基于土基耐久性的路基與半剛性基層間的過(guò)渡層研究.pdf

1、路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，但在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，受外界水分、荷載等因素的影響，路基土的耐久性會(huì)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為強(qiáng)度的衰減，從而引起路面結(jié)構(gòu)的破壞。在路基與半剛性基層間設(shè)置過(guò)渡層，可有效緩解路基病害對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響，但目前尚沒(méi)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法針對(duì)過(guò)渡層的厚度、材料等進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)。因此，本文從研究路基土的耐久性特征及其對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響出發(fā)，基于過(guò)渡層的作用機(jī)理，對(duì)路基與半剛性基層間的過(guò)渡層的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。
　　水分是影響路基土耐

2、久性的主要因素，而細(xì)粒土具有較強(qiáng)的持水能力，其性質(zhì)更易受水分的影響。論文首先通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M粉土和粘土內(nèi)部水分的滲透作用和毛細(xì)上升作用，在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析土質(zhì)對(duì)水分遷移規(guī)律的影響，以及不同類(lèi)型土的耐久性變化特征;其次針對(duì)在不同交通量情況下路基含水率較高而誘發(fā)的路面病害進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)出路基土耐久性變化引起的路面病害的主要形式;最后結(jié)合路用環(huán)境定量分析路基耐久性不足引起的路面結(jié)構(gòu)疲勞壽命的衰減幅度，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符。
　　路基

3、土的回彈模量是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，也是反映路基土耐久性的主要指標(biāo)。論文首先分析路基土的應(yīng)力依賴(lài)性和水敏感性，并根據(jù)土水特征曲線(xiàn)，以基質(zhì)吸力為媒介，建立路基土回彈模量的應(yīng)力依賴(lài)性和水敏感性耦合模型，且通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證;其次結(jié)合實(shí)際環(huán)境中外部荷載和路基內(nèi)部水分的變化，分析運(yùn)營(yíng)期間路基土回彈模量的變化趨勢(shì);最后將“動(dòng)態(tài)”的交通量與“靜態(tài)”的軸載進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，提出我國(guó)半剛性基層瀝青路面典型結(jié)構(gòu)在不同交通量等級(jí)下的容許最小路基強(qiáng)度。

4、>　　彈性層狀體系理論是我國(guó)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論。論文首先結(jié)合彈性層狀體系的力學(xué)響應(yīng)特征，研究厚度、模量等結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)各結(jié)構(gòu)層受力的影響，分析影響彈性層狀體系內(nèi)部各結(jié)構(gòu)層受力的直接因素，從理論上提出設(shè)置過(guò)渡層可以有效改善路基強(qiáng)度衰減對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響;其次研究過(guò)渡層的作用機(jī)理，主要包括對(duì)下層結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)作用和對(duì)上層荷載的削弱作用，并分析過(guò)渡層的厚度、模量等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其作用的影響;最后依據(jù)補(bǔ)強(qiáng)作用原理，建立補(bǔ)強(qiáng)后當(dāng)量模量的預(yù)估模型，并提出

5、基于補(bǔ)強(qiáng)遞增系數(shù)的的最佳補(bǔ)強(qiáng)理論和經(jīng)濟(jì)模量，既能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能要求，又能充分利用過(guò)渡層的強(qiáng)度。
　　級(jí)配碎石既有一定的強(qiáng)度又能適應(yīng)一定的變形，是作為過(guò)渡層的理想材料，合理的級(jí)配是保證級(jí)配碎石過(guò)渡層的路用性能的重要前提。論文首先對(duì)目前常用的級(jí)配設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，其本質(zhì)是分形理論的不同應(yīng)用形式，并提出集料的分形特征;然后對(duì)目前各國(guó)規(guī)范中級(jí)配碎石的分形特征進(jìn)行分析，依據(jù)固體體積率、CBR、二次松散系數(shù)等路用性能等進(jìn)行優(yōu)化，提出適用于

6、過(guò)渡層的級(jí)配碎石的級(jí)配范圍，并與我國(guó)規(guī)范中規(guī)定的級(jí)配范圍進(jìn)行性能對(duì)比，檢驗(yàn)級(jí)配碎石分形級(jí)配范圍的合理性。
　　論文結(jié)合高含水率粉土路基路段的公路大修工程，對(duì)級(jí)配碎石過(guò)渡層的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)路面病害類(lèi)型及主要成因進(jìn)行詳細(xì)分析，認(rèn)為路基土耐久性衰減是引起路面損壞的主要原因，符合過(guò)渡層的設(shè)置條件:其次，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)交通量條件利用最佳補(bǔ)強(qiáng)理論對(duì)級(jí)配碎石過(guò)渡層的厚度和模量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并能夠滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的要求;最后，總結(jié)出級(jí)配碎石的施工