高速公路原有路基检测与评价方法研究
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摘要
随着国民经济的快速发展,我国高速公路建成里程也在飞速增长。然而早期修建的高速公路(如沈大高速、沪杭甬高速等)或者因为长期使用导致服务性能下降而面临大修,或者因为沿线交通量快速增长而急需拓宽扩建。无论是大修还是改扩建,首先要解决的问题就是如何合理、经济的利用原有路基。在这种背景下,高速公路原有路基的检测与评价方法研究就成为一项必不可少的工作。这项工作的开展将为高速公路大修或改扩建工程的初步设计和施工图设计提供可靠的技术支撑。
本文依托“沪宁高速公路扩建工程原有路基评价与对策研究”课题,从沪宁高速公路全线原有路况调查入手,全程跟踪了沪宁高速公路的原有路基检测、评价、设计和施工过程。所有原始数据均来自于实际工程和课题的研究成果。
从课题的要求和工程实际出发,本文着重阐述了以下内容:第一,明确了原有路基检测与评价的整体思路,并从总体上说明了路基检测与评价的基本流程; 第二,本文全面阐述了多种路基检测手段(包括探地雷达、瑞利波、DCP、钻探)的检测原理、操作方法,并分析了各种方法的优缺点; 第三,详细的探讨了检测数据的处理方法以及如何根据检测数据推导出各种路基性能指标,并进一步研究了各种路基指标的变化规律以及它们之间的关系; 第四,根据工程要求结合规范和已有经验,提出了四种根据实测数据评价原有路基性能的方法(包括线形加权法、灰色聚类法、GM(1,1)法、BP 神经网络法),详细说明了这四种评价方法的计算原理、基本流程; 第五,依据评价流程结合功能强大的数值计算工具——MATLAB6.5 编制了上述几种评价方法的基本算法程序,并给出详细过程和结果; 第六,将计算结果与实际钻探数据对比,验证了四种评价方法的计算精度。最后,文章还给出了本文的主要结论和创新点。
During the rapid increase of the total built expressway mileage, early built expressways (such as ShenDa Expressway, HuHangYong Expressway etc.) have been confronted with the extension or heavy repair, because of the debasement of road service level or the increasing traffic. How to detect, evaluate and make use of inherent subgrade has become a very significant problem. This research can provide for the preliminary design and construction documents design.
This thesis relies on the subject study of HuNing Subgrade which includes the detection, evaluation and design of the subgrade. All data in this thesis are derived from the project.
Firstly, this thesis expatiates on the main idea and then totally explains the process flow of subgrade detection and evaluation. Secondly, this thesis explains the theories and process flows of four kinds of detection methods (such as Earth Probing Radar, Rayleigh Wave, DCP, Probe Drilling). Thirdly, this thesis explains how to process the detection data and deduce the subgrade evaluating indicators. Fourthly, this thesis researches four kinds of evaluating methods (such as Linear-Weighted Evaluating Method, Grey Clustering Evaluating Method, GM(1,1) Predicted Method and BP NN Evaluating Method) and programs with MATLAB6.5, and then this thesis compares the evaluating results with the probe drilling data to prove the effect. At last it makes a briefly summary and points out the original points.
本文依托“沪宁高速公路扩建工程原有路基评价与对策研究”课题,从沪宁高速公路全线原有路况调查入手,全程跟踪了沪宁高速公路的原有路基检测、评价、设计和施工过程。所有原始数据均来自于实际工程和课题的研究成果。
从课题的要求和工程实际出发,本文着重阐述了以下内容:第一,明确了原有路基检测与评价的整体思路,并从总体上说明了路基检测与评价的基本流程; 第二,本文全面阐述了多种路基检测手段(包括探地雷达、瑞利波、DCP、钻探)的检测原理、操作方法,并分析了各种方法的优缺点; 第三,详细的探讨了检测数据的处理方法以及如何根据检测数据推导出各种路基性能指标,并进一步研究了各种路基指标的变化规律以及它们之间的关系; 第四,根据工程要求结合规范和已有经验,提出了四种根据实测数据评价原有路基性能的方法(包括线形加权法、灰色聚类法、GM(1,1)法、BP 神经网络法),详细说明了这四种评价方法的计算原理、基本流程; 第五,依据评价流程结合功能强大的数值计算工具——MATLAB6.5 编制了上述几种评价方法的基本算法程序,并给出详细过程和结果; 第六,将计算结果与实际钻探数据对比,验证了四种评价方法的计算精度。最后,文章还给出了本文的主要结论和创新点。
During the rapid increase of the total built expressway mileage, early built expressways (such as ShenDa Expressway, HuHangYong Expressway etc.) have been confronted with the extension or heavy repair, because of the debasement of road service level or the increasing traffic. How to detect, evaluate and make use of inherent subgrade has become a very significant problem. This research can provide for the preliminary design and construction documents design.
This thesis relies on the subject study of HuNing Subgrade which includes the detection, evaluation and design of the subgrade. All data in this thesis are derived from the project.
Firstly, this thesis expatiates on the main idea and then totally explains the process flow of subgrade detection and evaluation. Secondly, this thesis explains the theories and process flows of four kinds of detection methods (such as Earth Probing Radar, Rayleigh Wave, DCP, Probe Drilling). Thirdly, this thesis explains how to process the detection data and deduce the subgrade evaluating indicators. Fourthly, this thesis researches four kinds of evaluating methods (such as Linear-Weighted Evaluating Method, Grey Clustering Evaluating Method, GM(1,1) Predicted Method and BP NN Evaluating Method) and programs with MATLAB6.5, and then this thesis compares the evaluating results with the probe drilling data to prove the effect. At last it makes a briefly summary and points out the original points.
引文
[1] 交通部. 公路工程技术标准(JTG B01-2003) [C], 人民交通出版社, 2004.
[2] 交通部. 公路养护技术规范(JTJ 011-94) [C], 人民交通出版社, 1995.
[3] 交通部. 公路沥青路面养护技术规范(JTJ073.2-2001)[C], 人民交通出版社, 2001.
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