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高速公路拓宽工程路基差异沉降及控制技术研究

傅珍  
【摘要】:近年来国内已有多条高速公路进行了改扩建工程,但是较为普遍的问题是,新老路基存在差异沉降,并进而引起更多路面和路基病害,影响了行车的舒适性和快捷性,降低了道路通行能力,严重影响了高速公路的经济和社会效益。高速公路路基的加宽工程要考虑新老路基之间的差异沉降问题,并保证新老路基之间的有效连接。因此,有必要对改扩建高速公路新老路基的差异沉降及其控制技术进行深入研究。主要内容归纳如下: (1)拓宽路基差异沉降特性及主要影响因素变化规律 在调研国内外高速公路改扩建实践的基础上,分析了拓宽公路工程的病害及原因;针对平原区高速公路,结合安新高速扩建工程的拓宽方式和工程实际条件,选取典型路段,采取有限元方法,从沉降、水平位移和应力等全面分析了拓宽路基的差异沉降特性;并应用正交试验法对其显著程度进行了排序。同时针对不同的影响因素,深入分析了差异沉降变化规律,在此基础上研究了采取不同工程措施降低差异沉降的可行性。 (2)差异沉降对路面结构的力学影响 建立有限元分析模型,计算分析了不同差异沉降对路面结构各层附加应力的影响及路面不同深度的变化;分析了某一差异沉降下路面各层附加应力随着各结构层不同厚度和模量的变化规律,并对路面结构层参数进行了敏感性分析,指出了主要因素。 (3)差异沉降的控制标准及分级 在路面结构分析的基础上提出了考虑路面结构性要求和功能性要求的差异沉降控制标准,并结合依托工程进行了相应的分级。 (4)差异沉降控制技术及效果分析 从老路边坡削坡、台阶开挖尺寸、土工格室各种工况及冲击压实在地基填前碾压和路基冲击补压中的应用等对差异沉降控制技术及效果进行了较全面的分析,在计算及分析基础上提出了相应的建议措施。 (5)离心模型试验及试验段铺筑与分析 选取了试验路段,采取多种方案进行处理,埋设沉降观测仪器,通过理论分析与现场试验及观测相结合,研究了高速公路改建工程中降低新老路基差异沉降的主要技术及其效果;同时结合试验路不同方案,采用离心模型试验首次对新老路基拼接时以土工格室为主的多种土工合成材料的加筋方案进行了观测及对比分析;并对多种方案进行了经济性分析,提出了合理的技术方案。 论文所分析及提出的针对平原区高速公路改扩建工程的降低新老路基差异沉降的控制技术,为以后相关项目的科研、设计、施工及规范的编制提供了较为有价值的技术参考与依据,具有一定的经济效益和社会意义。


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