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原文传递单侧加宽不均匀沉降对路面的影响及其处治技术研究

论文题名：	单侧加宽不均匀沉降对路面的影响及其处治技术研究
关键词：	高等级公路;单侧加宽;不均匀沉降;路面结构;应力分布;碎石土填筑;台阶开挖;土工格栅
摘要：	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的增加而减小。　　碎石土是一种具有优良力学性质的填筑材料，可以在路基填筑中广泛运用。本文通过采用等量替代法来进行击实试验和压缩试验，得出在最佳含水率条件下经过压实，碎石土具有沉降量小，压缩模量大的特点，压缩试验中，60％碎石掺量碎石土的单位沉降值为38.1mm/m，为黏土的单位沉降值103.6mm/m的1/3，压缩模量为33MPa是黏土9.77MPa的3倍。通过有限元计算得出，采用碎石土填筑新路基，单侧加宽最大沉降值从11.43cm降低至8.7cm，减小了新路基的沉降。　　新老路基之间的衔接非常重要。有限元计算结果表示，通过对老路堤边坡开挖台阶和铺设土工格栅的措施，能减小新路基的不均匀沉降，减小了新老路基表面的最大路拱横坡度增大值，进而减小对路面的不利影响。但是台阶开挖过程中，台阶局部土体可能会存在因碾压不到位而出现压实度不足的现象，进而削弱台阶开挖和土工格栅加筋的效果，不利于新老路基的衔接。采用碎石土换填局部压实度不足的土体，可在一定程度上缓解这个问题。　　同时采用碎石土填筑新路基、老路堤边坡开挖台阶和土工格栅加筋的措施，，将沉降值从11.43cm降低至7.01cm，最大路拱横坡度增大值从1.03％降低至0.41％，对应的路面结构面层表面最大应力值为0.32MPa，基层表面最大应力值为0.12MPa，均小于对应容许拉应力，达到了控制新老路基不均匀沉降的目的。
作者：	杨容
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	杨庆国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文