文档介绍：东北林业大学
硕士学位论文
公路改扩建工程新旧路基沉降数值模拟分析
姓名:王瑀
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:单炜
20060601
摘要本文通过分析公路拓宽后差异沉降的研究现状,指出了目前计算方法的不足。结合通用有限元程序擞肈材料来模拟土体的非线性,对旧路加宽工程进行了非线性有限元分析。近几年来交通量持续增长,将原有公路拓宽的任务已经迫在眉睫,而公路加宽施工中的路基沉降,特别是不均匀沉降,可能导致路面断裂及构造物两侧路面错台,严重影响道路的行驶质量及使用寿命,如何有效地降低路基沉降,消除路基沉降所带来的危害己成为公路建设科技领域的一个重要课题。应用弹塑性有限元软件,分析了老路堤和拓宽路堤先后作用下地基的沉降变形及其应力分布规律,重点分析了单侧加宽路段的沉降变形并与实测结果作了对比。总结了差异沉降的规律,并依据计算结果对旧路拓宽的设计提出一点建议。关键词公路改扩建不均匀沉降非线形有限元的D
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髀课题背景尽管发达地区的高速公路建设发展非常迅速,但同时其交通量的增长速度几乎都在量不均衡的问题。若不处理好这个问题,将会给新加宽道路留下隐患,反映在路面上就种病害会在外界因素缧谐岛稍亍⒍痴汀⒂暄┣质吹作用下进一步发展,以致影响给新旧路基的整体强度设计造成一定的困难。特别是在软土地基路段,这个问题就会更世界经济正进入工业化、信息化和跳跃式发展阶段,经济的快速发展,需要方便、快捷、安全的交通服务,高速公路对国民经济和社会发展的促进作用是越来越明显。高速公路具有运量大、速度快、辐射远、效率高等特点和优势,不仅带动了运输结构的改善和运输效率的提高,而且也促进了沿线产业结构的优化和区域经济的发展。高速公路的这种作用己经得到我国各级政府的重视,从年我国第一条高速沪嘉高速公路建成通车以来,在不到年时间内,我国已经修建了万多公里高速公路。另外,根据在编的中国高速公路网规划,在未来年内,我国将实行高速公路网的全面建设,总里程将超过蚬ɡ铮哟舐个人口在万以上的城市。从已建的高速公路来看,绝大多数车道是四车道。对高速公路建设规划路要建多宽,要修几个车道,从根本上看是调查和预测交通需求决定的。由于认识局限性,当时高速公路建设时对我国社会经济增长速度预计值偏低,使现在很多高速公路的交通流量超过预计设计能力。例如,浙江年底建成通车的沪杭高速公路,年全年路段交通流量为—万辆/日,而在年路段达到—万辆/日,折算成小汽车交通量为~万辆/日,建成昃痛锏剿某档栏咚俟肥视煌緁按上限万辆/日计ァ%。皇陨希咚俟坊刮茨苁视煌康脑龀ひG蟆M庇捎谥卦亍⒊亟煌ɑ岽偈形成路面病害,服务水平逐渐降低,加快路面大修年限的提前。高速公路交通紧张的状况更不利于商品、资本、技术、知识等在更大范围内更快的流动和配置,对社会经济发展也将产生深层次全方位的影响⋯。一些早期修建的高等级公路己经越来越不能满足日益增长的交通量的需要,仅靠日常养护将不能保证公路的正常使用功能。因此,除了新建高速公路以满足日益增长的交通量需求外,对旧路的改扩建势在必行。而加宽旧路路基既充分利用了原有路基,少占了公路建设用地,又满足了社会发展的需求。旧路路基加宽工程最大的技术难题是解决新旧路基不均匀沉降问题。原有的路基经过多年行车荷载作用和自然沉降等因素已趋于稳定,沉降量已很小,而新路基成型后必然要经历一个沉降过程,这将会造成新旧路基的不均匀沉降,这样,加宽完成后整个路基存在着沉降是将在新旧路基结合部位产生纵向裂缝,但其根源在于加宽后新旧路基沉降量不同,这到公路的正常使用。其次,旧路经过多年的使用,与新加宽部分路基的强度不同,因而
国内外公路改扩建工程技术研究现状的全长的名神高速公路,建于年隆5昴┘┙ü《嘞畲胧└杞饩觯庑┐胧┲饕J墙饩鼍陕结合强度,使新旧路基结合为一个整体。对于高速公路发展情况分析,大致可以分三个阶段:年一年发达国家的发展阶段,年一年中等发达国家得到发展,年至今发展中国家发展迅加宽工程两个关键问题:跎傩戮陕坊涞牟痪瘸两盗浚加强新旧路基的整体猛。高速公路起源于德国,至年德国高速公路总里程达到万公里并连接成网,使全国蛉艘陨系某鞘泻万人以下的城市%通了高速公路,构成了欧洲最庞大的公路网。年制订的州际高速公路发展计划将新建高速公路公里,改建高速公路公里。美国是世界上拥有高速公路最多的国家,他们从上世纪年代就开始有计划建设高速公路。年国会通过了州际和国防高速公路网计划法案,计划建设连接蛉艘上的城市,服务于全国约万公里的公路网,其中有许多原来双向档赖母上吖拼宽为单线档溃庑┕吩谄摺耸甏笠蛭B坊岫厦婧吐废呒负紊杓频娜陷,出现了不少问题,这为修改美国四、五十年代规范提