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原文传递以路基整体刚度为目标的路基填料设计方法研究

论文题名：	以路基整体刚度为目标的路基填料设计方法研究
关键词：	道路工程;路基填料;整体刚度;回弹模量
摘要：	路基是路面结构的基础，应该有足够的强度和稳定性。在路基填筑施工中，常常因为路基填料选用不当，使填筑后的路基刚度较低，容易产生较大变形。以往的路基填料设计采用工程经验法，该方法由于缺少相关理论的支持，为达到路基整体设计要求，往往需要大量铺设试验路，费时费力，难以保证路基整体刚度。因此，如何经济合理地进行路基填料设计，制定路基填筑方案，提升路基整体刚度，使其满足设计验收要求，对于我国公路工程建设具有重要意义。　　为了解决现有路基填料设计中难以保证路基整体刚度的问题，本文基于弹性力学理论和位移等效原则，提出了以路基整体刚度为目标的路基填料设计方法，包括下路堤回弹模量现场快速测定和上路堤与路床填料设计。以往采用承载板法测定下路堤回弹模量，检测效率偏低，耗时较长。为此，本文引入便携式落锤弯沉仪(PFWD)，考虑了路基在冲击荷载作用下的变形滞后效应，建立了基于粘弹性模型的PFWD路基模量反算方法。该方法用于下路堤回弹模量的快速测定，并在试验段进行现场验证，其检测效率高，与承载板实测结果十分接近。上路堤与路床填料设计则是以下路堤回弹模量和路基顶面综合回弹模量为计算参数，拟定上路堤和路床顶面目标回弹模量。结合路基填筑层填料设计诺模图，确定各填筑层填料所需回弹模量和填筑厚度，根据现场填料供应情况，从中选择合适的填料，制定合理的路基填筑方案。现场施工时，可根据上路堤和路床顶面实测回弹模量和回弹弯沉，实时动态调整填筑方案，控制路基施工质量。　　路基填料设计需要路基填料的回弹模量作为设计参数，而施工现场试验条件受限，很难直接确定现场填料的回弹模量。为此，以海南国道G360公路的现场路基填料为研究对象，分析了填料基本物理特性;对填料展开了路用性能试验和动态回弹模量试验，分别建立了填料浸水CBR、未浸水CBR与其回弹模量的回归方程，CBR与回弹模量的关系曲线拟合良好，且未浸水CBR与回弹模量的相关性更好。因此，提出了一种路基填料回弹模量预估方法，根据现场填料的未浸水CBR，结合公式E=2.0004CBR1.1017来快速预估其回弹模量，为路基填料设计提供参数。　　依托海南国道G360公路，根据本文提出的路基填料设计方法与路基填料回弹模量预估方法，结合现场填料供应情况，设计了试验段路基填筑方案。通过现场试验，与原路基填筑方案进行对比分析，进一步验证了路基填料设计新方法的有效性。该方法可以有效提升路基整体刚度，能经济合理地选用现场填料，减少资源浪费，工程应用效果良好，可进行推广使用。本文的研究成果对于公路路基的设计与施工具有重要的科学意义和参考价值。
作者：	任天锃
专业：	交通运输工程
导师：	张锐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2021