高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素及拓宽路基施工技术研究

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,区域间交流日渐频繁,高速公路交通量迅速增长。但与此不相协调的是:有相当一部分已建高速公路不能满足日益增长的交通量的需求,严重桎枯了区域间经济的发展。对此,越来越多的高速公路面临改建和扩建。本文针对高速公路改扩建工程中新老路基差异变形问题,结合西安至宝鸡高速公路改扩建工程,采用现场试验、室内试验等方法,对新老路基下地基工程性状的变化规律进行了研究;采用有限元数值模拟方法对高速公路改扩建工程新老路基差异变形的诸类因素进行了分析,得出了各类因素对新老路基差异变形的影响规律。在此基础上对高速公路改扩建工程拓宽路基的施工技术进行了探讨。主要研究内容包括以下几个方面:(1)选取代表性断面,通过地质勘察、室内土工试验,研究了新老路基下地基工程性状的变化规律。(2)通过考虑不同的拓宽宽度、拓宽高度、削坡坡比、台阶开挖、填料性质等因素,同时考虑施工中的扰动、地下水渗流以及交通荷载的影响,采用有限元数值模拟的方法,研究了在施工和运营过程中不同因素对新老路基变形的影响规律。(3)在资料调研基础上,对拓宽路基的地基处理方法、填料的选择、压实方法以及机具的选择等问题进行了探讨,研究了高速公路改扩建拓宽路基的施工技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外改扩建研究现状
• 1.2.2 国内改扩建研究现状
• 1.2.3 拓宽路基有限元分析方法概况
• 1.3 高速公路改扩建工程的主要病害及病害机理
• 1.3.1 高速公路改扩建工程的主要病害
• 1.3.2 高速公路改扩建工程病害机理
• 1.4 主要研究内容和技术路线
• 第二章 西宝高速公路改扩建路基下地基性状变化规律研究
• 2.1 工程概况
• 2.2 工程地质条件概况
• 2.2.1 气象水文
• 2.2.2 地形地貌
• 2.2.3 地层
• 2.2.4 构造
• 2.2.5 水文地质
• 2.2.6 地震
• 2.3 原路基下地基土工程性质的变化
• 2.3.1 不同断面地基土工程性质的变化
• 2.3.2 不同段落地基土工程性质的变化
• 2.4 拓宽路基下地基土工程性质的变化
• 2.5 综合评价
• 第三章 高速公路改扩建不同因素对新老路基变形影响的有限元分析
• 3.1 概述
• 3.2 有限元数值分析
• 3.2.1 基本原理
• 3.2.2 路基拓宽算例分析
• 3.3 加宽方式对新老路基变形的影响
• 3.3.1 不同加宽方式的影响
• 3.3.2 不同加宽宽度的影响
• 3.3.3 不同加宽路基填筑高度的影响
• 3.4 不同新老路施工间隔的影响
• 3.5 不同的削坡方式对老路基的影响
• 3.6 不同的台阶开挖宽度对老路基的影响
• 3.7 施工扰动对新老路基的影响
• 3.7.1 地下水影响
• 3.7.2 施工扰动的影响
• 3.8 天然地基、新老路基及处理区参数对新老路基变形的影响
• 3.8.1 新老路基刚度差异的影响
• 3.8.2 天然地基弹性模量对路堤沉降的影响
• 3.8.3 原有路堤下处理区土体弹性模量对路堤沉降的影响
• 3.8.4 拓宽路堤下处理区土体弹性模量对路堤沉降的影响
• 3.9 路基填料的影响
• 3.9.1 快剪指标对路基变形的影响
• 3.9.2 填料重度对路基变形的影响
• 3.10 交通荷载对新老路基的作用
• 3.10.1 拓宽工程施工过程中交通荷载的影响
• 3.10.2 拓宽工程运营过程中交通荷载的影响
• 3.11 综合评价
• 第四章 高速公路改扩建拓宽路基施工技术研究
• 4.1 概述
• 4.2 施工准备及填料的选用
• 4.2.1 土质路基
• 4.2.2 填石路基
• 4.2.3 土石混填路基
• 4.3 地基处理要求
• 4.3.1 一般土质地基处理
• 4.3.2 软土地基处理
• 4.3.3 地基的排水处理
• 4.4 拓宽路基的压实与搭接
• 4.4.1 压实的意义及影响因素
• 4.4.2 碾压机具和方法控制
• 4.4.3 压实标准
• 4.4.4 路基搭接施工技术
• 4.5 完善排水系统
• 4.6 综合评价
• 第五章 结论和建议
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 几点建议
• 参考文献
• 致谢