基于FLAC3D的泡沫混凝土密度分层对高速公路老路拓宽的影响

新老路基结合部分的不协调变形是高速公路改扩建的关键难题,重复不间断的交通荷载作用,会加大新旧路基间的差异沉降。研究目的是使用泡沫混凝土作为拓宽路基材料,提出沿路基高度自下而上泡沫混凝土密度递增的新理念以有效减小差异沉降。研究方法是通过制备实验与数值模拟相结合,确定出不同密度下泡沫混凝土的力学参数,在FLAC3D中分析不同密度下老路拓宽的沉降规律;并与传统的设计方案对比,得到工程中泡沫混凝土密度分层方案的优化设计。研究结果表明:采用下部密度小、上部密度大的泡沫混凝土更有利于控制新老路基结合部的不协调变形,节省材料和造价。下部密度小能有效减少整体路基的自重应力,上部密度大的泡沫混凝土刚度大,能有效扩散路面结构的附加应力和行车荷载,降低深部软土承担的附加应力,减少新路基沉降,控制路基结合部的不协调变形。该研究可为高速公路改扩建时的泡沫混凝土设计和施工提供有益的参考。