路基填筑碾压工艺及质量控制的研究

摘要

本文结合兰州市北滨河路银农段路基填筑碾压的施工实践,对路基填筑碾压施工工艺进行研究。
　　(1)利用埃尔米特插值问题建立了干密度、含水量试验数据的插值函数,以更精确求解最大干密度和最佳含水量,为填土压实质量控制提供更为精确的控制指标,也为最大干密度和最佳含水量的求解开辟新的研究途径。
　　(2)通过现场碾压试验,将试验数据拟合出碾压遍数N与压实度K、含水量ω、松铺厚度h的相关关系式N=0.3971ω0.4119h0.7814K10.3954,这样就可以对整个路基填筑碾压进行公式计算控制,以减少填筑施工控制的盲目性,加快施工进度。
　　(3)利用灰色关联分析的基本方法对通过计算得到的多种填筑碾压方案进行分析研究,并加以优选,从中找出不同压实区的最佳填筑碾压方案。
　　(4)通过弹性力学理论对振动碾压和过度碾压做了力学分析,得到以下结论:①振动碾压时,与压轮接触的表层应力一般会大于0.19MPa,且应力值随铺层厚度而增大。因而表面材料总是处于被压散的状态,故振压完成后需静压以压实稳定表层材料;②当压实后厚度超过20cm,在过度振动碾压中,中层及下层会被拉裂出现裂缝,这种裂缝反射到上层形成反射裂缝。因而,在路基填筑中,应控制好松铺系数以保证碾压完成后的每一层厚度在20cm以内;③静压时,当铺层压实厚度超过25cm,才有可能将下层或中层和下层同时拉裂产生裂缝,从而产生反射裂缝。
　　(5)通过现场K30测试,建立了不同压实区填筑碾压质量评定的K30指标:93区K30≥150MPa/m、95区K30≥220MPa/m。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 概述

1.1 问题的提出

1.1.1 工程概况

1.1.2 施工中存在的问题

1.1.3 研究的目的及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 研究内容及技术路线

第二章 利用埃尔米特(Hermite)插值函数求解最大干密度和最佳含水量的研究

2.1 概述

2.2 数值计算方法

2.2.1 埃尔米特插值函数

2.2.2 干密度、含水量的埃尔米特插值函数

2.2.3 误差估计

2.3 算例及其分析

2.3.1 建立干密度、含水量的埃尔米特插值函数

2.3.2 求解最大干密度和最佳含水量

2.3.3 误差分析

2.4 埃尔米特插值函数法与图解法、拟合曲线法求解结果比较

2.4.1 本项目取土场试样的求解结果比较

2.4.2 参考文献试验数据求解结果比较

2.5 结语

第三章 路堤填筑碾压工艺公式化控制的研究

3.1 路堤填筑土源的确定及填料特性

3.2 问题的提出

3.3 现场碾压试验

3.3.1 现场试验方案

3.3.2 试验施工方法

3.3.3 试验路段

3.3.4 试验结果

3.4 试验结果分析

3.4.1 压实度与填料含水量、松铺厚度、碾压遍数的关系

3.4.2 试验数据回归分析

3.4.3 检验

3.5 结语

第四章 填筑碾压方案的灰关联度分析

4.1 概述

4.2 灰色关联分析的基本方法

4.2.1 比较数列和参考数列的确定

4.2.2 关联系数的计算

4.2.3 关联度的计算

4.2.4 排关联序

4.3 路堤填筑碾压方案的灰色关联分析

4.3.1 路堤填筑碾压方案

4.3.2 构造比较数列和参考数列

4.3.3 比较数列和参考数列的初值化处理

4.3.4 接近度和最小、最大极差的计算

4.3.5 关联系数和关联度的计算

4.3.6 碾压方案排序

4.4 结语

第五章 路基填方过度碾压开裂的力学分析

5.1 力学分析模型

5.1.1 力学分析假定

5.1.2 振动压路机的荷载简化

5.1.3 应力函数及应力、位移表达式

5.1.4 边界条件

5.2 各铺层的应力解

5.2.1 求解各铺层应力的方程式

5.2.2 各铺层应力的解析式

5.3 计算分析

5.3.1 各铺层应力计算结果

5.3.2 求解结果分析

5.4 研究结论

第六章 力学指标评定路堤填筑压实质量的研究

6.1 概述

6.2 K_(30)值的测试方法和现场检测

6.2.1 测试设备

6.2.2 测试准备

6.2.3 现场K_(30)测试方法

6.2.4 K_(30)测试数据整理计算

6.2.5 K_(30)测试结果分析

6.3 K_(30)值评定路基压实质量应注意的几个问题

第七章 结论及展望

7.1 研究结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的研究成果