各级沥青路面路基工作区计算数据的分析

文章基于常州市道路,采用层状体系理论的BISAR3.0程序对各级沥青路面(公路和城市道路)进行了路基工作区的计算,并对各级沥青路面的路基工作区计算数据进行分析,得出自重应力、荷载应力、路基工作区深度方面的规律,供有关技术人员参考。     

重载交通下高速公路路基动应力实测研究及工作区划分

针对重载交通下高速公路路基动力响应问题,通过在高速公路路基埋设测试元件,测试了重载车辆运行下沥青混凝土路面—路基结构的动应力,获取了不同轴重和车速下路基的动应力峰值分布规律,得出了路基动应力随深度衰减的系数值,并依据动应力与自重应力的关系划分不同的路基工作区,结果表明:在120、140、160 k N的轴重下,动敏感区深度分别为1.26、1.36、1.45 m,相对于标准轴载增长约5.1%、13.3%、21.8%;动影响区深度为1.69、1.77、1.88 m,相对于标准轴载增长约5.6%、10.6%、17.5%。重载交通作用下动应力对路基的影响范围明显加深,因此在路基结构设计及稳定性保障上需引起足够的重视。     

路基压实与沥青路面使用寿命的关系

道路路基的强度直接影响路面的使用寿命,通过二者之间关系的探讨,对于不同压实度条件下的土基回弹模量进行换算。根据现行沥青路面设计规范拟定高速公路、二级公路、三级公路路面结构和交通参数,计算不同路基压实度条件下的遗路承载能力,计算得知道路工程使用寿命与路基强度有着密切关系,计算结果认为每低于规定路基压实度1％路面的使用寿命缩短0．3～0．5年。     

路基工作区深度及路面扩散效应分析

针对目前路基工作区计算存在的局限性,提出路基工作区深度计算方法,确定各等级公路典型路面结构下的路基工作区深度,并分析路面结构层对荷载的扩散效应,为基于路基路面协调受力的整体设计提供了新的思路.     

基于可靠度的路基均匀性评价标准

提出了基于可靠度的路基均匀性评价方法,建立了路基路面结构的二维有限元模型,采用蒙特卡罗法对典型沥青路面结构在不同路基回弹模量与不同变异系数条件下的结构可靠度进行分析计算,研究了路基回弹模量变异系数对路面结构可靠度的影响,确定了评价路基均匀性的可靠度划分依据。计算结果表明:高速、一级公路可靠度临界值为95%和90%时,路基回弹模量变异系数为0.05和0.10;二级公路可靠度临界值为90%和85%时,路基回弹模量变异系数为0.05和0.15;三、四级公路可靠度临界值为85%和80%时,路基回弹模量变异系数为0.15和0.25。以计算可靠度临界值作为相应公路路基均匀性评价标准,将各级公路路基均匀性等级分为优、中、差3个级别。     

沥青混凝土路面常见病害及养护

沥青路面由于其表面坚实平整、行车舒适、抗滑、耐久、易于施工及养护方便等优点,成为高速公路路面的主要结构类型。但受自然气候条件和车辆荷载作用,特别是异常气候和重载超限车辆增多,使沥青路面出现不同程度的裂缝、坑槽、车辙、拥包、泛油等病害。这些病害若不及时修补,在车辆冲击荷载的作用下和雨雪水不断渗入路基,必定会导致出现路基翻浆等更为严重的病害,将严重影响道路使用寿命及车辆的安全行驶。     

河北省半刚性基层沥青路面结构设计

结合近十年来半刚性基层沥青路面的设计和施工经验．根据实际使用效果．提出适合本地区特点的路面结构．对半刚性基层沥青路面的结构设计具有较好的参考价值。路面结构调查对 对河北境内的10条线进行全面的调查和测试。选择的调查路段使用年限应达到3年以上，公路等级要求是二级或二级以上的半刚性基层沥青路面．并有一定的交通量。路段应包括不同的路基结构（即填控情况）不同的地带类型，不同的路面结构（含不同材料和不同厚度），不同的使用状态（如完好，临界和破坏）和不同的交通量。     

贫混凝土基层沥青路面试验研究与探讨

现行沥青路面设计年限对于高速公路和具有干线功能的一级公路为20年．具有集散功能的一级公路和二级公路为15年。但实际上,很多路段远达不到使用年限．甚至在使用初期就出现裂缝、车辙、唧泥、坑洞等种种病害。本文基于大量前期研究,结合我国实际,提出了贫混凝土基层沥青路面抗裂结构。与水泥稳定粒料、二灰稳定粒料等常用半刚性基层材料相比．贫混凝土具有较高的强度、刚度和整体性．良好的抗冲刷和抗冻性能,是一种优良的基层类型。国外使用经验表明,贫混凝土基层能适应大交通量或重载交通。     

长大纵坡沥青路面应力分析

通过有限元方法对不同工况下长大纵坡沥青路面的应力峰值进行了计算，同时对车辆匀速行驶和变速行驶时纵坡沥青路面的应力进行了对比，结果表明应力随坡度的变化呈良好的线性关系；在超载情形下，各项应力均显著上升；长大纵坡沥青路面各应力峰值随着深度的增加而减小，其最大值位于上、中面层之间；车辆的变速、超载、重载对长大纵坡沥青路面破坏极为严重。     

重载交通作用下沥青路面结构的三维空间力学响应分析

运用三维空间有限元方法,通过具体实例定量分析了重载车辆对沥青路面的路表弯沉、结构应力的影响,论证了重载车辆对沥青路面结构的破坏作用.对沥青路面的路政管理和结构设计具有一定的参考价值.     

考虑交通横向分布的路基永久变形预估分析

以典型路基土室内永久变形试验结果得到永久变形预估模型参数;根据交通类型、车道宽度等因素将车辆轮迹横向分布简化为4种形式;采用分条分层总和法对3种交通横向分布频率、3种路面结构组合形式下的路基永久变形进行了计算.结果表明：在道路横断面上,路基永久变形可以用一条向下凹的盆状曲线进行描述,且永久变形的最大值及产生位置与各自的交通横向分布形式相一致;路基内不同深度处各亚层路基土永久变形值随着路基深度增加而均匀递减,路基模量的衰减将引起路基内相同位置处的应力应变增大.     

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...     

高纬度多年冻土区路面类型对路基热稳定性影响分析

基于附面层理论,引入焓值建立伴有相变的二维非稳态温度场数值模型,分别对水泥混凝土和沥青两种路面下路基温度场的变化规律进行分析。研究结果表明,水泥混凝土路面下路基温度场明显低于沥青路面,不同深度处路基的温度场变化存在一定的滞后性,随深度的增加路基内温度场比路基基底以下的温度场变化幅度大;路表温度明显低于路基的内部温度,并在路基内部形成融土核;水泥混凝土路面融化深度小于沥青路面,融化速率趋于平稳,因此,在多年冻土区采用水泥混凝土路面比较有利。     

青藏高原机场跑道多年冻土地基温度场特征

对比了青藏高原多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场, 分析了其地基温度分布、温度沿深度的变化以及地基最大融化深度, 研究了宽幅沥青混凝土道面机场跑道地基温度场特征, 对比了不同道面宽度条件下其地基温度分布、不同时间地基温度沿深度的变化以及跑道中部及道肩的最大融化深度, 并基于道面宽度、时间建立了沥青混凝土道面机场跑道道中地基融化深度的表达式。研究结果表明: 多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场存在明显差异, 机场跑道地基融土核位置更低, 且全部位于天然地面以下, 而公路路基融土核位置相对较高, 可以通过抬高路堤使融土核全部位于路堤内, 便于通风管等温控措施的施工, 可见由于机场跑道无路堤、道面幅度宽等特点, 使得多年冻土地区公路与铁路建设的现有研究成果不能完全应用于机场跑道建设中; 对于沥青混凝土道面的机场跑道多年冻土地基, 随着道面宽度的增加, 跑道地基稳定性降低, 道面宽度每增加1%, 地基0℃等温线约下降0.17%, 地基融土核最高温约上升0.46%, 道中地基融化深度约加深0.19%, 但当道面宽度超过35 m时, 道中地基融化深度趋于平稳; 相对于道中地基温度场, 道肩受道面宽度的影响较小, 当道面宽度超过25 m时, 其地基融化深度趋于平稳; 道中地基融化深度表达式相关系数为0.988 6, 相对误差在1%以内。      

重载铁路水泥改良膨胀土工程特性与路用性能

为了探究重载铁路水泥改良膨胀土路基填料的工程特性及路用性能,采用室内动三轴试验、微观结构试验、路基原位动力试验相结合的方法,揭示了膨胀土掺入水泥3%～5%改良前后静态指标与动态指标的变化特征,分析了水泥掺量5%和3%改良膨胀土分别用作重载铁路基床底层及以下路堤填料建设期的工作性能,评估了服役期列车动载作用下路基的动力稳定性. 研究结果表明:膨胀土掺入3%～5%水泥改良后,强度提高同时胀缩性显著降低,水稳定性提高3～4倍;相比重塑素膨胀土,水泥掺量3%～5%改良膨胀土临界动应力提高5～6倍;检测路基压密程度与强度指标满足规范且有较大富裕,监测路基中线地基沉降在铺轨前处于稳定状态;原位动力测试表明列车动载作用下路基的动应力沿深度逐渐衰减,在基床表层与基床底层范围内最大衰减量分别可达40%和80%以上,动应力影响深度是基床设计厚度的1.4～1.8倍,动应力影响深度范围内路基的动应力值远小于同位置填料的临界动应力,运营期路基动力稳定性满足安全服役要求. 研究成果能够为重载铁路水泥改良膨胀土路基精细化建设养修提供理论参考.      

冲击压实技术在高速公路路基中的应用研究

冲击压实能够显著减少路基的工后沉降,提高路基土的整体强度,有效防止由于路基土质量问题引起的路面早期破坏。通过冲击压实试验研究得知,冲击压实的界限值为冲压18次,冲击压实的有效影响深度为1．5m。     

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响．对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0．12℃和0．14℃．2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置O．65℃和0．03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势．片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续．该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用．     

基于三维数值模拟的铁路路基动力特性分析

为探讨列车轴重和运行速度对土质路基动力特性的影响,用ANSYS与FLAC3D软件对有砟轨道-路基系统进行了三维动力数值模拟,在模拟过程中,利用滞后阻尼实现了土体在循环动荷载下的非线性特性.用该方法对达成线循环加载试验段的路基进行建模计算,所得路基动应力与现场实测数据有很好的一致性.在荷载振动频率与客车运行速度的转换过程中,取相邻车厢两个转向架的间距为相邻两个动应力波峰之间的距离,在此基础上,探讨了客车运行速度对土质路基动力性质的影响.研究表明:列车轴重和运行速度对路基表面动应力影响较大,随着轴重的增加和速度的提高,路基表面动应力呈马鞍形分布的趋势愈加明显;动应力沿路基深度的衰减规律受车速的影响很小,不同车速下的动应力在基床表层内都衰减了42%~46%,再经过基床底层的扩散,衰减值达79%~82%.      

揭普高速公路某段软基处理及工后沉降分析与评价

揭普高速公路K7＋111-K9＋600段软基采用土工格栅、砂垫层及袋装砂井等措施综合处理,根据此段软基近几年的沉降监测数据,采用双曲线法对工后总沉降作出预测。综合考虑监测数据和预测值,利用规范规定的工后总沉降允许值和提出的工后沉降速率允许值对本段软基进行分析和评价,得出路段已基本稳定。     

压实度对煤矸石路基应力及沉降的影响

利用大型有限元分析软件ANSYS建立路基应力和沉降模型,通过调查选取路基材料参数,并选择不同的填筑高度和压实度输入应力和沉降模型中,得出不同压实度时路基最大竖向压应力、竖向剪应力和水平剪应力,以及煤矸石路基中心及边缘的沉降量,分析压实度对煤矸石路基应力和沉降影响并得出合理的煤矸石路基压实度建议。