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隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路的交通量迅速增長(zhǎng)，相當(dāng)一部分建成使用的高速公路和等級(jí)路己不能適應(yīng)交通量迅速增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，需要改建和擴(kuò)建。對(duì)舊路拓寬進(jìn)行升級(jí)改造，既節(jié)省費(fèi)用，縮短工期，又可以少占用土地，并有利于環(huán)境保護(hù)。但高速公路拓寬改建工程會(huì)遇到三個(gè)關(guān)鍵的問題:(l)新舊地基路基間的差異沉降及其引發(fā)的路面縱向開裂問題;(2)新舊路基壓實(shí)度不均勻問題;(3)新舊路基結(jié)合的整體性和強(qiáng)度的一致性問題。本文針對(duì)以上高速公路擴(kuò)建工程中相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題，采用數(shù)值模擬和理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等相結(jié)合的方法，對(duì)新舊路基的相互作用特性以及強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行了專門的研究，主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
l)在調(diào)研國(guó)內(nèi)外大量高速公路拓寬工程的基礎(chǔ)上，對(duì)路基拓寬存在
的問題進(jìn)行了綜合分析，對(duì)路基拓寬差異沉降和開裂機(jī)理的研究進(jìn)行了綜述，對(duì)目前高速公路拓寬改建工程中采取的消除差異沉降的各種技術(shù)措施進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
2)運(yùn)用有限差分方法模擬高速公路改造中舊路基直接利用的施工程，對(duì)路基不均勻沉降進(jìn)行流固藕合分析，從而研究舊路基直接利用引起
的地基和路基不均勻沉降規(guī)律。著重研究了加寬方式、新舊路基高度等多個(gè)因素對(duì)地基、路基及其差異沉降的影響規(guī)律。對(duì)地基初始固結(jié)進(jìn)行了計(jì)量和沉降盆進(jìn)行了分析;對(duì)由于偏心度不同而導(dǎo)致的地基路基最大沉降點(diǎn)的位置進(jìn)行了探討。研究發(fā)現(xiàn)，高速公路舊路基利用中，若不作處理，在新舊路基的拼接處產(chǎn)生的差異沉降最大。
3)基于離心加載方法，利用材料破裂過程分析數(shù)值計(jì)算方法RFPA，
模擬了高速公路擴(kuò)建工程中引起的路基路堤沉降、基層和面層縱向開裂過程，對(duì)單側(cè)、雙側(cè)不同拓寬方式及不同填筑高度情況下，路基向開裂機(jī)含舊路基拓寬改建沉降開裂機(jī)理及強(qiáng)夯工藝研究理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)路基縱向開裂易發(fā)生在新舊路基拼接處。新填筑路堤越高，其穩(wěn)定性越差，產(chǎn)生的不均勻沉降越嚴(yán)重，隨著新路基沉降滑移的不斷增加，路基路面產(chǎn)生的附加彎拉應(yīng)力和附加剪切應(yīng)力越大，附加應(yīng)力過大的直接后果就會(huì)導(dǎo)致基層產(chǎn)生縱向開裂，基層的裂縫進(jìn)而反射到瀝青面層引起面層縱向開裂。