单侧加宽不均匀沉降对路面的影响及其处治技术研究

发布时间：2022-11-11 21:41

　　为了满足日益增长的交通需求,在现有高等级公路的基础上,进行加宽改建是一种经济合理的方案。在公路加宽工程中,因老路基与新路基之间沉降的差异,使新老路基产生不均匀沉降,进而反映到上层结构,使路面产生病害,影响公路的正常使用。目前针对新老路基不均匀沉降特性的研究不少,但是针对不均匀沉降对路面结构影响的研究不多。单侧加宽是一种重要的加宽方式,具有充分利用地形、拆迁少以及施工对交通干扰少等特点,新老路基的沉降特性与双侧加宽有所区别。本文通过有限元计算分析表明:不同高度路堤单侧加宽的不均匀沉降形态基本相同,较高路堤的不均匀沉降更大;相比双侧加宽,单侧加宽新老路基表面的不均匀沉降更明显。经基于新老路基表面不均匀沉降的路面结构应力分析,通过在不同加宽方式、不同高度路堤和不同新路基填料模量下路面结构应力的比较,以及与简化沉降形态进行对比,其结果显示:实际沉降形态下,在新老路基表面拼接处的路面结构面层表面应力最大,对应的路拱横坡度增大值最大,容易产生受拉破坏。在局部路拱横坡度增大值为0.75%左右时,面层先受拉破坏。行车荷载作用下,新路基沉降量、最大路拱横坡增大值、路面结构最大应力值和路表弯沉随新路基模量... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 加宽工程的病害和目前的处治措施
    2.1 公路加宽工程的病害
        2.1.1 加宽新路基的失稳破坏
        2.1.2 新老路基不均匀沉降导致的路面破坏
        2.1.3 加宽新路基边坡损坏
    2.2 病害形成原因
        2.2.1 新路基稳定性不足
        2.2.2 新老路基的不均匀沉降
        2.2.3 施工因素
    2.3 目前处治不均匀沉降的措施
        2.3.1 新老路基衔接部位的处治技术
        2.3.2 加宽地基和路基的处治技术
        2.3.3 减少施工因素的影响
    2.4 本章小结
第三章 单侧加宽沉降分析
    3.1 路基沉降计算理论和方法
        3.1.1 路基沉降组成
        3.1.2 路基沉降计算方法
        3.1.3 土体固结理论
    3.2 沉降模型建立
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 计算模型尺寸和参数
        3.2.3 边界条件和网格划分
        3.2.4 有限元模型的计算过程
    3.3 单侧加宽沉降随时间变化分析
    3.4 单侧与双侧加宽的沉降和应力对比分析
    3.5 不同高度路堤单侧加宽的沉降和应力分析
    3.6 加宽部分材料不同对沉降的影响
    3.7 本章小结
第四章 单侧加宽不均匀沉降对路面结构的影响分析
    4.1 概述
    4.2 模型建立
    4.3 行车荷载对路面结构应力和弯沉的影响分析
    4.4 单侧与双侧加宽对路面结构应力的影响分析
    4.5 单侧加宽路堤高度不同对路面结构应力的影响分析
    4.6 加宽部分材料不同对路面结构应力和弯沉的影响分析
    4.7 简化沉降规律对路面结构应力的影响分析
        4.7.1 直线型
        4.7.2 抛物线型
    4.8 各沉降规律下路面结构受力比较
    4.9 本章小结
第五章 碎石土单侧加宽对路面结构的影响
    5.1 新路基填料对沉降的影响
    5.2 碎石土的压缩性质
        5.2.1 碎石土的定义和基本性质
        5.2.2 碎石土结构的连接方式和结构类型
        5.2.3 碎石土的压缩特性分析
    5.3 室内击实试验
    5.4 室内压缩试验
    5.5 碎石土填筑新路基对路面的影响分析
        5.5.1 碎石土填筑新路基对沉降的影响
        5.5.2 碎石土填筑新路基对路面结构应力和弯沉的影响
    5.6 碎石土换填路基的施工方法
    5.7 本章小结
第六章 台阶开挖施工过程中可能存在的薄弱区分析
    6.1 台阶开挖和铺设土工格栅的处治效果分析
        6.1.1 采取措施前后沉降对比分析
        6.1.2 采用措施对路面结构的影响分析
        6.1.3 结合碎石土共同处治成果的验算
    6.2 台阶可能存在的薄弱区分析
        6.2.1 台阶薄弱区可能存在的原因
        6.2.2 台阶存在薄弱区的影响
    6.3 台阶存在薄弱区时的处治措施研究
        6.3.1 处治前后对沉降的影响分析
        6.3.2 处治前后对路面结构的影响分析
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]软土地基市政道路加宽工程路基差异沉降特性及处治措施综述[J]. 刘光明.  中外公路. 2018(02)
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博士论文
[1]新老道路拼接中土工格栅加筋土的协同作用研究[D]. 观祖保.南京林业大学 2016
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硕士论文
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[3]高速公路粉砂土填料路基加宽技术研究[D]. 李宗杰.石家庄铁道大学 2012
[4]高速公路高填方路基加宽不协调变形控制的关键技术研究[D]. 李丙银.石家庄铁道大学 2012
[5]基于路基不均匀变形的湿热地区水泥混凝土路面沥青加铺结构研究[D]. 张栋.长安大学 2012
[6]拓宽路基沥青路面结构受力与拼接仿真[D]. 樊金山.华中科技大学 2011
[7]高速公路路基加宽方案的技术经济比选分析[D]. 高捷婷.东北林业大学 2009



本文编号：3705795