市政道路旧路拓宽差异沉降问题研究.pdf
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1、 年 第 期(总第 期)黑龙江交通科技 .(.)市政道路旧路拓宽差异沉降问题研究张小莉(井陉县公路管理站河北 石家庄)摘 要:城市公路扩建工程的实施较为困难新老路基产生的差异沉降问题是城市公路工程建设的重点 因此提出了市政道路旧路拓宽差异沉降问题研究 根据工程概况结合项目的实际情况详细分析了城市道路的加宽差异沉降特征和影响因素并对新老路基的差异沉降问题进行探讨 在此基础上以泊松比、模量不同时的地表沉降差异为结果依据结合工程实例对市政路面在不同工况下的受力特性和失效模式进行了研究与分析提出具体防范策略对于控制市政道路旧路拓宽差异沉降具有一定的参考价值关键词:市政道路旧路拓宽差异沉降公路建设中图分
2、类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:张小莉()女河北石家庄人本科工程师研究方向:交通运输工程道路与桥梁设计施工 引 言差异沉降是反映建筑物地基变形特性的一个重要指标通常是指两个相邻基础的沉降量之差 差值沉降法可以用不同的沉降值来计算建筑物的倾角 若差异沉降太大则会对所对应的上部结构造成附加应力当达到某一极限时会产生裂缝倾斜甚至破坏 近几年为满足日益增加的运输需要我国对许多市政公路进行了扩建尽管在现有的道路拓宽工程中已有不少的成果和成功的经验但由于缺乏足够坚实的控制依据难以做到全面规范管理 因此本文就市政道路旧路拓宽的差异沉降问题进行了进一步研究 根据工程概况详细分析了市政道路
3、旧路拓宽的差异沉降特性及影响因素根据建立的道路模型对沥青路面的应力场分布进行计算并对其在使用期间不同阶段所经受的附加应力进行分析对泊松比、模量不同时的地表沉降差异做出分析提出具体防范策略 通过分析旧公路路基的基础差异沉降成因计算新旧公路路基差异沉降的适用范围对新道路路基的加固设计具有一定的参考意义 工程概况本项目名称为井元公路梅庄村至元氏界段大修工程估算投资为 万元 项目建设地址在井陉 县 秀 林 镇、南 王 庄 乡 大 修 路 线 长 度.并对三座小桥进行拆除重建 大修路线全长.现有路基宽度不变在原有的水泥混凝土路面上开挖老路面后再加 的细粒改性沥青混凝土 的中粒型沥青混凝土和 的水泥稳定碎
4、石 在原有的沥青混凝土路面上对部分破损较严重的部分进行开挖然后在原有的道路上铺设 细粒状改性沥青混凝土 中粒状沥青混凝土 水泥稳定碎石 级配碎石 在经过村庄的老路开挖后铺设 的细粒改性沥青混凝土 的中粒型沥青混凝土 的水泥稳定碎石 的水泥稳定碎石 级配碎石 对梅庄桥大桥进行了 的铣削对 的细粒改性沥青混凝土进行了铺砌沿线有 小桥 座 小桥 座均为危桥本次将旧桥拆除后新建其余桥梁拉毛后铺装 细粒式改性沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 新路基指拓宽路面路基旧路基指原有路基基础除梅庄桥外沿线所有桥梁增设桥梁护栏更换 座桥梁的伸缩缝 差异沉降特性及影响因素新旧路基的变形主要包括以下三个方面:()地基基础受
5、新路基加铺时产生的固结变形()新地基因本身的载荷而产生的压缩变形()由汽车运行引起的新地基累积变形 一次外加应力与二次外加应力的相向增大是造成旧公路边坡浅层基础差异产生的重要因素而土层可压缩性较高是造成深层基础差异沉降的重要因素 除此之外地基压缩模量、路基的高度、道路拓宽宽度、道路拓宽方式以及新旧地基固结程度等因素对路基差异沉降均有着一定的影响新老基础的沉降与路基的填筑高度有关最大差值沉降随着路基高度的增大而增大 路基顶部的沉降曲线随着路基高度的减小呈“”形分布地基的最大沉降值随基础压缩模量的增加而减小若最大沉降增加基础压缩模量的降低速率便随之降低拓宽路堤在扩展宽度小于 时最大差异沉降发生在拓
6、宽路堤内侧拓宽宽度超过原有道路的一定距离时最大差异沉降发生在道路内侧 采用双侧加宽方法可以减少新旧路基的差异沉降第 期张小莉:市政道路旧路拓宽差异沉降问题研究总第 期 旧路拓宽模型建立.模型建立本文模拟市政道路的路基拓宽采用应力场状态和载荷技术模拟原有路基的拓宽模型和扩建路基的分步加载最后可得到路基各点的最终沉降值 考虑市政道路旧路拓宽的新旧路基的差异沉降问题在应用软件进行平面形变分析时以二维平面模型为基础以确保计算速度和精度市政道路拓宽路基模型及监测点布置见图 图 拓宽模型及监测点在建模过程中莫尔 库仑屈服判据的边界条件为:基坑对 三个方向的位移都有约束但在基坑外侧水平位移约束及垂直自由位移
7、约束下路基顶部不受边界约束 差别沉降的监控计算则是以原来的地基中心作为起始的沉降监测点同时在拓宽路基每隔 另取一个监测点最终计算两者之间的差值作为差异沉降.计算应力场分布采用软件中的重力加载实现应力场分布计算根据上述内容建立全新的数值计算模型对旧路基和基础土层进行划分并对其进行初步的应力计算 根据工程实际对土层性质的影响进行了简化处理各土层物理力学参数见表 表 新旧路基土层参数计算参数旧路基新路基重度/().泊松比.内摩擦角/().压缩模量/粘聚力/旧路拓宽工程的基础应力场分为三个方面分别为:基础重力引起的重力应力场、旧路荷载下的一次外加应力场以及新路荷载的二次附加应力场按不同竖向附加应力水平
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