲变形公式,可建立不发生由盐胀引起路面结构层结构性破坏所能承受的临界隆起高度和临界盐胀作用,有利于指导沥青混凝土道路盐渍化病害防治与路面结构组成设计。     

广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究

通过室内大量膨胀土试验,对广西崇(左)上(思)二级公路3种膨胀土击实土样的变形特性进行了研究.试验结果表明: 膨胀土的起始含水量和起始干密度对其变形的影响是主要的外部因素;根据膨胀量试验、膨胀力试验和收缩试验的试验数据,得到了膨胀量、膨胀力和收缩量与起始含水量和起始干密度的相关关系.同时, 研究了干湿循环对击实膨胀土膨胀特性的影响.研究结果为膨胀土的路基设计和路基处理等膨胀土问题提供了重要的依据.     

广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究

通过室内大量膨胀土试验，对广西崇（左）上（思）二级公路3种膨胀土击实土样的变形特性进行了研究。试验结果表明：膨胀土的起始含水量和起始干密度对其变形的影响是主要的外部因素；根据膨胀量试验、膨胀力试验和收缩试验的试验数据，得到了膨胀量、膨胀力和收缩量与起始含水量和起始干密度的相关关系。同时，研究了干湿循环对击实膨胀土膨胀特性的影响。研究结果为膨胀土的路基设计和路基处理等膨胀土问题提供了重要的依据。     

盐渍土路基盐-冻胀变形试验研究

在季节性冻土和盐渍土灾害地区,盐渍土的盐-冻胀(盐胀-冻胀)变形对道路路基造成很大的危害.南疆阿拉尔市城市道路建成后,盐渍土路基变形较为严重.为了确定盐渍土路基变形破坏的类型、原因及其发生机理,对变形破坏严重的道路进行路面变形量、路基不同深度地温,日平均气温及测区地下水位的季节变化进行现场监测试验,并对路基盐-冻胀变形进行了评价.结果表明:试验路段路基的变形属于盐-冻胀变形破坏,路基中的硫酸盐使水泥土稳定基层膨胀开裂和外部水分入渗路基产生冻胀是路基产生变形破坏的主要原因.     

种植香根草根系对膨胀土特性影响的试验研究

利用柔性加筋处治膨胀土的膨胀性病害已在工程中得到广泛应用,但能否在膨胀土边坡中利用种植香根草深长密集根系的柔性加筋作用处治膨胀性病害问题还缺乏研究。为研究香根草根系对膨胀土物理力学特性的影响,通过在膨胀土中种植香根草制作根土复合体试样,利用无荷膨胀率与膨胀力试验,探究了香根草根系对膨胀土膨胀性的影响。结果表明:香根草根系可降低无荷膨胀率并减小膨胀力,且膨胀力随含根量增高呈线性减小趋势,无荷膨胀率也随含根量增高而降低,但不同密实度土层中膨胀潜势释放的表现不同,其中密实度较高土层中的根系延缓膨胀潜势释放,而密实度较低土层中的根系则加快膨胀潜势释放;相同含根量下细根加筋效果优于粗根。通过室内直剪试验,研究了香根草根系对膨胀土抗剪强度的影响。结果表明:土体抗剪强度随香根草根系含根量的增加而增大,香根草根土复合体强度符合摩尔-库伦强度理论,其中含根量对黏聚力提高作用影响显著,而对内摩擦角提高作用影响较小,其中较粗根系比较细根系对内摩擦角的影响相对较大;低含根量根土复合体的应力-应变关系为应变硬化型,而高含根量根土复合体却表现为应变软化型。     

青藏公路路面对路基不均匀变形的适应性分析

路基路面是一整体,路基不均匀变形会导致路面开裂。为了分析路基不均匀变形引起路面结构的应力、应变变化过程,应用ABAQUS来分析青藏公路路面结构对路基不均匀变形的适应性,建立了路基不均匀变形引起路面结构破坏的响应模型。结果表明,路基变形量在3cm以内路面各结构层的弯拉应力在其容许范围内,道路结构是安全的。     

高地下水位地区道路病害检测及评价

针对豫东黄泛区道路运营初期出现大面积的路面开裂、水损害、路基不均匀沉陷等病害现象,对豫东黄泛区道路开展了病害检测及评价。通过病害道路的钻芯取样,对道路的破损情况和服务性能做出科学的评价;通过路基土的取样分析,研究地下水对路基回弹模量的影响,进而反映出地下水对路基整体强度的影响。研究得出:地下水位高所导致路基含水量过高是造成路基强度不足、引起各种路面病害的主要原因,必须采取合理的加固处治措施来保证高含水量路基的整体强度及耐久性。     

207国道襄阳改建段膨胀土路基处治方案研究

为了确定膨胀土性质及解决膨胀土路基处理的设计方案,对207国道襄阳市北段改建工程沿线膨胀土进行取样试验及土体改良试验分析。结果表明,沿线土体具有弱-中等膨胀性,通过土体改良试验,分别采用包边,加设土工格栅及掺灰改良3种不同的设计方案对膨胀土路基进行处理,通过分析比较,最终确定了膨胀土路基处理措施。     

考虑水平摩阻的Pasternak路基基层及路面变形分析

为了分析实际工程中路面结构在各类情况下的变形特性，采用Timoshenko梁模型模拟路面及基层特性，Pasternak地基模型模拟路基特性，考虑路面基层间的水平摩阻、路面和基层梁单元的形心轴向位移、基层材料与路基土的非线性应力-应变关系，根据弹性体的虚功原理列出虚功方程，离散后得到单元切向刚度矩阵，运用有限元方法进行组装并采用迭代法进行求解，得到路面结构在不同参数作用下的变形结果。分析基层厚度，模拟水平制动荷载、水平摩阻系数及其他参数对路面结构变形的影响。计算结果表明：如果不考虑基层作用和水平摩阻，采用线性Winkler地基模型计算所得结果与已有文献的计算结果非常接近，验证了该模型与计算方法的正确性；加厚基层厚度能抑制路面沉降及弯曲变形，路面与基层间的摩阻能减小路面沉降，两者都会增大形心轴向位移，水平摩阻的影响不能忽略；模拟水平制动荷载会引起路面微小的转动并从而引起路面结构的变形；增大地基极限承载力能减小路面沉降，一定程度上能抑制路面的弯曲及轴向变形，但效果不显著；增大基层中的剪切作用能有效减小路面沉降及弯曲变形，基层中最终剪应力的大小对路面形心轴向位移的影响尤为明显。     

初始状态对膨胀土变形规律的影响

针对不同初始含水量和初始干密度的中弱膨胀土和石灰改性膨胀土,对上覆压力作用下的变形规律进行了试验研究,得到了其膨胀变形随稠度状态的变化规律。结果表明,稠度状态可以较好地预测上覆压力与线膨胀率之间的关系;稠度状态对膨胀土的影响很大,对同一种膨胀土和其石灰改性土有所不同,随着灰剂量的增加和上覆压力的增大,稠度状态对改性土影响逐渐变小。因此,在膨胀土路基施工过程,应合理考虑上覆压力和稠度状态来分层控制路基的压实。路基下基层可以适当提高填筑的稠度状态,上基层采用相应较低的稠度状态填筑,以减少膨胀率及膨胀力对路基造成的破坏。     

宁明膨胀土三向胀缩规律室内试验研究

强胀缩性是膨胀性岩土的本质特性之一,开展膨胀土三向胀缩试验研究对于全面描述膨胀土湿胀干缩变形规律,合理分析边坡滑坍机理十分重要.利用自主研制的膨胀土三向胀缩测试仪,以宁明灰白色击实膨胀土为研究对象,通过开展三向胀缩系列试验,获得了膨胀土三向胀缩的基本规律.试验表明:干密度和三向应力状态是影响三向膨胀性的重要因素.随干密度的增大,膨胀土三向膨胀的差异性减小,膨胀势增大;应力越大,该方向的膨胀性越小,同时,一个方向应力的增减还将影响到其他方向,而宁明膨胀土三向收缩性差异不大,且与三向应力状态无关.     

海堤段沥青路面裂缝破坏规律及机理分析

国内外越来越多疏港道路采用海堤形式,但海堤道路的路面经常出现严重的裂缝病害。该文以东海大桥连接段海堤高速公路的检测和调查数据为基础,总结海堤道路路面裂缝破坏规律,并建立海堤道路路面结构有限元模型,通过分析路面结构模型的应力分布研究裂缝产生的机理。研究成果表明:海堤道路路基的纵向沉降曲线宜采用折线形式进行拟合。海堤道路路面裂缝破坏与路基不均匀沉降高度相关,裂缝率出现极值的路段均位于路基沉降曲线的转折位置,不均匀沉降引起的基层开裂是造成海堤道路路面裂缝破坏的重要原因。     

武汉至安康铁路襄胡段路基石灰改良膨胀土填料试验研究

通过大量的土工试验和理论分析,研究襄胡段石灰改良膨胀土的击实特性、胀缩特性和强度特性及其影响因素。论证了石灰改良膨胀土作为铁路路基填料的可行性:在膨胀土中掺入一定量的石灰,能降低膨胀土的亲水能力和膨胀性,提高膨胀土的水稳定性;石灰改良膨胀土对水的敏感性较弱,其强度随龄期的增加和压实系数的增大而增强。     

膨胀土路基的胀缩变形模型试验

为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律,通过8组膨胀土路基模型试验,对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土,在压实度为90%和不同排水边界条件下,模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件,研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等,获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工,保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。     

探地雷达在路面基层厚度检测中的应用研究

施工不均匀性、路基破损等因素容易造成路面基层厚度变化，导致路面质量降低。无损检测技术——探地雷达能有效检测路面面层厚度，但对于均匀性较差的基层，其检测、分析难度较大，成为路面基层厚度检测中的难题。文中依托实体工程，针对探地雷达在基层检测中的弱点，从分析探地雷达基层检测的原理和方法出发，通过误差分析，对比分析基层不同铺筑阶段、不同天线频率、横向电磁波速度不均匀性以及接触式天线垂向颠簸四个因素对检测效果的影响，最后通过准确性试验分析探地雷达在路面基层检测中的应用效果。     

路基路面结构的动力特性试验研究

路面路基结构的沉降变形主要来自地基路堤土层的固结压密沉降和交通荷载反复作用下路面路基各结构层的累积残余变形。文章论述了路面路基结构在车辆荷载作用下的动力特性试验研究,通过比较水的浸入和压实密度降低两种因数对路面路基结构应力和变形特性的影响程度可发现,水的浸入对路面路基结构应力和变形的影响要大于压实密度降低对路面路基结构的影响。水的浸入和碾压质量不高是造成路面早期破坏的因数之一。     

基于重载作用下川藏公路柔性加固基层力学性能研究

川藏公路路基易在重载和恶劣环境综合作用下产生不均匀变形，导致半刚性基层沥青路面发生破坏。为了减缓破坏，拟采用土工格室加固级配碎石组成柔性加固基层，提高道路力学性能。当前土工格室多应用于加固土体，而用于加固级配碎石形成复合整体直接应用于路面结构中的相关研究较少。因此，利用室内刚性承载板试验，基于0～1.3 MPa重载作用，对柔性加固基层开展竖向总变形量、塑性变形量、变形模量和回弹模量等力学性能研究。试验结果表明，较之未加固碎石基层，柔性加固基层的总变形量和塑性变形量可减少46.1%和61.4%,变形模量和回弹模量可提高33.4%和29.3%。研究成果不仅可用于减缓重载作用下路基不均匀变形对路面的危害，还可为该地区道路的设计和养护工作提供理论依据。