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

1、高速公路的改擴建在我國還是一個剛剛開始的新生事物，如何進行改擴建沒有成熟的經(jīng)驗可循，從設(shè)計到施工，高速公路改擴建工程尚無統(tǒng)一的規(guī)范和標準，現(xiàn)行的規(guī)范、標準尚不能涵蓋擴建工程的所有項目。同時，高速公路改擴建中約束的條件多，用新建工程的設(shè)計方法不能解決改擴建問題。我國高速公路改擴建始于本世紀初，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)計規(guī)范》對舊路加寬有明確的指標和設(shè)計要求，但對于平原軟土地

2、區(qū)而言，其深度和廣度遠遠不夠，因此有必要對改擴建工程路基路面協(xié)調(diào)性進行深入的研究。 根據(jù)改擴建道路的特點進行了以下幾點研究： （1）針對連霍高速公路鄭州段的舊瀝青路面特征，對原有道路的交通狀況、路面結(jié)構(gòu)層厚度、結(jié)構(gòu)整體強度、破損狀況、路基狀況進行了調(diào)查分析。通過對軸載譜和輪跡橫向分布特點進行研究，為軸載稱重調(diào)查法繪制的軸載譜和按不同車道設(shè)計路面結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)；在路面結(jié)構(gòu)整體強度評價中，對比分析了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，重點分析了橫向裂縫對舊路強度的影響，得到裂縫邊緣的強度變化規(guī)律；提出適合于改擴建工程的新路面使用性能狀況綜合評價指數(shù)PCQI，根據(jù)路面加寬過程中新舊路面結(jié)構(gòu)的實際，對不同評價結(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、級配碎石+土工格柵和薄壁管樁處理技術(shù)，運用ABAQUS有限元軟件對加寬后地基及路基的差異沉降進行了分析

4、，考察了地基處理方式、路堤填筑高度和時間對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標準和控制指標，并與基于PSI法的路況分級標準進行了比