湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究

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1、湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本西部交通建设科技项目合同号：200131800019湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司长安大学甘肃省交通厅工程处甘肃省公路工程总公司甘肃省公路局二○○四年三月9湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本黄土是第四纪的一种特殊堆积物，粉粒含量大，且大孔隙，富含碳酸钙成分及其结晶；无层理、垂直节理发育；具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特征。由于黄土的上述特征和特定的气候特点，导致黄土地区的路基、路面容易产生多种特有的病害，主要表现为：路基边坡坡面的剥落、冲蚀、滑塌、崩塌和整体失稳

2、等；填方路基不均匀沉陷和过量沉降；路堑段路基软化和翻浆；浸水地基承载力不足；半刚性基层和沥青面层的裂缝等等。黄土地区公路普遍存在的这些病害，严重影响着公路建设的发展和道路的通行能力。在黄土地区高等级公路的建设中，路基路面病害的处治技术成为一项急需研究解决的技术难题。9湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本本科研项目为技术应用型的项目，研究过程直接针对当前湿陷性黄土地区公路工程中出现的路基路面病害，依托甘肃省的兰临、兰海、白兰、巉柳、尹中等几条高速公路建设，结合已建的多条湿陷性黄土地区公路的实际情况，总结和借鉴湿陷性黄土地区和其他一些地区在该方面的最新研究成果和经验，对高填土路堤沉陷

3、沉降控制技术、干旱地区湿陷性黄土路基边坡植物防护技术、高填土路堤下复合地基性状试验研究、湿陷性黄土地区挖方路段土基病害防治技术、湿陷性黄土地区沥青面层混合料抗裂技术、湿陷性黄土地区水泥砂砾基层材料裂缝防治技术等六个方面展开了系统研究。通过大量的室内、室外试验，研究、分析和探求各种病害产生的原因和机理，并对各种病害提出了切实可行的防治措施。最终形成了一套关于湿陷性黄土地区公路路基路面病害防治的较为系统的理论，为湿陷性黄土地区的公路路基路面病害防治工作建立了理论依据，能够正确的指导该类地区高等级公路的设计、施工和养护工作，可为湿陷性黄土地区有关公路路基、路面的设计和施工规范的编制提供理论依据，同时

4、，研究中提出的病害处治措施，能直接为该类地区公路工程中采用或作为参考，因此，该项目的研究，对于加快湿陷性黄土地区高等级公路的建设速度，提高工程的质量，节约基本建设投资，促进湿陷性黄土地区高等级公路的发展具有重大的现实意义和长远意义。现对六个子课题具体的研究内容及创新点总结如下：1、高填土路堤沉陷沉降控制技术研究本子课题主要研究内容为：（1）高路堤受力性状和特点及其基底压应力分布状况；（2）高路堤沉降规律；（3）高路堤压实标准和预留沉降量及其设计计算方法；（4）高路基施工工艺及沉降，沉陷处治措施。通过本子课题得到以下主要结论：（1）勘察标准低是导致公路路基产生病害的因素之一；（2）经过理论与试验

5、研究，建立了可应用于填土路堤沉降计算中应力—应变—时间本构模型；（3）通过现场及室内试验，得到了高路基的沉降与受力规律，给出了高路基施工的控制指标。2、干旱地区湿陷性黄土路基边坡植物防护技术研究本子课题主要研究内容为：（1）干旱地区湿陷性黄土边坡病害类型和产生机理；（2）适应于干旱黄土地区生长的植物种类筛选；（3）干旱地区湿陷性黄土路基边坡防护形式的综合评价分析；（4）复合型植物防护结构形式。通过本子课题得到以下主要结论：（1）在湿陷性黄土地区，植被护坡作为一种柔性，开放式的防护措施很好地克服了刚性护坡措施的不足；（2）对黄土边坡实施植物防护措施时，土工格室与植草相结合的复合式边坡防护措施能有

6、效保障草种和幼苗免受暴雨冲刷；9湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本（3）提出了解决北方干旱地区边坡植物存活的有效手段，给出了寒冷半干旱带和寒冷干旱带气候带最适合作为公路边坡防护的植物组合；（4）提出了土工格室+植物复合型护坡设计型式：土工格室植草护坡设计与生态挡墙设计，给出了格室-种植土体系的安全系数计算采用公式，及施工工序；（5）提出了生态挡墙设计类型：路肩式挡墙与路堤式挡墙，给出了相关设计计算方法及施工工序；（6）生态挡墙现场测试成果证明，若墙身不发生水平位移，则在挡墙设计中，将墙背侧向土压力简化为理论计算中的梯形分布是合理的；（7）通过数值仿真对土工格室植草护坡受力性状及

7、土工格室生态挡墙的破坏机理进行了系统分析。3、高填土路堤下复合地基性状试验研究本子课题主要研究内容为：（1）运用MARC软件分析了路堤荷载作用下复合地基的受力、变形与复合地基中桩体、土体及路堤荷载各参数的关系，找出影响路堤荷载作用下复合地基受力和变形性状的主要因素并分析其影响程度。（2）通过室内模型试验，进一步研究柔性基础下复合地基的工作机理。（3）针对复合地基的两种形式，结合实际工程，选择典型断