课题三：岩溶路基修筑技术研究

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1、课题三：岩溶路基修筑技术的研究在岩溶地区修建公路，也会遇到诸如填挖方路基边坡的稳定及路基的沉降等问题，但就岩溶地区的特点而言，如何考虑岩溶地区土地奇缺，充分利用其丰富的岩石进行路堤的填筑，如何对存在岩溶洞穴的地基进行加固以满足路基填筑的耍求，更是岩溶地区路基修筑必然面临和必须解决、更具有岩溶地区路基修筑自身特点的问题。3.1项目前期科研及工作基础填石路堤的修筑涉及到填石料的压实施工工艺、压实质量检测手段及检测标准，路堤填料的物理力学参数，填石路堤稳定与沉降计算方法等。填石路堤类似于水利部门的堆石坝，在压实施工工艺、压实质量检测手段及检测标准，路堤填料的物理力学参数，填石路堤稳定等方面国

2、内外的水利部门作了大量工作。我国公路部门也参照水利部门的成果，进行了一些填石路堤的修筑。重庆交通科研设计院，分别于1996年和1998年针对福建省的花岗岩填石路堤和广东省的砂岩、页岩填石路堤进行了专门的研究，内容涉及到填石路堤的各个方面。就目前国内外的研究情况看，可简单归纳为：压实施工强调振动压实、分层碾压。压实质量检测虽然探索采用了面波、压实计、压路机轮迹、压实沉降差等办法，但仍不能找到真正能快速、方便、准确检测压实质量的方法，压实沉降差是相对简单而又基本可行的方法。填料力学参数的试验，推崇采用大型三轴试验，根据实际填料的级配试验确定。路堤稳定和沉降仍采用细粒料的计算方法，未考虑填石

3、路堤的破坏特点，虽然采用有限元、离散元等数值分析方法对路堤的稳定和变形行为进行了探讨，但很多问题，特别是填石料在车辆荷载长期作用下的力学行为，填石路堤的长期特性基本未开展研究。在较大程度上，使人们对填石路堤心存疑虑。岩溶洞穴地基的加固涉及地基承载能力的评价、加固措施及加固质量检测等方面。目前专门针对岩溶路基加固的研究不多，但针对其他结构的研究成果可以借鉴，尤其是地基承载能力的评价和加固质量的检测。如何考虑路基的荷载特点选择合适的加固措施是我们的研究重点。3.2项目实施方案本专题以填石路堤修筑技术、岩溶路基加固与检测技术和岩溶路堑边坡处理技术的形式开展研究，各子题拟解决的关键问题、主要研

4、究内容、技术路线分别如下。（1）填石路堤修筑技术的研究通过本子题的研究，弄清岩溶地区石灰岩作为路堤填料的物理力学性质，填石路堤的稳定变形特性，提岀较为合理的路堤结构型式、路堤填料的要求、压实施工工艺，填石路堤的沉降和稳定性计算方法。根据目前的研究情况，主要针对以下内容进行研究，以深化和完善填石路堤的设计施工方法：①填石料基本物理力学性质的研究。②在静动力荷载作用下，填石料长期变形特性的研究。③填石路堤稳定和变形形态的研究。④填石路堤的沉降和稳定性计算方法的研究。⑥填石路堤合理的路堤结构型式、压实施工工艺的研究。采用大型三轴试验及其他相关试验研究岩溶地区石灰岩填石料的基本物理力学性质（如

5、级配、压碎、不同级配填石料的内摩擦角和粘结力等），为其他内容的研究打下基础。进行不同级配填石料的长期静载变形试验，研究填石料的长期静载变形特性；在疲劳机上或其他的振动试验设备上，进行不同级配填石料的长期动载变形试验，研究填石料的长期动载变形特性。采用离心模拟试验和数值分析方法，研究不同地基条件（水平地基、倾斜地基、硬地基、软地基)、不同级配填石路堤的稳定和变形形态，以及石料的运动规律。在上述研究结果的基础上，研究提出合适的填石路堤稳定和沉降的实用计算方法。针对稳定和变形形态研究得出的破坏型式，研究提出合理的路堤结构型式。通过现场试验、结合已有成果，研究填石路堤的施工工艺。以上研究内容中

6、，填石料在静动力荷载作用下的长期变形特性、填石路堤的稳定和变形形态是本子题研究的关键技术。(2)岩溶路基加固与检测技术的研究以填方路基下存在洞穴的地基加固为对象，以地基承载力检测评价和洞穴加固措施为研究重点，研究提岀包括承载力检测评价方法、加固结构型式、材料要求、计算方法、施工工艺在内的加固技术。主要研究内容如下。①针对路堤荷载特点的地基承载力检测评价方法路堤荷载作用下，不同大小、埋深、平面位置的洞穴的受力分析；承载能力检测评价方法的研究。②加固技术的研究加固结构型式的比选研究；加固材料要求、计算方法、施工工艺的研究。通过数值计算方法分析路堤荷载作用下，不同大小、埋深、平面位置的洞穴受

7、力特点，以确定不同情况下承载能力的相对大小。以现场试验路段的荷载试验手段为主，结合数值分析，研究承载能力的检测评价方法。拟以洞穴顶板加固、充填、路堤加筋三种加固结构型式为主，采用数值分析方法研究三种加固结构的作用，结合力学计算分析，研究三种加固结构的适用场合。通过试验段的加固试验，充分应用已有成果和经验，研究提出加固材料的要求、计算方法和施工工艺。(2)岩溶路堑边坡处理技术的研究岩溶路堑边坡失稳，其原因十分复杂，如果说边坡的环境地质条件是其主要