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软土地基高速公路路面结构组合研究
| 论文题名： | 软土地基高速公路路面结构组合研究 |
| 关键词： | 软土地基;不均匀沉降;碎石夹层结构;灰色关联;高速公路;路面结构 |
| 摘要： | 我国沿海地区及部分内陆城市广泛分布着深厚软土，随着高速公路建设的进一步推进，很多高速公路不得不修建在软土地基上。路面结构大部分采用了常规的半刚性基层结构组合和设计方法，但由于软土地基的沉降不均匀性和半刚性基层结构的特殊性，现有的半刚性基层沥青路面不能很好适应软土地基的不均匀沉降，产生了一定程度的早期破坏。因此，有必要研究软土地基上路面结构组合。 论文首先结合淮盐高速公路软土地基深厚的特点，在进行初步工后沉降分析的基础上，设计确定了几种不同结构组合的路面结构，并选择典型路段修筑了试验段，为后期结构适应性分析和对比研究奠定了基础。 然后论文基于Biot的流固耦合理论，应用ABAQUS有限元软件对不同路面结构在均匀成层地基和软弱不均地基上的沉降特性进行了分析，结果表明，为了减小路基的不均匀沉降量，增加下基层模量比增加其厚度更有效；分析了各种不均匀沉降量下不同路面结构的附加应力，验证了对相同差异沉降设级配碎石夹层的路面结构较半刚性基层结构更能适应软基的不均匀沉降；采用断裂力学理论分析了级配碎石层防止差异沉降缝的效果；采用灰色关联决策分析方法，分析了不同路面结构对不同深厚软土地基的适应性，结果表明在不同深厚的软土地基上可优先采用夹层结构。 通过对典型软土地基路段试验路沉降、应变的观测与分析，验证了路面结构组合设计的合理性；对比分析了真空．堆载联合预压、粉喷桩和土工格栅等不同软基处理方式的加固效果，为沉降指标与标准研究提供了依据；通过对试验路现场的裂缝观测，验证了级配碎石夹层防止裂缝的效果。 为了从技术和经济两方面比较优选路面结构组合，论文结合地基处理费用，依据现有的相关模型，进行了不同路面结构在整个设计期内的不同路面结构组合的全寿命周期费用分析。分析表明，夹层结构虽然初期投资大，但在路面运营期间可提供良好的使用性能，其最终寿命周期费用低于常规的半刚性基层结构。在以上分析的基础上，推荐了适应于软土地基的路面结构组合。 最后论文根据路面横坡、纵坡和平整度探讨了路面的功能性要求；分析了路基不均匀沉降引起的路面结构层中的附加应力，得出了不同路面结构所容许的不均匀沉降量，提出了软土地基上不同路面结构的工后不均匀沉降控制标准。 |
| 作者： | 杨庆刚 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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