路基顶面铺设不同土工合成材料对路面结构的影响试验分析

为了寻求在路基顶面铺设何种土工合成材料,能够获得最好的物理力学效果,进行了室内加载模拟试验;根据试验结果,为确定沈大高速公路改扩建工程在路基顶面下20cm处铺设钢丝纤维网--钢塑土工隔栅设计,提供了可靠的科学依据.     

风积砂作为路堤填料干压法特性的研究

工程概况 G315线若羌至且末段位于塔克拉玛干大沙漠南缘,其中K1623～K1756段为沙漠公路,设计等级为3级公路;设计荷载标准为汽-20,挂-100;设计车流量5000次;采用风积砂作为路基填筑材料。路基宽为8.5m,填筑高度为1～3m,路基边缘用砾类土包边,路基顶面铺设土工布,路面结构层采用15cm厚砂砾垫层＋12cm厚级配砾石＋3cm热铺沥青表处。     

新疆砾石土低路堤动力特性

以新疆三岔口-莎车高速公路为依托, 基于标准轴载作用下单轮影响范围内的1∶1路基模型试验, 分析了车辆荷载下低路堤的动力特性; 考虑了绿洲区地基在服役期间不同的含水率状态, 根据一般道路设计标准, 将低路堤道路结构分为面层、基层、路基与地基四部分, 模拟了低路堤在不同荷载作用下的动力特性, 研究了动载峰值、频率与重复作用次数对低路堤动力特性的影响。研究结果表明: 不同加载方式下的竖向应力均随路基深度增大而迅速减小, 应力在距路基顶面0.8 m深度处均衰减了69.2%;静载和短时动载作用下各深度处的应力随荷载呈线性变化趋势, 应变则呈非线性变化趋势; 由于不同土层模量的差异, 使得应变在路基与地基中出现了明显的分层现象; 地基含水率的变化对低路堤动力特性的影响非常明显, 当地基含水率从18%增大到28%时, 地基顶面处的应变增大了1.8倍; 短时动载频率的增大对应力和应变的影响都很小, 当动载频率由1 Hz增大到5 Hz时, 路基与地基顶面处的应力分别减小了7%和9%;当静载、短时动载和长时动载的峰值为50 kN时, 短时动载峰值作用下路基与地基顶面处的应力和应变分别是静载作用的79%~95%和75%~95%, 而长时动载引起的路基与地基顶面处的应力和应变分别是静载作用的1.0~1.1倍和1.9~3.3倍。      

车辆动载下路基土竖向动应力及扩散规律

推导了车辆动载作用下路基土中竖向动应力的求解方法,提出用速度系数来表征车辆动载下路基顶面产生的竖向动应力与车辆运行速度的关系,并模拟试验确定了速度系数的取值为0.105.原位监测试验表明:车辆动载在路基顶面产生的竖向动应力值约为0 ～16 kPa,大小与车辆载重及运行速度等因素有关.计算分析了5种类型车辆动载下路基土中...     

路面铺设对挖方路基回弹模量的影响

针对路面铺设对挖方路段路基回弹模量的影响,基于试验路段实测温度及含水率数据,建立了土体温度与含水率的数学关系,修正了路基温度场模型参数,进而预测出铺设路面后路基的温度变化规律及其不同深度范围土体含水率变化规律.基于室内试验所得的土体含水率与回弹模量的关系,结合温度场计算结果,得出铺设路面后路基回弹模量的变化规律,并相应地提出了路基回弹模量的修正系数.     

土工格栅处治填挖交界路基数值模拟与现场试验

考虑地基与路基的压缩变形与填挖交界处的相互作用,应用分析软件ANSYS建立了路基变形有限元模型,模拟了格栅竖向间距与挖方段铺设长度对土工格栅加筋纵向处治填挖交界路基的影响规律,并通过现场修筑不同方案的试验路段和沉降跟踪观测,研究了土工格栅铺设层数对填挖交界路基差异沉降的影响。分析结果表明:土工格栅的竖向铺设间距在0·8~1·0m时,路基不均匀沉降较小,路面产生竖向位移的变化较缓慢,建议土工格栅铺设的竖向间距以不大于1·0m为宜;改变锚固端格栅铺设长度对路面竖向沉降的影响很小,从经济角度考虑,挖方段土工格栅的最小锚固长度选取2m;在路基96区和94区底各铺设一层土工格栅可以有效降低路基差异沉降。     

辽宁滨海公路潮差侵蚀路段路基顶面标高的推算方法

结合辽宁省滨海公路填海路基的实际情况,分析了确定受潮差影响路段路基顶面标高的主要影响因素,提出了滨海公路路基顶面标高的推算方法,并结合实际工程给出应用案例.     

运煤公路黄土路基不均匀永久变形特性

通过室内重复加载三轴试验,测试了24种工况条件下黄土路基永久变形与加载次数之间的关系;采用统计回归的方法对现有路基永久变形预估模型进行参数修正与标定;采用分层分条总和法计算了不同行车荷载及交通条件下的路基永久变形,得到了路基顶面累积竖向永久变形沿道路横向的分布曲线。结果表明:与普通道路相比,运煤公路轻、重车辆分车道行驶引起的路基顶面竖向累积永久变形曲线在道路横断面上的分布形态呈"勺子"形,曲线曲率更大,差异变形更加显著。     

新型桩板结构路基在季节冻土区的适用性

针对莫喀（莫斯科—喀山）高速铁路季节性冻土区路基冻胀病害防治问题,提出了铺设保温板垫层的新型桩板结构路基. 通过对聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯板（PU）和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS） 3种保温材料性能的对比分析,发现新型桩板结构路基中的保温板可采用在保温隔热、隔水防渗和抗压性能方面表现良好的XPS保温板. 通过建立热弹塑性冻胀计算模型,研究了冻胀力作用下保温板铺设范围、厚度、路基填高和外界温度对新型桩板结构路基受力变形的影响. 结果表明:当保温板铺设范围延伸到线路两端的信号线槽处时,可以更好地阻滞外界负温向下传递（减小冻深）,抑制因桩板结构周边土体冻胀对结构物产生的不良影响;随着保温板厚度的增大,冻胀量呈指数形式减小,冻深呈抛物线形减小,保温板上表面处起到抑制外界负温向下传递的作用,下表面处起到控制下部土体温度耗散的作用;增大路基填高,有利于抑制路基冻胀量,减少保温板的使用厚度,当路基填高0.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.40 m;当路基填高2.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.31 m.      

沥青路面各结构层模量对路基顶面弯沉影响分析

为研究沥青路面结构层模量对路基顶面弯沉的影响,将沥青路面的结构简化为三层连续的弹性体系,运用弹性层状连续体系的理论分析软件——BISAR3.0,输入沥青路面参数并计算,得到沥青路面路基顶面的弯沉.通过分析得出路基土模量对路基顶面弯沉的影响是最大的,为保证道路结构的稳定,应加强路基土的处理.     

嵌锁块路面受力特性与设计方法

为了提高传统路面嵌锁块尺寸与嵌锁块竖向嵌锁能力,开发了大尺寸企口连接嵌锁块,分析了其受力特性。以有限元方法建立了嵌锁块路面整体模型,以弹簧单元模拟嵌锁块间传荷能力,分析了嵌锁块尺寸、嵌锁块传荷能力、碎石基层厚度与路基强度对路表弯沉和路基顶面竖向压应变的影响。以路基顶面永久应变为控制指标,建立了路基顶面应变水平与标准累计轴次的关系。计算结果表明:在相同地基和基层条件下,嵌锁块尺寸由30cm×20cm增大到50cm×30cm时,路表弯沉可减小25%~30%,路基顶面压应变可减小25%~45%。当接缝弹簧弹性系数由102 N·m-1增加至108 N·m-1时,路表弯沉降低50%~55%,路基顶面压应变降低65%~75%。可见,采用较大尺寸的嵌锁块与加强嵌锁块的传荷能力对提升路面性能有显著作用,路面设计时应依据道路的交通水平查图确定路基顶面的压应变水平,据此确定合理的基层厚度和嵌锁块尺寸,使路基顶面竖向压应变满足要求。     

基于路床顶面回弹模量确定路基设计的合理性

现行规范中将路床顶面回弹模量作为路基的设计指标,通过计算分析不同路基填料以及不同换填或填筑厚度下,路床顶面回弹模量是否满足规范要求,从而判断路床换填厚度及路基填料的合理性。     

拼接工况下路基的参数反演与沉降特性

应用路基和土基的Duncan-Chang模型,选用拼接路基顶面的最大沉降量作为目标函数,研究了路基拼接工况下模型的灵敏度函数和最敏感参数,使用实体工程中沉降板的检测数据进行了参数反演,并根据反算参数计算了铺筑路面结构层引起的路基顶面差异沉降。研究结果表明:拼接工况下,路基E-B模型对模量指数n最敏感,模量系数kE也有较大影响;土基E-B模型对破坏比Rf最敏感,kE和n也有较大影响;埋设在土基顶面和路堤中层的沉降板检测数据可用来反算土基和路基Duncan-Chang模型的最敏感参数;拼接路基表面的工后沉降计算曲线与类似工程实测沉降曲线具有较高的相似性,采用反算参数的数值仿真可以描述拼接工况下路基的沉降特征。     

路基堆载预压过程的数值分析

堆载预压法在路基工程中应用广泛,以二维比奥固结理论为基础,结合数值分析的方法对堆载预压法处理软土地基进行了数值模拟,研究了地基沉降和孔压的发展。结果表明:地基顶面路基中心线处的沉降最大,堆载方式对孔压曲线的形状具有很大影响;模拟结果合理,对于类似工程的设计和施工具有一定的参考意义。     

公路路基拓宽工程中土工格栅参数优化研究

为研究土工格栅加固公路拓宽路基的合理铺设层数,以某软土路基拓宽工程为研究对象,通过建立拓宽路基有限元模型,对不同土工格栅铺设层数的新旧路基变形、受力及稳定性变化规律进行对比分析,结果表明:在不同加筋情况下,新路基的水平变形、沉降值及应力均大于旧路基;增加土工格栅铺设层数,新旧路基的水平位移、沉降及应力均会逐渐减小,稳定...     

路基填挖交界处路面裂缝的三维有限元分析

为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,分别建立不加格栅和加入不同层数、不同长度格栅的路基有限元计算模型,分析了路面顶面的竖向位移和沿路线纵向水平应力应变以及格栅的应力应变。格栅的布设减小了路面顶面竖向位移,分散了集中在填挖交界处的拉应力和拉应变,各模型中格栅的最大拉应力均小于1 MPa,最大拉应变均小于0.3%,布设一层时的格栅或多层布设时的底层格栅,拉应力和拉应变从路堑一侧到路堤一侧逐渐减小,其余层格栅的拉应力和拉应变,以靠近交界处路堑一侧最大。对计算结果的分析表明,土工格栅消除或延缓了路面横向裂缝的发生,布设一层时的格栅或多层布设时的底层格栅,路堑一侧应长于路堤一侧,其余层宜以交界处为轴对称布设。     

柔性路面土基顶面的应力和位移计算

按弹性理论，对柔性路面路基顶面的应力和位移计算并与实测值比较，计算结果为计算值与实测相符，计算值能反映土基工作状态，计算土基顶面的应力小于1kg/cm^2以及路基整体稳定性是路基正常使用的主要因素。     

土工合成材料在路基拓宽结合部的应用

针对老路拓宽时采用土工合成材料处治结合部的特点,将新老路基、路面结构作为整体,建立数值分析模型。采用FLAC进行分析,从路基位移、路基顶面应力等方面,研究土工合成材料处治新老路基结合部的作用机制,分析不同加筋层数和不同路基填土高度下的处治效果。结果表明,采用土工合成材料不仅可以有效减小路基顶面的差异沉降和水平位移,而且使得路基反射到路面的平均应力更小且分布均匀。     

季节性冻土地区泡沫混凝土保温板路基温度场数值模拟

近年来,泡沫混凝土作为一种轻质保温材料得到广泛应用,然而对泡沫混凝土作为保温材料应用于季节冻土区高铁路基的研究相对较少。以哈齐客专DK221+150断面的现场监测数据为依据,利用ABAQUS有限元分析软件,建立泡沫混凝土保温板路基的温度场模型,研究泡沫混凝土保温板在季节冻土区对铁路路基的保温效果。通过对不同工况下泡沫混凝土保温板路基进行温度场数值模拟,优化路基两侧泡沫混凝土保温板的铺设长度。模拟计算结果表明:泡沫混凝土保温板对路基具有明显的保温效果,当保温板的铺设方式为路基面全幅铺设且路基两侧的铺设长度由路肩延伸至4.0m时保温效果最佳。     

高速公路路基顶面石灰砂砾土层施工

湖北寰十高速公路施工区域属中、弱膨胀土地区,为满足路基顶面行车要求,路基顶面20cm采用了6％石灰砂砾土层,简要介绍了石灰砂砾土层施工机理及主要施工程序、施工方法,并详细介绍了施工中应注意的事项,其施工工艺和施工经验可供类似工程借鉴和参考。