高速公路挖方路段路基水分迁移特性及路基回弹模量预测

论文摘要

路面结构的基础是路基，因此其抗变形能力的强弱决定了路面结构的强度、刚度、稳定性及使用性能，但其性能显著地受到水文地质、土质、土体干密度等因素的影响，其中水分迁移对路基路面整体结构的性能影响尤为关键。针对水分迁移，以往相关研究绝大部分是基于填方路堤，极少有针对挖方路堑的水分迁移特性的研究。为此，本文选取河北省张家口-涿州高速公路某挖方路段，通过现场实测、室内试验、数值模拟等方法，研究了该挖方路段的水分迁移特性。基于现场实测数据，推导出路基整体当量回弹模量的预测模型；同时通过温度场模拟，分析并得出施工路面后的路基整体回弹模量值的变化，最后得到加铺路面后的路基回弹模量的修正系数。通过对已选取的不同挖方深度的试验路段布置温度和电阻率传感器，并在一定时间段对该路段的含水率及土体温度进行跟踪测量，基于电阻率法通过室内标定试验得出电阻率值与含水率的关系，从而得到含水率迁移规律，并提出所需采用的工程处理措施。建立了深挖、一般及浅挖路堑的温度场模型，并基于现场实测数据修正了温度场各模型参数，然后预测分析了施工路面后的路基温度场。基于试验路段土体温度和含水率实测数据建立了两者之间的联系，并开展试验建立了含水率与回弹模量的联系。在上述研究基础上，预测了路面工程施工后挖方路基内部水分迁移的变化趋势，进一步得出路面施工后路基回弹模量变化趋势及路面前后路基回弹模量的修正系数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 水分迁移运动的测试
• 2.1 土的性质研究
• 2.2 水分迁移现场实测及室内标定
• 2.3 基于实测数据的挖方路基水分迁移特性
• 2.4 工程措施对挖方路段路基土水分迁移的影响分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 挖方路段的温度场分析
• 3.1 计算模型
• 3.2 不同挖方深度路基温度场模型
• 3.3 路面结构施工后路基温度场预测
• 3.4 本章小结
• 第四章 加铺路面结构后路基回弹模量预测模型
• 4.1 路基当量回弹模量计算方法
• 4.2 各土层含水率随土体温度变化规律
• 4.3 未盖路面时挖方路基不同深度回弹模量预测
• 4.4 路面结构施工后的路基回弹模量预测
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 本文的主要工作及结论
• 5.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文及参加的科研项目