高等级公路施工控制力学问题研究

高等级公路施工控制力学问题研究

习宇[1]2006年在《沥青路面结构极限承载力分析与应用研究》文中认为沥青路面是目前我国高等级公路路面结构主要形式之一。近年来,随着超载和重载车辆的增多,沥青路面早期破坏现象越来越普遍。这些破坏不完全是现行规范所假定的疲劳破坏模式,由于路面结构的承载能力有限,过大的轴载一次作用就可能造成路面结构的破坏。然而世界各国在进行沥青路面结构分析与设计时尚未引入极限承载力的概念。因此,科学地确定沥青路面结构荷载等级,研究沥青路面结构极限状态设计方法成为工程中迫切需要解决的问题。本文从对湖南省内几条典型道路交通调查资料的分析入手,首先研究了重载沥青路面的轴载分布及荷载特征。并根据轴载谱,提出了按可靠度理论计算沥青路面最大设计荷载的方法。其次,利用弹性层状体系理论,根据重载的荷载特性,分析了典型沥青路面结构在重载下的力学响应,研究了沥青路面极限承载力的分析方法。再次,将极限承载力理论应用于沥青路面设计领域,提出了沥青路面结构极限状态设计方法,通过具体实例来说明,并比较了按本文方法与按规范方法得出的设计厚度的差异。最后,通过对自卸式运料车、轮胎压路机和振动压路机等叁种常见施工荷载特性进行理论分析,建立了叁种荷载的力学计算模型。对于振动压路机荷载下路面结构的力学分析,本文按平面应变问题考虑,得到了路面结构应力及位移的解析解。为便于计算,用VC++语言编制了相应的计算机程序。在此基础上,分析了不同施工阶段、路面材料不同养生龄期时,沥青路面结构在施工荷载下的力学响应,得出了路面结构在相应条件下的极限承载力,据此提出了合理的施工控制要求和建议。

刘斌清[2]2010年在《基于控制反射裂缝的沥青路面复合基层合理结构研究》文中研究指明反射裂缝始终是困扰我国半刚性基层沥青路面应用的难题,该问题是造成我国沥青路面早期破坏的主要因素。为缓解半刚性基层反射裂缝的产生,减少路面早期破坏、提高道路使用寿命,近年来我国普遍采用复合基层的结构。由于目前未有针对抗裂性能的设计理论,现有研究在对该结构的厚度及材料进行确定时多参照经验,未有合理的定量计算方法。这使得该结构的应用具有较大的主观性,沥青层厚度取舍差异较大,因此复合基层沥青路面应用亟需一套针对控制路面反射裂缝的设计方法,以提高设计过程的科学性。本文结合河北省青红高速的应用实践,在对国内外复合基层沥青路面使用状况调查的基础上,针对半刚性基层的开裂特性,建立了综合干温缩状况的半刚性基层开裂预估模型,对裸露及沥青层覆盖的半刚性基层开裂状况进行了开裂规律分析,并确立了半刚性基层开裂状况等级划分标准;对比了柔性材料路用性能及抗裂性能,针对目前柔性材料抗裂性能研究评价指标单一的问题,建立了柔性材料抗裂效果多指标综合评价方法;针对半刚性基层早期开裂的特性,建立了复合基层沥青层抗裂疲劳寿命预估模型,分析了裂缝扩展规律,首次提出了沥青层抗裂功能分区,并建立了抗裂区抗裂疲劳寿命计算公式,同时提出了8年使用寿命下路表反射裂缝过程控制计算方法;综合影响复合基层沥青路面的气候因素,建立了复合基层沥青路面气候分区,依此提出了相应的推荐结构。根据以上内容,首次提出了基于控制反射裂缝的复合基层沥青路面结构设计方法。为对本文的研究成果进行验证,同时探讨复合基层施工技术,现场铺筑了10种复合基层结构方案4960米的试验,现场检测结果表明本文提供的预测模型均较为贴近实际,为我国复合基层沥青路面研究提供了理论依据,同时也为半刚性基层沥青路面抗裂研究提供了新的思路。

符礼斌[3]2004年在《超浅层顶管施工控制技术》文中进行了进一步梳理随着改革开放,国民经济的飞速发展,国家的可持续发展战略,城市建设的大踏步向前,需要进行大量的超浅层顶管项目建设。为此,此项目对超浅层顶管从理论上、工程实践上做了初步的研究工作。通过对深圳沙河高尔夫超浅层顶管项目、深圳红花渠超浅层顶管项目、成都琉璃场沙河顶管项目的调研考察,涪陵一期排水乌江倒虹管工程超浅层顶管现场试验,以及用功能强大的Marc实体建摸并分析模拟现场条件计算,对超浅层顶管施工控制技术作了初步的研究。通过研究了解到:超浅层顶管最根本的问题是岩土扰动而导致的地层损失问题,如何减少对岩土的扰动控制地面变形是超浅层施工控制技术的关键:同时也了解到,超浅层顶管影响范围集中在推进面前方2D或侧向1.5D(D为管体外径)内。这为超浅层顶管设计选线、现场施工提供了一定的参考。通过考察、现场试验和仿真分析初步研究了超浅层顶管施工控制技术,部分结论可以作为类似的工程建设的参考,为地方市政公路建设服务,为相应规范的制定和修改提供参考。

江晓霞[4]2001年在《高等级公路施工控制力学问题研究》文中认为本文结合高速公路建设工程实例,对公路建设施工阶段具体结构和工艺条件下的力学问题进行了计算分析,并据此提出了合理的施工控制要求和建议。具体研究了路面结构层在振动压实条件下外部荷载、路面结构、路面材料的动力特性,建立了振动荷载作用下路面动态应力计算模型和推导出相应动应力的计算公式,并通过与传统静态计算方法进行比较,分析了动应力的变化规律及其特性;对施工中直接暴露在大气中的基层、底基层、土基叁层结构体系进行了温度应力分析,分别建立基层开裂前和开裂后路面结构层内的温度收缩应力计算模型,并结合工程实际参数进行力学计算,讨论了温度应力的发生及发展规律;对于在粉性土地基上加铺半刚性处治层、形成双层地基后对整体路基在强度和变形上的影响进行模拟分析,计算比较了加铺处治层前后路基承载能力的变化。

付德志[5]2013年在《土石混填路基施工系统的质量、进度、成本综合控制方法研究》文中研究表明针对山岭重丘地区普遍采用的土石混合料填筑路基,本文研究了“路基填筑施工系统质量、进度、成本综合控制方法”,并分析了影响这叁方面的主要因素及其相互关系,提出了质量、进度、成本综合控制的方法和具体操作过程。本文首先结合土石混合料的材料性质特点,通过对静压、夯实、振动压实等几种施工方法的对比分析,确定了振动压实为土石混合料填筑施工的最佳方式,并对其机理进行了一定的探讨。并确定了影响压实质量的主要因素:土石混合料的含水量、土石比,压实机械的激振力、振幅、频率以及压实厚度、遍数、速度等施工工艺参数。分析了各因素对施工质量的影响程度,将理论解析分析与经验公式相结合,建立了各影响因素与施工质量相互关系的数学模型。并以此为基础,提出了目前我们认为较为适当的路基填筑施工质量控制方法。通过分析土石混填路基施工系统各机械施工能力、施工方法、机械资源配置等因素对路基填筑的影响,利用重庆交通大学“高等级公路机械化施工课题组”研究的“高等级公路沥青混凝土路面机械化施工组织与机械综合定额应用新技术”理论成果,将沥青路面机械化施工原理,运用于土石混合料路基填筑施工中,建立了适用于该种类型路基填筑施工的进度、成本控制数学模型,使大规模路基施工从定性控制转变为定量控制成为可能。

张在喜[6]2003年在《超载预压加固软土路基现场试验研究》文中研究说明作为一种有效的软土地基处理方法,竖井地基超载预压被广泛应用于对工后沉降和不均匀沉降要求严格的软基工程。沉降与稳定观测是控制路堤填筑速度和评价超载预压效果最基本而又可靠的手段。本文结合厦门海沧大道软基处理的工程实践,在掌握大量原位观测数据的基础上对软土地基在路堤填筑及预压期间的变形与固结规律进行了系统地研究,同时对超载预压工程实践中最为关心的施工控制指标和工后沉降两大问题进行了有益的探索。具体的工作包括以下几个方面:1、分析了现行施工控制指标单一限值的不合理性,指出了施工控制指标应考虑路堤填筑不同阶段的地基变形与固结性状;同时还推导了地质条件和土质特性对高速公路沉降速率限值的影响,探索了建立高速公路施工控制指标综合体系的方法。2、以大量的现场观测资料为依据,深入细致地分析了软土路基在路提填筑及预压过程中变形和固结性状,并对沉降、侧位移及孔隙水压力等发展变化规律进行了分析和总结。3、运用对比和统计等手段,在实测数据的基础上揭示了路堤填筑方式、软土层厚度及围堰工程等对软土路基变形的影响,提出了一种合理的加载模式,分析了软土层厚度与路基沉降的关系,同时还对侧位移引起的附加沉降大小及其发展规律进行了讨论。4、从理论上探讨了超载预压加固效果的评价指标和预压期的确定方法,区分了压缩度和固结度,并给出了基于实测资料的工后沉降推算方法。同时从工后沉降和固结度两个方面评价了海沧大道超载预压加固软土路基的效果,计算了重要的固结参数。

梁翔[7]2007年在《崇上二级公路路基膨胀土工程特性及处治研究》文中提出膨胀土作为一种特殊性质粘土,在世界各地和我国的大部分地区都有广泛分布。近年来,随着我国国民经济迅猛发展,高等级公路大量兴建,不少高等级公路都穿越了膨胀土发育地区。由于膨胀土遇水体积膨胀,失水收缩开裂,工程性质极差,直接填筑路基会造成严重路基病害,不宜直接用作路基填料。但是如果简单作弃方处理,又会增加工程造价,同时大量的弃方会污染公路沿线周边环境,不利于沿线环境保护,因此膨胀土路基问题研究是摆在我国广大公路建设者面前一项较为紧迫的任务。本文以广西崇左至上思二级公路建设项目为依托,在现场土质调查基础上,针对膨胀土的不良工程特性进行膨胀土的试验研究。本文利用公路工程中的常规试验指标和SOM神经网络模型对膨胀土进行判别和分类,合理确定公路沿线膨胀土的胀缩等级,并通过试验进行了验证。通过大量的试验研究,建立了击实膨胀土样膨胀变形量、膨胀力以及抗剪强度与土样初始含水量、干密度和上覆压力之间的定量关系,以此作为膨胀土边坡稳定性分析的依据。推导了考虑含水量和膨胀力对膨胀土边坡稳定性影响的极限分析安全系数公式,并进行了相应的计算分析。对膨胀土在不同掺水泥、掺砂、掺好土比例的条件下进行物理和力学性质试验研究,分析各工程性质指标在不同配合比和含水量条件下的变化规律,为确定经济合理的改良方案、施工工艺、施工控制措施提供依据。采用土工布包盖法和叁明治互层法铺筑试验路。通过对试验路现场跟踪调查与性能指标检测,评价试验路实际效果。综合分析研究膨胀土改良加固方案的经济性,结果表明:利用土工布包盖法和叁明治互层法填筑路基,具有明显的经济效益和社会效益。

《中国公路学报》编辑部[8]2014年在《中国桥梁工程学术研究综述·2014》文中研究指明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

吕昌武[9]2006年在《高墩大跨曲线连续刚构空间受力分析与施工控制》文中指出随着山区高等级公路和城市高架道路的快速发展,大跨径预应力混凝土曲线刚构桥以其能很好地适应地形、地貌的限制,减少道路展线长度,使道路更加平顺、流畅等独特优势在近年来得到了迅速发展。但由于其出现较晚,采用悬臂施工方式的曲线刚构桥在国内还是比较少,目前国内学者对曲线刚构的空间力学性能尤其是施工阶段缺乏必要的认识。 本文以白涧河大桥为背景,利用大型空间有限元程序ANSYS,对高墩大跨曲线连续刚构在成桥阶段和施工阶段的空间力学特性展开研究,并针对采用悬浇施工的大跨高墩曲线刚构,研究相应的施工控制策略。 1.通过选取不同的曲率半径及墩高,利用空间板壳有限元于建立仿真模型,对曲线刚构在成桥状态时,考虑平面弯曲、墩高对其力学特性的影响进行了分析。并讨论了边支撑内外侧反力的差异和影响因素。 2.通过ANSYS中的单元生死功能,考虑自重、悬浇预应力、合拢预应力的影响,对最大悬臂状态施工阶段的曲线刚构空间应力、变形进行了分析,着重研究曲率、墩高的影响。 3.讨论了大跨径曲线刚构悬浇施工监控的方法,着重对线形控制进行了详细研究,从竖向预拱度、扭转预拱度、墩身垂直度叁方面进行了详细的分析,并对悬浇过程中的不平衡状态浇注、不同高度桥墩合拢两个典型工况进行了空间受力分析。 将高墩和弯桥结合起来研究,很有现实意义,通过本文的分析,为曲线刚构桥提供了相应的设计建议和施工控制思路。

蒋亮[10]2007年在《长寿命沥青路面基层适应性以及设计与施工控制一体化研究》文中提出传统的半刚性基层沥青路面以其较高的承载能力、较低的造价等优点在国内得到广泛应用,但随着现代交通的迅猛发展,在使用中逐渐暴露出诸多问题,表现出一定的不适应性。论文旨在引入国外的长寿命沥青路面设计理念,并通过长寿命沥青路面基层的适应性分析以及设计与施工一体化研究,探寻适合我国交通状况、材料供应、建设水平及环境的长寿命沥青路面的基层类型,对我国长寿命沥青路面研究和推广有重要意义。论文从调查研究入手,深入分析国内外沥青路面的结构特点和使用状况,从结构、材料及施工等方面系统研究了我国沥青路面存在的问题及其原因。通过借鉴国外使用性能良好的长寿命沥青路面的设计理念,综合考虑我国的经济实力、交通条件以及资源利用等因素,提出长寿命沥青路面基层技术要求。对刚性、柔性及半刚性叁种典型基层,从承载能力、疲劳寿命等方面分析了用作长寿命沥青路面基层的适应性。综合分析比较认为,半刚性基层具有更高的性价比,可推广性强。针对不同季节施工的半刚性基层材料性能差异性大的问题,本文借鉴温度时间积的概念,将现场养生条件进行量化,通过试验建立了材料性能发展与温度时间积的关系。依托山东滨州某工程,提出了该地区不同季节施工时合理的路面基层结构设计和施工参数,实现了长寿命沥青路面基层设计和施工控制一体化。

参考文献:

[1]. 沥青路面结构极限承载力分析与应用研究[D]. 习宇. 湖南大学. 2006

[2]. 基于控制反射裂缝的沥青路面复合基层合理结构研究[D]. 刘斌清. 长安大学. 2010

[3]. 超浅层顶管施工控制技术[D]. 符礼斌. 重庆交通学院. 2004

[4]. 高等级公路施工控制力学问题研究[D]. 江晓霞. 长安大学. 2001

[5]. 土石混填路基施工系统的质量、进度、成本综合控制方法研究[D]. 付德志. 重庆交通大学. 2013

[6]. 超载预压加固软土路基现场试验研究[D]. 张在喜. 中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所). 2003

[7]. 崇上二级公路路基膨胀土工程特性及处治研究[D]. 梁翔. 湖南大学. 2007

[8]. 中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2014

[9]. 高墩大跨曲线连续刚构空间受力分析与施工控制[D]. 吕昌武. 长安大学. 2006

[10]. 长寿命沥青路面基层适应性以及设计与施工控制一体化研究[D]. 蒋亮. 长安大学. 2007

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