基于土基耐久性的路基與半剛性基層間的過渡層研究.pdf

1、路基是路面結構的基礎，但在長期的運營過程中，受外界水分、荷載等因素的影響，路基土的耐久性會發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為強度的衰減，從而引起路面結構的破壞。在路基與半剛性基層間設置過渡層，可有效緩解路基病害對路面結構的影響，但目前尚沒有系統(tǒng)的設計方法針對過渡層的厚度、材料等進行專門的設計。因此，本文從研究路基土的耐久性特征及其對路面結構的影響出發(fā)，基于過渡層的作用機理，對路基與半剛性基層間的過渡層的設計方法進行研究。
　　水分是影響路基土耐

2、久性的主要因素，而細粒土具有較強的持水能力，其性質更易受水分的影響。論文首先通過室內(nèi)試驗模擬粉土和粘土內(nèi)部水分的滲透作用和毛細上升作用，在此基礎上，對比分析土質對水分遷移規(guī)律的影響，以及不同類型土的耐久性變化特征;其次針對在不同交通量情況下路基含水率較高而誘發(fā)的路面病害進行調(diào)查，總結出路基土耐久性變化引起的路面病害的主要形式;最后結合路用環(huán)境定量分析路基耐久性不足引起的路面結構疲勞壽命的衰減幅度，計算結果與實際情況相符。
　　路基

3、土的回彈模量是路面結構設計的重要參數(shù)，也是反映路基土耐久性的主要指標。論文首先分析路基土的應力依賴性和水敏感性，并根據(jù)土水特征曲線，以基質吸力為媒介，建立路基土回彈模量的應力依賴性和水敏感性耦合模型，且通過室內(nèi)試驗進行驗證;其次結合實際環(huán)境中外部荷載和路基內(nèi)部水分的變化，分析運營期間路基土回彈模量的變化趨勢;最后將“動態(tài)”的交通量與“靜態(tài)”的軸載進行相互轉化，提出我國半剛性基層瀝青路面典型結構在不同交通量等級下的容許最小路基強度。

4、>　　彈性層狀體系理論是我國路面結構設計的基礎理論。論文首先結合彈性層狀體系的力學響應特征，研究厚度、模量等結構參數(shù)變化對各結構層受力的影響，分析影響彈性層狀體系內(nèi)部各結構層受力的直接因素，從理論上提出設置過渡層可以有效改善路基強度衰減對路面結構的影響;其次研究過渡層的作用機理，主要包括對下層結構的補強作用和對上層荷載的削弱作用，并分析過渡層的厚度、模量等結構參數(shù)對其作用的影響;最后依據(jù)補強作用原理，建立補強后當量模量的預估模型，并提出

5、基于補強遞增系數(shù)的的最佳補強理論和經(jīng)濟模量，既能滿足結構的力學性能要求，又能充分利用過渡層的強度。
　　級配碎石既有一定的強度又能適應一定的變形，是作為過渡層的理想材料，合理的級配是保證級配碎石過渡層的路用性能的重要前提。論文首先對目前常用的級配設計方法進行分析，其本質是分形理論的不同應用形式，并提出集料的分形特征;然后對目前各國規(guī)范中級配碎石的分形特征進行分析，依據(jù)固體體積率、CBR、二次松散系數(shù)等路用性能等進行優(yōu)化，提出適用于

6、過渡層的級配碎石的級配范圍，并與我國規(guī)范中規(guī)定的級配范圍進行性能對比，檢驗級配碎石分形級配范圍的合理性。
　　論文結合高含水率粉土路基路段的公路大修工程，對級配碎石過渡層的設計及應用進行說明。首先，對路面病害類型及主要成因進行詳細分析，認為路基土耐久性衰減是引起路面損壞的主要原因，符合過渡層的設置條件:其次，結合現(xiàn)場交通量條件利用最佳補強理論對級配碎石過渡層的厚度和模量進行設計，并能夠滿足結構驗算的要求;最后，總結出級配碎石的施工