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原文传递一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法

专利名称：	一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法
摘要：	本发明公开了一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，应用于道路设计技术领域。包括：确定拟建公路路基路面的设计参数；计算不同位置的沉降量获得不均匀沉降曲线；建立差异沉降拟合公式；计算路基顶面不同差异变形率对应的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力最大值；计算行车荷载作用下无机结合料稳定层的层底附加弯拉应力最大值；叠加计算共同作用下的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力；建立无机结合料稳定层层底弯拉应力与差异沉降变形率的关系曲线，并获得拟合关系式；计算无机结合料稳定层的容许拉应力；代入拟合关系式，得到陡坡路基差异沉降控制标准。本发明实现了山区公路陡坡路基路面的延寿，显著降低路面维养费用。
专利类型：	发明专利
申请人：	交通运输部公路科学研究所;湖南省衡永高速公路建设开发有限公司;湖南省交通科学研究院有限公司
发明人：	宋常军;万齐;吴立坚;刘文劼;卞晓琳;杨飞;罗元俊;李鹏;潘世强;韩志杰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-06T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311145940.5
公开号：	CN117094060A
代理机构：	北京博尔赫知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	孙盟盟
分类号：	G06F30/13;G06F30/23;G16C60/00;G06F111/10;G06F119/14;G;G06;G16;G06F;G16C;G06F30;G16C60;G06F111;G06F119;G06F30/13;G06F30/23;G16C60/00;G06F111/10;G06F119/14
申请人地址：	100088 北京市海淀区西土城路8号;;
主权项：	1.一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.根据拟建公路的气候、水文、地质、交通量、路基设计图、土质试验、拟建路面类型确定公路路基路面协同作用的计算参数； S2.根据拟建公路的陡坡路基工点，构建陡坡路基工点的仿真模型，计算陡坡路基顶面不同位置的沉降量，并建立陡坡路基顶面的沉降量沿路基横向的分布曲线； S3.分析S2建立的陡坡路基顶面沉降量沿路基横向的分布曲线，建立陡坡路基的差异沉降量与路基宽度的拟合公式； S4.根据S3建立的陡坡路基顶面差异沉降拟合公式，采用有限元数值仿真软件，通过在路面结构底基层底面施加竖向位移的方式，获得不同差异沉降变形率△i对应的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力最大值σt1i； S5.采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论，根据拟建公路的路面结构层厚度及材料参数，计算行车荷载作用下无机结合料稳定层层底附加弯拉应力最大值σt2； S6.将S4计算的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力最大值σt1i和S5计算的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力最大值σt2进行叠加，获得陡坡路基顶面不均匀沉降和行车荷载共同作用下的无机结合料稳定层层底附加弯拉应力σti； S7.建立陡坡路基顶面不均匀沉降和行车荷载共同作用下无机结合料稳定层层底附加弯拉应力σti与陡坡路基顶面差异沉降变形率△i的关系曲线，并获得两者的拟合关系式； S8.计算无机结合料稳定层的容许拉应力σR，为无机结合料稳定层层底附加弯拉应力σti的最大值； S9.将无机结合料稳定层的容许拉应力σR代入S7获得的拟合关系式，得到无机结合料稳定层容许拉应力σR对应的差异沉降变形率，即陡坡路基差异沉降控制标准。 2.根据权利要求1所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，S1中的计算参数包括地基土的物理力学参数、路基填料的物理力学参数、路基路面各层的厚度与尺寸、路面结构层的物理力学参数。 3.根据权利要求2所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，物理力学参数包括重度γ、变形模量E、泊松比μ、黏聚力c、内摩擦角 4.根据权利要求1所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，S3中建立的陡坡路基差异沉降量与路基宽度的拟合公式具体如下：其中，△S为差异沉降量，L为路基宽度，Δδ为路基顶面最大沉降量，x为距离路基最左侧的长度；差异沉降量与路基宽度的比率作为陡坡路基不均匀沉降控制指标，用差异沉降变化率△i来表示，具体公式如下： △i＝△S/L×100％。 5.根据权利要求1所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，S7中的拟合关系式具体为： σti＝a·Δi+b 其中，a、b为拟合参数，Δi为差异沉降变化率，σti为路基不均匀沉降和行车荷载共同作用下无机结合料稳定层层底附加弯拉应力。 6.根据权利要求1所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，S8中无机结合料稳定层的容许拉应力σR的公式具体为：其中，σS为无机结合料稳定层材料的极限劈裂强度，KS为抗拉强度结构系数。 7.根据权利要求6所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数KS的计算公式为：对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数KS的计算公式为：其中，Ac为公路等级系数，Ne为设计年限内一个车道的累计当量轴次。 8.根据权利要求7所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，一个车道的累计当量轴次的计算公式为：其中，t为设计年限，N1为营运第一年双向日平均当量轴次，γ为设计年限内交通量的平均年增长率，η为车道系数。 9.根据权利要求6所述的一种山区公路陡坡路基沉降控制标准确定方法，其特征在于，无机结合料稳定层的容许拉应力σR应符合σR≥σti。
所属类别：	发明专利