常见公路拓宽路基的稳定性分析方法.pdf

年 第 期(总第 期)黑龙江交通科技 .(.)常见公路拓宽路基的稳定性分析方法王剑英王天成(.黑龙江工程学院 土木与建筑工程学院黑龙江 哈尔滨.哈尔滨职业技术学院建筑工程与应急管理学院黑龙江 哈尔滨)摘 要:早期的高速公路大部分按双向四车道建设无法满足当前的交通需求因此出现大量拓宽路基同时拓宽路基与原有路基由于差异沉降等原因容易导致路面开裂由于雨水从裂缝处渗入等原因而影响路基的稳定性以常见路基拓宽方式和典型路面结构为例分析了面层是否开裂和新旧路基结合状况对路基稳定性的影响并详细介绍了相应状况稳定性的分析方法关键词:拓宽路基路面开裂稳定性分析方法中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):.:收稿日期:作者简介:王剑英()女黑龙江双城人博士基金项目:黑龙江省普通高校寒区道路工程技术实验室开放课题资助项目()前 言早期的高速公路由于对未来交通量的预测不够准确同时受当时社会经济条件、施工技术水平、设计理念等因素影响大部分高速公路按双向四车道建设随着我国经济的飞速发展和车辆保有量的迅速提高很多早期修建的高速公路无法满足当前的交通量公路改扩建是解决这类问题的有效方法同时拓宽路基稳定性也成为广大学者研究热点 本文以高速公路四车道改建为六车道为例分析拓宽路基稳定性 原有路基宽度 改建路基宽度.采用双侧加宽每侧需增加.宽度其中土路肩宽度.硬路肩宽度 假设硬路肩边缘作用一车辆荷载荷载大小 高速公路路面结构型式、结构层力学指标拟定如表 路基填料为碎石土地基为粉质粘土 以 高路基为例分析路基稳定性 应用理正深基坑软件.分析路基稳定性新旧路基结合良好成为一个整体没有差异沉降路面面层没有开裂如图 应用理正深基坑软件.找到最不利圆心及滑动圆弧半径此种情况最不利圆弧位于坡面上如图 最不利圆心及半径见表(圆弧序号)坐标原点()位于坡脚第 期王剑英王天成:常见公路拓宽路基的稳定性分析方法总第 期表 高速公路路面结构型式层位结构类型厚度/内摩擦角/()黏聚力/重度/(/)上面层.中面层.下面层.基层水泥稳定砂砾.底基层二灰土.路基填料碎石土.地基粉质黏土.图 拓宽路基示意图图 最不利圆心及滑动圆弧半径表 滑弧圆心及半径圆弧整体稳定安全半径圆心坐标圆心坐标是否序号系数计算值/满足.满足.满足.满足 通过计算得出此边坡最小稳定系数.大于.所以边坡稳定 由于路面面层没有开裂面层、基层抗剪强度高不会发生贯穿路面结构层的破坏因此稳定系数最小的滑动面在边坡坡面部位 条分法分析边坡稳定性新旧路基结合良好但存在差异沉降路面面层开裂如图 假设此时面层的抗剪强度为零滑动圆弧通过路面结构层底新旧路基结合处并且通过坡脚圆心在 线上如图 采用条分法利用公式 计算边坡稳定性图 条分法计算示意图表 土条计算指标土条序号 .总第 期黑龙江交通科技第 期 .()式中:为边坡整体稳定安全系数、为第 个土条滑动面上的粘聚力、内摩擦角(、)为第 个土条的面积为纵向取 延长米第 个土条的重量(包括土条范围内的路面及荷载)为第 个土条滑弧中点切线与水平面的夹角即法线与竖直面的夹角为第 个土条在滑动面上的滑弧长度通过、两种情况对比.和.发现路面开裂对路基稳定性的影响并不大说明路基的稳定性决定了路基路面的稳定性 不平衡推力法分析边坡稳定性新旧路基结合不良产生差异沉降路面面层开裂并已断开新建路基可能会沿原边坡表面和原地面滑动采用不平衡推力法应用公式、分析路基稳定性如图 将滑动土体按滑动面坡度分为两部分计算参数如表 为简化计算加宽路面结构层厚度.范围内的重度用路基填料重度代替为提高安全度假定路基填土与地基之间的粘聚力为零图 不平衡推力法计算示意图表 滑体计算指标滑体序号 .()()()()式中:为安全系数取.、为第 个滑动土体的粘聚力、内摩擦角、为第 个滑体的面积为纵向取 延长米第 个滑体的重量(包括滑体范围内的路面及荷载)为第 个滑体滑动面倾角为第 个滑体滑动面长度为第 个滑体的剩余下滑力经计算.第二个滑块的剩余下滑力 为负值说明路基边坡稳定从计算结果分析第一块滑体的剩余下滑力已经大于零说明第一块滑体不稳定如果原地面横坡变陡或雨水从裂缝渗入导致路基填土或原地面抗剪强度变低路基有失稳的可能性 结 语本文介绍了拓宽路基稳定性分析的方法应用理正深基坑软件.、条分法、不平衡推力法等路基稳定性分析方法并附详细计算过程由于本人学识有限不当之处敬请同行指证参考文献:傅珍王选仓陈星光等.拓宽路基差异沉降特性和影响因素.交通运输工程学报():.傅珍王选仓陈星光.高速公路拓宽方式对路基差异沉降的影响.路基工程():.王万令曲少禹刘志刚.车辆荷载换算土层厚度计算方法的改进.东北公路():.张志祥.高速公路沥青路面结构的选择与设计/.年全国公路勘察设计技术交流会论文集:.芦子朝胡超韦金城等.高速公路典型中上面层沥青混合料复合抗剪强度研究.石油沥青():.李春辉刘天鹏王洪洋等.边坡稳定性分析方法研究进展及展望.东北水利水电():.薛祖杰.高速公路路堑边坡稳定性分析方法对比及支护研究.山东交通科技():.祝方才刘佳鹏刘增杰.几种常用边坡稳定性分析方法的比较.湖南工业大学学报():.