高等級公路改擴建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，高等級公路的改擴建工程將是我國本世紀公路建設(shè)所面臨的非常重要和必須解決的問題。目前我國高等級公路改擴建工程剛剛起步，與新建公路相比，具有施工難度大、工藝復(fù)雜、質(zhì)量要求高等特點。本文以確保高等級公路改擴建工程的安全、穩(wěn)定為研究目標，以寧夏銀古高速公路改擴建工程為依托，采用理論計算、有限元分析、室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的技術(shù)手段，對高等級公路改擴建工程路基、橋梁加寬等關(guān)鍵技術(shù)進行了較為系統(tǒng)、深入理論分析和試驗研究

2、，為工程應(yīng)用提供了較為科學(xué)的技術(shù)依據(jù)。 首先分析了高等級公路改擴建主要方式以及路基、橋梁加寬的工程特點及技術(shù)對策。基于研究銀古一級道路現(xiàn)狀、通過路況調(diào)查和路面彎沉檢測，提出了銀古高速公路改擴建采用兩側(cè)加寬的技術(shù)方案。 從滿足高等級公路改擴建后路面功能性和結(jié)構(gòu)性要求入手，在調(diào)查研究、深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合銀古高速公路的路面結(jié)構(gòu)形式，采用以彈性理論為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)解析方法和ANSYS有限元數(shù)值分析綜合研究手段，提出了銀古高等級公

3、路改擴建新老路基不均勻沉降臨界指標，即加寬路基沉降坡率不大于0.38％的控制標準。 利用非線性有限元軟件，建立了高等級公路改擴建路基加寬非線性有限元模型。揭示了老路基邊坡開挖方式、新路基加寬方式、新路基加寬寬度對老路基工程特性的影響規(guī)律以及土工格柵加筋方式、老路基開挖寬度、新路基填料性質(zhì)、軟土地基厚度和加固處理方式對加寬路基工程特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果為高等級公路路基加寬工程實施切實可行的方案提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持，具有普遍的

4、指導(dǎo)意義和實用價值。 在基于分析顆粒級配、粒徑大小與試件尺寸、礫石母巖種類、顆粒形狀、孔隙率以及飽和度等因素對新加寬路基砂礫填料工程特性影響的基礎(chǔ)上，進行了砂礫路基填料的室內(nèi)試驗研究。特別進行了砂礫料在不同密實度條件下的固結(jié)排水試驗，掌握了其工程特性。根據(jù)三軸試驗結(jié)果，提出了砂礫料剪切硬化本構(gòu)模型參數(shù)。 在明確路基加寬病害機理和新老路基變形不協(xié)調(diào)控制途徑的基礎(chǔ)上，以變形協(xié)調(diào)與控制為核心，提出了新老路基結(jié)合部處治的基本技術(shù)

5、思想及各項措施的技術(shù)原理?；谏a(chǎn)函數(shù)理論，提出了滿負荷匹配工作法，確定了填料數(shù)量有要求、分層碾壓有標準、機群作業(yè)有秩序、成型段落有計劃的“四有”施工方案。實施了切實可行的、詳細的軟土地區(qū)高等級公路改擴建路基加寬施工工藝。提出了高等級公路改擴建工程中不同的施工機械組合條件下的施工參數(shù)。根據(jù)銀古高速公路黃河特大橋的結(jié)構(gòu)形式和受力特點，對新老橋梁橋面結(jié)構(gòu)可能采用的剛性連接、鉸接和不連接三種形式，采用理論分析和橋梁結(jié)構(gòu)分析有限元軟件MIDAS

6、/CIVIL6.70進行了對比分析，提出了分離式結(jié)構(gòu)用于黃河特大橋加寬的可行性，根據(jù)計算結(jié)論，在國內(nèi)首次成功應(yīng)用EMR樹脂、特型鋼和硅橡膠材料處理了不同的縱向接縫。通車兩年后進行了現(xiàn)場靜、動載試驗，試驗表明黃河特大橋在正常工作狀態(tài)下的靜、動力性能均能滿足使用要求，結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。 本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在：①基于數(shù)學(xué)解析方法和有限元數(shù)值分析綜合研究手段，提出了高等級公路改擴建新舊路基不均勻沉降臨界指標。②揭示了各種工程因素對加寬路