广元至陕川界高速公路新旧路堤搭接段变形性状研究
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摘要
近年来,随着高速公路交通量逐年递增,高速公路均呈现出交通量饱和的态势,使得高速公路本身所应具有服务优势大打折扣。为了不大量增加建设用地,国家在新建公路的同时,也大力开展了对原有公路的改扩建,并取得了一定的成就,但对于新旧路堤搭接段变形性状并未进行全面、系统、深入的探索。因此有必要结合实际工程对高速公路改扩建工程中存在的新老路堤变形特性、新老路堤结合部处治及新老路面衔接等关键技术问题进行研究,寻求合理、科学的解决方法,为今后旧路加宽改造工程的设计、施工提供科学依据,确保高等级公路加宽改造工程的质量。
本文主要依托广元至陕川界高速公路新旧路堤搭接工程,结合现场施工中使用的不同的施工工艺、不同的填方高度、不同的加筋材料对路堤变形性状的影响进行分析,得出新旧路堤的变形规律。在诸多影响因素中重点分析了湿度场对新旧路堤差异沉降的影响机理,得出路堤内部湿度的变化对路堤变形有较大影响的结论以期对实际施工给予指导。
结合通用有限元软件ADINA程序模拟不同因素对差异沉降的影响机理,并与现场实际观测数据进行对比分析,得出强夯法比碾压法处理低路堤沉降有较好的效果；加铺土工格室比土工格栅能更加有效的减小高路堤的差异沉降；路堤内部特别是路肩处变形受湿度变化的影响较大等结论。进而为施工现场实施有效的工程措施提供了宝贵的数据依靠。
In recent years, as highway traffic has been increasing, it had showed the situation of saturation, and maked its service advantages have discounted. In order not to large increase the new construction land, the national are developing the original highway expansion to be accompanied by building some new highways, but also had got some achievements. But we have no comprehensively and system, further exploration for deformation behavior of the new and old embankment lap section. Therefore, it's necessary to study the new and old embankment deformation characteristics, processing measures of combining site, the key technical of the new and old pavement cohesion combine the actual engineering on highway reconstruction project. To seek the reasonable and scientific method of solution, provide scientific basis for the design and construction of the reconstruction project. And ensure the quality of the widening project.
This article mainly relies on the expressway mbankment wide lap engineering of guangyuan to shanchuanjie. And combine with the foundation treatment used in construction craft, the different fill height and different geosynthetic materials were evaluated. In many factors, emphatically analyzed the influence of moisturefield in roadbed to subsidence, draw the conclusion to provide direction for practical construction.
Simulated the different factors of influence deformation to conculd the law through the universal finite element software-ADINA. Draw conclusions that dynamic compaction method than rolled-onmethod method have better effect to low embankment settlement.Pave geocell than geogrids can reduce differences of high embankment settlement more effectively; the deformation of embankment internal especially its shoulders suffers the influence of humidity changes in stuffing is bigger.To provided valuable data for effective engineering measures in the construction site.
本文主要依托广元至陕川界高速公路新旧路堤搭接工程,结合现场施工中使用的不同的施工工艺、不同的填方高度、不同的加筋材料对路堤变形性状的影响进行分析,得出新旧路堤的变形规律。在诸多影响因素中重点分析了湿度场对新旧路堤差异沉降的影响机理,得出路堤内部湿度的变化对路堤变形有较大影响的结论以期对实际施工给予指导。
结合通用有限元软件ADINA程序模拟不同因素对差异沉降的影响机理,并与现场实际观测数据进行对比分析,得出强夯法比碾压法处理低路堤沉降有较好的效果；加铺土工格室比土工格栅能更加有效的减小高路堤的差异沉降；路堤内部特别是路肩处变形受湿度变化的影响较大等结论。进而为施工现场实施有效的工程措施提供了宝贵的数据依靠。
In recent years, as highway traffic has been increasing, it had showed the situation of saturation, and maked its service advantages have discounted. In order not to large increase the new construction land, the national are developing the original highway expansion to be accompanied by building some new highways, but also had got some achievements. But we have no comprehensively and system, further exploration for deformation behavior of the new and old embankment lap section. Therefore, it's necessary to study the new and old embankment deformation characteristics, processing measures of combining site, the key technical of the new and old pavement cohesion combine the actual engineering on highway reconstruction project. To seek the reasonable and scientific method of solution, provide scientific basis for the design and construction of the reconstruction project. And ensure the quality of the widening project.
This article mainly relies on the expressway mbankment wide lap engineering of guangyuan to shanchuanjie. And combine with the foundation treatment used in construction craft, the different fill height and different geosynthetic materials were evaluated. In many factors, emphatically analyzed the influence of moisturefield in roadbed to subsidence, draw the conclusion to provide direction for practical construction.
Simulated the different factors of influence deformation to conculd the law through the universal finite element software-ADINA. Draw conclusions that dynamic compaction method than rolled-onmethod method have better effect to low embankment settlement.Pave geocell than geogrids can reduce differences of high embankment settlement more effectively; the deformation of embankment internal especially its shoulders suffers the influence of humidity changes in stuffing is bigger.To provided valuable data for effective engineering measures in the construction site.
引文
[1]李俊峰.广陕高速公路拓宽路堤沉降控制技术研究[硕士学位论文][D].西安：长安大学,2010.6
[2]李锁平,龚成亮.土工格栅砂砾垫层在软弱地基路堤加宽段的应用设计[J]公路,2001.11：20-23
[3]翁效林.高速公路拓宽路堤差异沉降控制技术研究[博士学位论文][D].西安：长安大学,2009.6
[4]陈星光.高速公路扩建路堤沉降特性及其影响因素[D].西安：长安大学,2009.6
[5]李耐振.既有线改造新旧路堤结合部位的沉降规律研究[D].北京：北京交通大学,2009.6
[6]钱劲松.新老路堤不协调变形及控制技术研究[D].上海：同济大学,2004.P33～34
[7]满高峰,刘建坤.多年冻土地区路堤纵向裂缝形成机理的数值分析[J].铁道建筑..2007.5 51-54
[8]毛雪松,王秉纲.路堤冻结过程中温度场对变形场的影响[J].长安大学学报.2005,25(5)：11-14
[9]安喜民,卢晓杰.浅谈旧路加宽路段路堤处理问题[J].黑河科技.2000,NO.1
[10]王铁行,胡长顺.多年冻土地区路堤温度场和水分迁移场耦合问题研究[J].土木工程学报.2003,36(12)：93-97
[11]王润富,陈国荣.温度场和温度应力[J].北京：科技出版社,2005,1
[12]李哲.粉喷桩复合地基承载特性与承载力评价方法研究[博士学位论文][D].西安：长安大学,2006
[13]张爱军.复合地基优化的理论与措施研究[博士学位论文][D].西安：长安大学,2006.6
[14]南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册[M].北京：人民交通出版社,2003
[15]公路土工试验规程JTGE4O-2007[S].人民交通出版社,2007
[16]地基处理手册(第二版)[M].中国建筑工业出版社
[17]屈骏.曲线预应力混凝土箱梁模型试验及承载力研究[硕士学位论文][D].西安：长安大学,2008
[18]郭永建.公路岩质高边坡稳定分析中的敏感性研究[硕士学位论文][D].西安： 长安大学,2009
[19]黎志光.高速公路加宽扩建工程新老路衔接的处理措施[J].广东公路交通.2001,2：9-10
[20]江苏省交通科学研究院.沪宁高速公路扩建工程路堤拼接设计及施工技术研究总报告[R].2004
[21]杨昊.沈大高速公路改建工程软土地基处理的设计思路和施工控制要点[J].东北公路,2002,25(2)：11-14
[22]王鹏飞.加宽路堤软土地基的变形计算与分析[硕士学位论文][D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2003
[23]吉文志.塑料排水板法及其在沈大路改扩建工程软基处理中的应用[硕士学位论文][D].大连：大连理工大学,2003
[24]顾建武,侯辉. 沪宁高速公路扩建工程典型软基特性及处治对策研究[J].土工基础,2005..6 Vol.19 No.3：12-15
[25]曲向进.沈大高速公路改扩建工程技术方案研究[硕士学位论文][D].大连：大连理工大学,2003
[26]曾庆国.南宁膨胀土固结与蠕变特性试验研究[硕士学位论文][D].湖南：湖南工业大学,2008
[27]徐泽中,苏超等.锡澄与沪宁高速公路拼接段地基处理设计[J].水利水电科技进展,1998,18(2)：49-51
[28]丁邦颖.带褥垫层的多元复合地基荷载传递规律研究[硕士学位论文][D].湖南：湖南工业大学,2007
[29]葛孝月,冯能文.ADINA多物理场分析软件在水利工程中的应用[J].现代水利水电工程抗震防灾研究与进展,2009.05
[30]傅珍,王选仓,陈星光,李宏志,史建平,王磊.拓宽路堤差异沉降特性和影响因素[J].交通运输工程学报,2007,1
[31]刘桂强.软弱地基上旧路加宽路堤综合处治的设计[J].中外公路,2004,4：1-4
[32]陈晓辉.金川二矿区1150中段沿脉巷道支护体系的破坏过程及力学机制[硕士学位论文][D].甘肃：兰州大学,2007
[33]王斌.高速公路拼接段沉降变形特性及地基处理对策研究[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2004年3月
[34]刘奉侨,曲向进,聂鹏,马松林.沈大高速公路改扩建工程路堤加宽技术[J].辽 宁交通科技,2005,1：1-7
[35]叶文武.深基坑坑角效应数值模拟[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2007
[36]聂鹏,曲向进,刘奉侨,丛林,郭忠印.沈大高速公路改扩建工程路堤加宽容许工后不均匀沉降指标研究[J].公路交通科技,2005,2(11)：18-20
[37]李庆丽.基于ADINA二次开发的多场Mindlin板弯曲单元研究[硕士学位论文][D].黑龙江：大庆石油学院,2007
[38]羡丽娜.基于应力波反射法的桩基完整性检测及应用的研究[硕士学位论文][D].辽宁：辽宁工程技术大学,2006
[39]李轼.预应力锚固机理数值模拟及工程应用研究[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2007
[40]李炎隆.混凝土面板极端破坏情况下堆石坝渗流与应力变形特性研究[硕士学位论文][D].西安：西安理工大学,2008
[41]谷玉朝.黄土地区土钉支护设计研究[硕士学位论文][D].甘肃：兰州理工大学,2008
[42]徐祖阳.PHC管桩沉桩引起的超孔隙水压力研究[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2006
[43]范志强.膨胀土蠕变特性研究[硕士学位论文][D].湖南：湖南工业大学,2009
[44]高翔,刘松玉,石名磊.软上地基上高速公路路堤扩建加宽中的关键问[J].公路交通科技,2004,21(2)：29-33
[45]杨茂,张介非等.土工合成材料在喇嘛湾—大饭铺公路改建中的应用研究[J].内蒙古公路与运输,2001,2：5-7
[46]江苏省沪宁高速公路扩建工程指挥部,江苏省交通基础技术工程研究中心.沪宁高速公路扩建工程软土地基沉降控制标准与处理技术研究[R].2005
[47]张军辉,黄晓明.软土地基上高速公路加宽工程的数值分析[J].2006,23(6)：32-35
[48]刘峻龙.基桩自锚测试技术的模型试验研究和成果分析[硕士学位论文][D].湖南：湖南大学,2008
[49]王忠全.水轮机水力激振特性的三维数值模拟四川：西华大学,2009
[50]解修琼.面板堆石坝静动力有限元仿真模型及其应用[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2007
[2]李锁平,龚成亮.土工格栅砂砾垫层在软弱地基路堤加宽段的应用设计[J]公路,2001.11：20-23
[3]翁效林.高速公路拓宽路堤差异沉降控制技术研究[博士学位论文][D].西安：长安大学,2009.6
[4]陈星光.高速公路扩建路堤沉降特性及其影响因素[D].西安：长安大学,2009.6
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[13]张爱军.复合地基优化的理论与措施研究[博士学位论文][D].西安：长安大学,2006.6
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[42]徐祖阳.PHC管桩沉桩引起的超孔隙水压力研究[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2006
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[44]高翔,刘松玉,石名磊.软上地基上高速公路路堤扩建加宽中的关键问[J].公路交通科技,2004,21(2)：29-33
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[48]刘峻龙.基桩自锚测试技术的模型试验研究和成果分析[硕士学位论文][D].湖南：湖南大学,2008
[49]王忠全.水轮机水力激振特性的三维数值模拟四川：西华大学,2009
[50]解修琼.面板堆石坝静动力有限元仿真模型及其应用[硕士学位论文][D].南京：河海大学,2007