路桥过渡段路基病害特征与处治技术

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1、●路桥过渡段路基沉降特征●车辆动荷载作用性状●路基填土动力特性●路桥过渡段路基模型试验研究●路桥过渡段处治技术适应性及作用机理路桥过渡段路基沉降特征路基沉降主要由两部分组成，即地基沉降和路堤填土的沉降。对软土地基来说地基沉降占主要部分，而对高填路堤则路堤本身的沉降占相当大的比例，不可忽略。由于台后填土往往较高，地基沉降与路堤本身的压缩变形都十分明显，可能产生较大的不均匀沉降。从目前的状况来看，针对地基沉降的研究相对较多，而对于路堤本身的压缩变形研究相对较少。因此，研究路桥过渡段路基沉降特征，对把握工后沉降量、正确

2、选择相应的处治方法十分关键；再则从研究处治技术对地基沉降的适应性出发，其沉降特征也是大比尺模型试验地基变形有效模拟的前提。本项目通过有限元分析、室内压缩试验、现场实测，分别针对路桥过渡段地基的沉降特征、路堤的沉降特征和路基工后沉降的计算方法开展了深入研究。路桥过渡段路基沉降特征地基沉降特征分析分析条件：河滩相和湖海相软土地基分析内容：(1）地基固结沉降变化特性(2）地基沉降曲线变化特征◎曲线斜率与割线转角特征◎最大值沉降与斜率及割线角度变化关系沉降曲线斜率与割线转角特征关系曲线图最大值沉降与斜率及割线角度变化特征

3、路堤沉降特征分析◎路堤沉降构成◎路堤变形阶段◎地形条件对路堤沉降的影响◎路堤沉降与填土高度的关系◎路堤沉降与时间的关系◎路堤沉降与分层填筑的关系路桥过渡段路基沉降特征路堤变形过程可分为三个阶段（1）塑性－弹性变形阶段：填筑过程中，土经过摊铺、洒水、分层碾压而被压缩，塑性变形是主体。随着填土高度的增加，下层土受上层土的荷载作用，开始发生压缩变形，这一阶段的变形明显地表现出填土高度与压缩量正相关，故路堤横断面方向中间变形大，两侧变形量小。（2）不均匀变形阶段：在变形过程中，在横断面上，由于填方的不均匀及侧向无约束，应

4、力分布不同于自重应力，出现边坡应力下降，堤内应力集中，易产生剪切变形，这就造成横向不均匀变形，这种变形在施工后期和使用期内比较明显。（3）蠕变变形阶段：蠕变过程复杂，蠕变过程中仍有弹塑性变形存在。路桥过渡段路基沉降特征实测路堤沉降变化分布特征路堤内部沉降变化曲线逐级加荷与一次加荷比较沉降与填土高度关系曲线施工期沉降与填土高度关系曲线路桥过渡段路基沉降特征路基工后沉降计算路堤填筑用土大多是经过开挖、重塑、搬运和再压实的土，属于非饱和土，而非饱和土的固结理论迄今为止尚不成熟。因此，如何计算路基填土体本身未完成的沉降量

5、是一个很难解决的问题。在总结大量的室内压缩试验和现场测试成果的基础上，本项目采用改进的分层总和法计算路堤填土的总沉降，建立了力、变形和时间的路堤沉降计算模型，从而较好地解决了路堤填土的工后沉降计算问题。车辆动荷载作用性状车辆动荷载的影响车辆动载对道路的损伤远大于车辆静载的影响，传统的半经验公式认为，道路结构的损坏大体与轮载的四次方成正比。路面与路基的损坏是由数百辆重型卡车驶过引起的，而非同一时间内数千辆轿车或轻型车经过而造成。由此可以明显看出，加剧桥头跳车的主要因素是重型车辆和交通流量。因此，要想正确地在试验台上

6、模拟真实道路的受力情况，必须对不同车辆，尤其是重型车辆，作用于路面的载荷进行准确测量，然后根据交通流量统计，合理构成载荷谱，再通过模拟加载装置，实现道路荷载模拟的真实再现。通常车辆动载信号都是以正弦波来模拟，但实际上车辆动载是一连串的脉冲信号，也即一连串的瞬态冲击。尤其是当遇到路面突起，如桥头沉降，这种瞬态冲击将变得更大。因此，在模拟试验台上，不应以正弦波信号加以模拟，而应该准确得到车辆对路面的冲击波形，并对车辆信号的出现周期进行较为准确地测量，从而对加载装置提出合理、科学的指导。车辆动荷载的测试常用的道路载荷测

7、量主要有两种：（1）台式称重系统：轮胎底部支撑面全部作用到称重台上，使用应变计或其它静态敏感元件,可在车辆静止状态下称重。如果在高速下测量，车轮颠簸和悬挂系统振荡的动态效应会影响精度，振荡的波长通常会超过称重台的宽度，通过多个系统求平均值可以满足精度要求。但由于台式称重系统使用钢框架安装的高成本限制了它的应用。（2）条状传感器WIM系统：条状载荷传感器可安装到狭窄的路面凹槽中，因而很经济。一般采用排列多个传感器获得动态信号平均值。因为条状传感器的宽度比轮胎印迹窄,力信号必须沿车轮接触长度积分。因此,条状传感器的性

8、能主要取决于积分时段内信号的质量和传感器与路面相互作用的长期稳定性。本项目选择第二种测试系统，采用石英式载荷传感器。车辆动荷载作用性状道路载荷测量系统示意图典型轮载曲线车辆触发红外传感器安装称重传感器试验车辆后轮通过称重传感器试验车辆轿车动态载荷曲线车速10km/h车速50km/h车速40km/h车速20km/h载重车动态载荷曲线车速5km/h车速25km/h车速40km