高速公路路基沉降计算及不均匀沉降对路面结构影响研究

摘要

高速公路工程必定会遇到路基沉降问题，路基的不均匀沉降极易造成路面病害。在高速公路路面工程设计时主要考虑交通荷载影响，我国现行规范还未考虑路基不均匀沉降影响。开展路基不均匀沉降对路面结构影响的研究，对于指导路面结构设计、减少路面结构破坏、提高路面的使用寿命具有重要的意义。
　　 本文在湖南省交通科技项目(编号:200413)“高速公路路基沉降及其对路面结构的影响研究”的资助下，对路基不均匀沉降的影响进行了较深入的研究，主要研究内容包括以下三个方面:
　　 (1)对耒宜高速公路进行现场调研。重点对工程中的病害路段进行调查，详细阐述了病害特征和成因分析。
　　 (2)分析路基沉降机理和总结路基沉降预测方法，根据现场实测沉降数据采用不同方法进行沉降预测，指出较适合的沉降预测方法。
　　 (3)建立沥青混凝土路面结构对路基横向不均匀沉降力学响应的有限元模型，针对两侧沉降、一侧沉降和中心沉降三种不均匀沉降形式进行分析，主要研究不同不均匀沉降量及路面结构参数的影响。通过正交试验设计确定路面结构参数的影响大小，以更好地指导设计与施工。
　　 (4)建立水泥混凝土路面结构对路基不均匀沉降力学响应的有限元模型，针对两侧沉降、一侧沉降和中心沉降三种不均匀沉降形式，分析混凝土面板裂缝分布规律和混凝土面板表面横向应力分布规律。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 概述

1．2．2 路基沉降计算

1．2．3 路基不均匀沉降

1．3 本文研究内容

第二章 高速公路路基沉降计算

2．1 引言

2．2 路基沉降变形机理

2．2．1 土的固结

2．2．2 路基沉降组成

2．3 路基沉降计算方法

2．3．1 路基沉降的理论计算方法

2．3．2 基于实测沉降数据的曲线拟合法

2．4 耒宜高速公路路面损坏调查与破坏原因分析

2．4．1 基本地理特征

2．4．2 主要病害路段概况

2．4．3 路面破损原因分析

2．5 几种曲线拟合法的沉降分析结果对比

2．6 本章小结

第三章 路面结构有限元模型的建立

3．1 有限元法基本理论

3．1．1 基本原理

3．1．2 计算步骤

3．2 建立模型

3．2．1 模型几何尺寸

3．2．2 本构关系

3．2．3 材料参数

3．2．4 单元类型选择

3．2．5 边界条件与加载方式

3．3 本章小结

第四章 不均匀沉降对沥青混凝土路面结构影响分析

4．1 引言

4．2 路基两侧或一侧沉降对路面结构影响分析

4．2．1 两侧或一侧沉降引起的路面结构响应

4．2．2 不均匀沉降量对路面结构应力的影响

4．2．3 路面结构层参数对路面结构应力的影响

4．2．4 路面各结构层参数的敏感性分析

4．3 路基中心沉降对路面结构影响分析

4．3．1 中心沉降引起的路面结构响应

4．3．2 不均匀沉降量对路面结构应力的影响

4．3．3 路面结构层参数对路面结构应力的影响

4．3．4 路面各结构层参数敏感性分析

4．4 本章小结

第五章 不均匀沉降对水泥混凝土路面结构影响分析

5．1 引言

5．2 路基两侧或一侧沉降对路面结构的影响分析

5．2．1 不均匀沉降量对混凝土面板表面应力的影响

5．2．2 凝土面板裂缝分布规律

5．2．3 凝土面板表面横向应力分布规律

5．3 路基中心沉降对路面结构的影响分析

5．3．1 不均匀沉降量对混凝土面板表面应力的影响

5．3．2 混凝土面板裂缝分布规律

5．3．3 混凝土面板底面横向应力分布规律

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研情况