連霍高速改擴(kuò)建工程路基路面協(xié)調(diào)性技術(shù)研究.pdf

1、高速公路的改擴(kuò)建在我國還是一個(gè)剛剛開始的新生事物，如何進(jìn)行改擴(kuò)建沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可循，從設(shè)計(jì)到施工，高速公路改擴(kuò)建工程尚無統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)尚不能涵蓋擴(kuò)建工程的所有項(xiàng)目。同時(shí)，高速公路改擴(kuò)建中約束的條件多，用新建工程的設(shè)計(jì)方法不能解決改擴(kuò)建問題。我國高速公路改擴(kuò)建始于本世紀(jì)初，目前關(guān)于高速公路的加寬技術(shù)研究也主要集中在新舊路堤的不協(xié)調(diào)變形及控制技術(shù)，現(xiàn)行《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)舊路加寬有明確的指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求，但對(duì)于平原軟土地

2、區(qū)而言，其深度和廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此有必要對(duì)改擴(kuò)建工程路基路面協(xié)調(diào)性進(jìn)行深入的研究。 根據(jù)改擴(kuò)建道路的特點(diǎn)進(jìn)行了以下幾點(diǎn)研究： （1）針對(duì)連霍高速公路鄭州段的舊瀝青路面特征，對(duì)原有道路的交通狀況、路面結(jié)構(gòu)層厚度、結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度、破損狀況、路基狀況進(jìn)行了調(diào)查分析。通過對(duì)軸載譜和輪跡橫向分布特點(diǎn)進(jìn)行研究，為軸載稱重調(diào)查法繪制的軸載譜和按不同車道設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)；在路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度評(píng)價(jià)中，對(duì)比分析了FWD三層體系和四層體系的

3、反算模量結(jié)果；在路基路面協(xié)調(diào)性研究中，重點(diǎn)分析了橫向裂縫對(duì)舊路強(qiáng)度的影響，得到裂縫邊緣的強(qiáng)度變化規(guī)律；提出適合于改擴(kuò)建工程的新路面使用性能狀況綜合評(píng)價(jià)指數(shù)PCQI，根據(jù)路面加寬過程中新舊路面結(jié)構(gòu)的實(shí)際，對(duì)不同評(píng)價(jià)結(jié)果路段的新建路面結(jié)構(gòu)和舊路面加鋪結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的建議和處理措施。 （2）研究中考慮了三種地基處理方法，即原地表沖擊、級(jí)配碎石+土工格柵和薄壁管樁處理技術(shù)，運(yùn)用ABAQUS有限元軟件對(duì)加寬后地基及路基的差異沉降進(jìn)行了分析

4、，考察了地基處理方式、路堤填筑高度和時(shí)間對(duì)地基及路基沉降變形性狀的影響，分析了每種處理方式下，各種因素對(duì)處治效果的影響。最后得到了新老路三種不同路面結(jié)構(gòu)組合對(duì)路堤差異沉降的影響。 （3）通過舊路調(diào)查和舊路處治過程的數(shù)據(jù)采集，分析并比較水泥壓漿和高聚物注漿的處治效果。建立了ABAQUS有限元計(jì)算模型，分析其在車輪荷載作用下的內(nèi)部響應(yīng)。建立加寬處路面的有限元模型，分析了加鋪層結(jié)構(gòu)類型、加鋪層各層材料參數(shù)及尺寸的變化等對(duì)加鋪效果的影響

5、，為選用合適的加鋪層路面結(jié)構(gòu)組合提供依據(jù)。 （4）新舊路基路面由于道路施工時(shí)間的差異，造成路基固結(jié)程度及各結(jié)構(gòu)層壓縮程度的不同，從而造成新舊路基的差異沉降，導(dǎo)致結(jié)合部路而出現(xiàn)裂縫、破損、沉陷和行車不舒適等現(xiàn)象。通過建立加寬路面的有限元計(jì)算模型，分析了路面結(jié)構(gòu)組合類型、路面結(jié)構(gòu)控制層材料和尺寸參數(shù)變化的影響，為新建路面結(jié)構(gòu)的選取提供參考依據(jù)。提出了柔性基層瀝青路面的差異沉降分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和控制指標(biāo)，并與基于PSI法的路況分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比