復雜環(huán)境因素關聯(lián)下路基平衡濕度狀態(tài)精細表征.pdf

1、回彈模量和永久變形是瀝青路面“力學—經驗”設計法中表征路基力學性狀的重要參數(shù)，其值隨著路基濕度和溫度環(huán)境因素的變化而改變，因此，路面結構設計應充分考慮路基濕度實際所處狀態(tài)及變化特征。
　　本文采取文獻調研、數(shù)值模擬、現(xiàn)場調查、理論分析等多種技術手段，以“土-水特性曲線——基質吸力——路基濕度——路基性能”為研究主線，詳細探討降雨環(huán)境和地下水位升降情況下路基濕度變化規(guī)律，建立了不同環(huán)境因素主導下的路基濕度預估模型，分析了路基濕度對路

2、基性能的影響，主要研究工作如下:
　?、偻ㄟ^廣泛國內外文獻調研，結合路基濕度現(xiàn)場調研的結果，明確路基濕度在運營3-5年達到平衡，應該以平衡濕度作為路基濕度設計狀態(tài)。綜合路基濕度來源及各種影響因素，將其歸并為氣候與地下水位兩大控制因素，氣候因素中大氣降雨占主導地位。
　?、谟肧EEP/W軟件進行數(shù)值模擬，詳細分析降雨強度、降雨歷時、路面類型、路基路面裂隙條件下路基濕度的變化規(guī)律。結果表明:1）路面不透水條件下，土路肩、邊坡、中

3、央分隔帶是雨水入滲的主要途徑，在路基內部形成弧形擾動區(qū);2）降雨歷時一定條件下，擾動范圍與降雨強度呈正比例函數(shù)關系，擾動范圍路基土的體積含水量與降雨強度呈對數(shù)函數(shù)關系;3）降雨強度一定條件下，擾動范圍路基土體積含水量與降雨歷時符合對數(shù)函數(shù)關系;4）路面透水情況下，受降雨影響最大的是路床和上路堤區(qū)域，下路堤區(qū)域所受影響較小，路面中心下路基濕度擾動深度隨時間的增長呈線性擴散的規(guī)律;5）路基路面存在裂隙情況下，對于降雨強度小于材料滲透系數(shù)的無

4、積水的降雨，整個非飽和路基濕度場沒有明顯變化;有積水的強降雨，非飽和路基滲流場將會發(fā)生顯著改變;6）路基裂隙周圍路基濕度擾動范圍隨著時間的增長呈線性擴散。
　?、塾肧EEP/W軟件進行數(shù)值模擬，詳細分析地下水位升降條件下路基濕度的變化規(guī)律。結果表明:1）在地下水位不變的情況下，隨著時間的延長，地下水對路基濕度的擾動范圍逐漸增大，最終趨于平衡，達到毛細上升最大高度;2）地下水對路基濕度場的影響范圍有限，壓實度為96％的粉質粘土的毛細

5、水最大上升高度為6.75m，擾動距離隨時間的變化符合關系式D=at2+bt的規(guī)律;3）地下水位回落過程，路基土體積含水量與時間的符合關系式mv=aebt+c的規(guī)律。
　?、芨鶕?jù)路基濕度主要影響因素的不同，將路基劃分為3種型類。分別提出了適合Ⅰ型類路基濕度預估的TMI-wPI模型和完善了預估Ⅲ型類路基濕度的地下水位模型，給出了路基濕度預估的流程。
　?、輰?種土樣進行室內重復加載三軸試驗，測試內容包括路基土常規(guī)動回彈模量、永久