（工程力学专业论文）黄河冲积平原区沥青路面分期实施技术应用研究.pdf

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高校教师攻读颈士学位论文：黄河冲积平积区沥青路面分期实施技术庸用研究 a b s t r a c t t h ea u t h o fb a v eb e e nd c v e l 0 d c dt h ea n a i v s i so fs o i li c x t l i f ec h 盯a c t e r j s t j ca n d t 1 1 ei n v e s t i g a t i 仰o f l 0 叫s t a t ej nt h e1 y 色l l o wr j v c ra l 如v i a lp l a 抽r c 画o n 卸dc o m 口l c t c d m es i l t ys o 缸p d i “卸a l ，一i 删t e s t ，t l l ef c i a t i v cd e n s i 可t 明t ，f h cb o u n d 缸ym o i s 岫他t 髂 t h es i a l l 删c o m p a c t i o nt c s 匕m p a c t i 叩t e s to fc h 锄百n g 、v o r k ，c o m p 佗s s j 蛳i c s b j c n i n gp i l i n g e 缸t h 加u g ht h ea b o v ei n y e s 石g a t i o s 锄dt i i c 北h i e 嘲c n t 卸a l y s i s ，t h c c o m p u 诅t i o n 柚dt h em h a n i s m 陀s e 缸c h ，i t sf o 咖dt l l a ti nl h ey b l i o wr i v c ra 托a 岫 g m u n dw a t c rl w e l i sh i g l l t i l es o nm o i s l u r c n t c 玳i sl a r g e ，t h ef 咖n db c a f i l l g p 阼跚r ei s1 0 w ，山cs o ns l a b i l i t yi sb a d t l i c 伊。岫dc o n s o d a t c dl j j ，i cj sl o n 岛a f i c r c o 雠仃u c i i 加t n i n gi sc 1 0 辩牡de v 锄s u f p 船s 嚣t h cs t 锄d a f dv a l u e ，r e 舭r d j n zt h i s 。 i 瞻d i 所印nt od e c 主d eh o wl oc o n s l n l c t i fm 髂s j n gt h eb o n o m ，h ec o s lw i l lb eh j 2 h 勰dt h et i m ew i b el o n 舀a 1 1 di t sn o te c o r 岫m i c ；i fn o tp r o c c 酶j n gt h i s ，a n c r c 0 嬲仃i i c d o ns c t t l i f l gw i l lb r i n gs o m ed i s e 船c s ，t l i i d u g hi h cs y i l t l l c 石cs m d yo fp r c s e n t r o a d b e d 卸dt h cr o a ds u r f a c ec o r i l a t i o ns t a n d a r d ，l i 月血to ft h ea c t l l a ls i t u a t i j n s h 壮d 衄gp r 钾i n h i g i l w a y n s t 邝d i 0 i i ，t h e 北s e a r c hf r e c h o l o g yo fh i 曲w a y b j “m i n o 懈p 钾c m e n lm es t a g e dc o n s t n l c t i o n ) p r o p o an e wp r o c c d u 圮t h a ti ni h e h i g h w a yc o n s 岫l c t i o ni nm cy b l l o wr j v e ra l i u v i a t i v ep l a i na r c a u n d c rt l l e 窑e n e r i c n d i t 主o n ，i td o c sn o tm a k e 陀i n f o r c e m e n lp r o 踌j n gt ot h eg r o 岫d c o n h d l ss t f i c t l y w i t ht h cr o a d b e d 卸dt h ei n t e n n c d i a t ci a y e fc o n s t r u c t i o nq u a l i t y o p e n sd i et r 删c 赶t c r t h ei l l t e i i i l e d i a t el a ”rc o m p l e t e d ，t h 吼i l i l p i c m e n t st h c 鲫血c el a y c fw h c nt h eb a s ei s s t a b l ea f t 既t l l co p e n t i o n1 船t c dc c r t a ma g c s t h i s 的p i cm a i l l 托s e a r c h sa n d 1 u t e st l l e r e l a t c dt c c l l n j c a lq u c s 廿0 na t o u tt h en c w 讲d d u 佗，i c l u d i n 辱t h es o 丑t c x t u c h a r a c t c r i s t i c 姐a l y s i so ft h cy 毫n o wr i v e ra l l u v i a lp l a i l i 聆g i o n ；m ep m i c c t c h 甜a c t l 耐鲥cf e s e a f c ho fl o wl i q u i dl i m ns i l t y 蚰i l ；t h eg f o u n d n l j gc o m p u t a t i o n a n a l y s i so ft h ey e l l o wr i v c ra l i u v i a ip l a i nr c g i o n ；t h ct c c h n o l o g yo fh i g h w a y b j t u m j n o u sp a v 锄e n tt h cs 协g c dc m s t m c e i o n ；t h er c l a t e dq n e s 矗o na n dp r o c e s s i n e m e a s u r co ft l l eb i t u m i 肿u sp a v e m e mt l - cs t a g c dc o n s t 兀i d i o n 1 h i sr e 辩a “hh a y c p r o v c n t t l c f c 鹤i b i l i l y o fi n l p i e m e n 协t i 册t s t a 鲥t e c l l i l i c a l ，p 唧o dm a t t e 晤 丑e e d j n ga t l e n t j o d u n gl h e 矗巧t 卸dl h e 龋蚰n ds l a g co fc o n s t n j c “硼，b c 姐d c a r a b o u tt h ep m c e s s i n gm e 船u 碍o ff h cr c l 矾e dq u 嚣d o n s ，d c t e m i n c dt h c n c r c t ct i m c0 f t h es e c o n dp h a s ci m p l e m e n t 砒i o nt h r o u 曲t h et l l e o r e t i c a ic a l c i l l a t i o n 柚dt h e6 e l d o b r v a n o n ，a n da c h j e y e dt h ef i l n c t i o nt l l a tt h i sf e s e a r c hr c s u i t s ni 吣t m dp 巾i e c t p m c t i c c a f l c r t h j st 叩i cs t u d i e ds u c c e s s f u y i lc a nb ew i d c l ya p p l j c dl dt h ch i g l l w a y n 髓n i c l i o n 主nt h cy c l l o wr j v e ra 】l u v i a t i o np l a i na r e a ，s i m l l l t a n u s l yi ta l s om a yb e a p p l j e d1 0 t h ea f e aw h e 碍t h e 粤d u n dj s tg o o di nt h e u t h ，的t h ca p p l i c a 曲n p m s p e c tw i j ib eb r i g h t k e y w o r d s ：t h es t a g e dc o n s t m c i i o nt e c h 1 0 9 ；t h cy c l l d wr i v e ra l l u v i a lp l a i n 碑昏佣； s i l to fl o wl i q u i d m i t ；a d b c d ；c o m p a 甜o np r o p c r t y ；c o n s t 兀l d i 0 t e c h i l i q u e s 2 第一章绪论 第一章绪论 1 1 高速公路发展现状及研究意义 高速公路作为基础设施是世界各国发展公路交通的必然趋势，也是我国公路交 通实现现代化的必由之路。我国高速公路建设在起步较晚，但发展迅速。尤其是八十 年代以来，高速公路取得了突飞猛进的发展，。七五”期问建成高速公路5 2 2 公里，实 现了高速公路零的突破，“八五”期间建成高速公路1 6 1 9 公里“九五”末高速公路通 车里程达到1 5 万公里，位居世界第三位。但是，与欧、荚、日等发达国家相比，仍 有较大差距，主要是：一是公路密度低。高速公路占公路通车里程比重较小截止2 0 0 0 年，美国公路密度每百平方公里为6 7 公里，英国为1 6 0 公里，法国为1 4 7 公里，日本 为3 0 3 公里，印度为6 7 公里，而我国为1 3 9 公里发达国家高速公路占公路通车里程 比重约达1 5 ，如加拿大为1 8 8 ，德国为1 7 2 美国为1 3 7 ，而我国仅为1 1 4 ： 二是高速公路网络不完善，由于我国高速公路是根据总体规划分期建设的，大部分项 目里程较短，分布零散，没有形成长距离的运输通道，未能形成高速公路网络高速 公路快速，安全，高效的特点没有充分发挥出来，影响了整体效益的发挥：三是高速公 路的建设滞后于经济的发展。现有的高速公路远远不能满足社会经济发展的要求特 别是在经济发达的沿海省份、中西部地区部分交通干线上，交通拥挤情况十分严重， 阻碍了商品的流通和经济发展“1 。 鉴于此党中央、国务院提出以发展为主题，进一步加快公路交通基础设施建 设，交通部提出“2 0 0 5 年两横两纵三个重要路段全部建成，五纵七横国道网 建成8 羁以上，公路通车里程达到1 6 0 万公里左右，其中高速公路2 5 0 0 0 公里”根据 国家的统一部署，我省提出了“五纵连四横，一环绕山东”的公路交通宏伟蓝图，力 争“十五”末，高速公路通车里程达3 0 0 0 公里，2 0 1 0 年达3 9 0 0 公里，实现省会济南 3 高技教师攻读硕士学位论文：黄河冲积平原区沥青路面分期实施技木鹰用研究 与各地市之间均有高速公路连接。 综上所述，我国特别是我省高速公路建设仍保持快速发展势头。为此，进一步 研究和总结高速公路建设管理经验，对今后高速公路的建设具有十分重要的意义。 i 2 课题立题背景和研究思路 l2 1 课题立题背景 众所周知，高速公路建设耗资巨大，不同的地基地质情况，对其造价工期及 工程质量均有较丈影响，一般来讲，山岭、微丘地区地质情况相对较好，工程建设无 地基下沉之后患；在软土地基路段，必须投入大量资金对地基进行处理个别路段用 于地基处理的费用甚至高于路基路面的建设费用，黄河冲积平原地区的地质情况处于 二者之问，试验表明：该地区地下水位高，土质含水量大，地基承赣力较l 爵，质稳 定性差，地基固结稳定时问长。工后沉降接近甚至超出规范规定容许工后沉降值。对 此，建设时很难下决心，若处理造价高工期长，得不偿失l 著不处理其工后沉降又 会带来一些病害。 由于我省地质情况复杂，黄河冲积平原约占全省陆地面积的5 0 ，且该地区河流、 沟渠众多分布广而我省规划建设的高速公路有相当多的项目均在该地区鉴于此， 该问题如何解决? 值得认真总结一下这方面曲经验及对策。 在已投入运营的2 0 0 6 公里高速公路中，一般均未采取特殊的技术处理措施，既 降低了工程造价的同时。又缩短了工期，为我省高速公路建设良性循环创造了良好条 件从公路运营情况看总的来讲，高速公路建设质量是好的。但是，经调查发现。 已运营高速公路特别是黄河冲积平原区的高速公路存在的主要问题是桥头跳车和局部 路面不均匀下沉现象这些问题的存在。一是影响了行车的安全、快捷、舒适程度， 降低了高速公路的服务水平二是给养护管理工作带来7 些困难，另外也造成了一 定的社会影响。对此，山东省交通厅、公路局对此问题十分关心和重视。那么，在黄 河冲积平原地区修建高速公路，能否在节约投资的前提下，保障按期高质量地完成高 4 第一章绪论 速公路的建设任务维护我省公路交通的良好形象，成为摆在广大工程技术人员面前 的一个急需解决而又不可回避的难题。 黄河冲积平原沥青路面分期实施技术研究就是针对黄河冲积土的地质和高 速公路路面结构的特点，利用堆载预压加周原理而展开的科学研究，其目的就是探索 一条解决这难题的科学，经济、合理、实用的有效方法。 l - 2 z 课题研究的思路 高速公路沥青路面分期实施技术，就是综合研究现行路基、路面相关规范，结 台我省高速公路建设中的实际情况，提出在黄河冲积平原地区的高速公路建设中，一 般条件下。不对地基擞加固处理，严格控制路基与中面层的施工质量，中面层竣工后 开放交通，运营一定年限地基稳定后，再实施上面层的新做法。该课题主要研究解决 与之有关的相关技术问题。 i 1 3 国内外对粉性土填筑路基压实研究状况 1 3 1 国外对粉性土填筑路基的压实研究状况 国外对粉性土的压实研究较少。河南省交通科学技术研究所的孙淑勤等在中， 日公路土质路基压实控制方法比较”1 一文中，阐述了日本的土质路基的压实控制方 法：根据土的级配( 7 5 u m 筛通过量) 划分控制标准，对7 5 u m 筛通过量在2 0 以上的土 用空气率圪控制，对7 5 u m 筛通过量不足2 0 的土用密度比屏控制，详细规定见表1 1 。 表中的密度比法与我国的压实度试验方法相同与我罾方法不同的是空气率法。 空气率的计算公式，可由土的三相体组成导出； 叫，o o 一芒( 等+ m ) 】x u 。 式中：匕一空气率，； n 一一千密度，g 3 。 y 。一一水的密度，g 3 5 高校教师攻读硕士学位论文：黄河冲积平原区沥青路面分期实簏技术应用研究 一土的含水量，； g 。一土的颗粒密度。 表1 1日本土质路基压实标准和控制方法 娄 戚 尉 宴度 i 青木率 标 孔熏摹 *ht 如wl 0 璁士的密鹰轴青本 * 库 棚的土墒试验 量域验 上层 *自；m m z 魔皿 准x 鞋 瑰 土密鹰矗音木 以9 7 * i捌胂土詹母试肇量茸尊 麻 标 ，o 片玎_ 孔宰吒试验 理 2 0 * 时 赡翻的土羹埒试t盛 t 1 3 t 屡 标女| # 堆试 厦以 准试t 曩 耐甜士蚜试譬量试鞋 月# 重试 障事e准试磕 ，口he 现的密度音木 瞎囊插试验2 0 * 时l l ， 层# 密比d 。准试t 控琨土的密度厦盲 略的土詹* 试畦量试鼙 疆 孔霄$ v 5 0 hv - b o 木$ 目蜃 2 0 hy i 1 3 f 屠标 密廛叱d -准哇啦骢 现的膏虞置古木 场试 也就是说粉性土( o 0 0 7 5 肋颗粒含量超过2 0 鼍) 路基的压实控制方法采用妇 来控制。其它国家的学者对粉性土本身的压实性能研究的甚少，大都集中在压实方 法探讨上。美国的a n o n 论述了强夯法在蒙太拿洲际公路上的使用情况。该公路的路 基为松散干燥的冲积砂和耢土，厚为2 0 至2 5 英尺。在压实过程中，采用重1 5 t 直径6 英尺下落高度为6 0 英尺的落锤。研究认为，该压实方法对处理有较深沉积 6 第一章绪论 的砂和粉士的路基是一种经济有效的方法这种方法与传统的压实方案相比，估计 可节约6 0 0 ，0 0 0 美元”1 。同样的方法可以用在古老的坝体基础的加固上。美国怀 俄明州的j 8 c k s o n 湖坝，由美国开拓局的先驱者于1 9 1 6 建造。它是美国最具自然风 光、景色优美的旧坝之一，在保证坝的安全和改建工程过程中，几乎没有新的方法 和技术，而深强夯法可以用来加固坝体的基础。大坝由6 5 英尺高，2 2 7 英尺的砼溢 洪道和土坝堤组成。一个坝堤仅有1 5 0 英尺长。4 0 英足高，较高的北坝堤为4 5 英尺长，该坝堤为水力冲填坝，由饱和的、松散的、无粘性材料筑成。基础是由固 结性差，细粒径的粉土和砂土组成。南非的- a 1 1 e g s ，m 研究认为，通过垂直的和水 平振动的深压实可以加固无粘性材料和加密细砂”。r o u i n s 时l em 研究了砂质 粉土强夯法施工的最佳含水量。他采用现场试验的方法配制土的含水量范围为 6 2 0 ，压实所用的锤重为4 5 4 吨，落距2 4 3 米。压实效果用以下方法来评价； ( 1 ) 锤坑的深度( 2 ) 压实前后的贯入试验( 3 ) 压实前后未扰动的土样。压实效果 随含水量的增加而提高直到大约1 7 时最大，然后开始降低7 d u m a s ，j e a nc ， 介绍了饱和粉土和粉土砂采用强夯法施工的工程实例。文中描述了该方法用于改善 土基的臆工要点“”。l ih u a 研究了细粒土完整的压实曲线和它的特性，并拟台了 曲线的关系式。该式可以量化压实曲线的形状、尺寸和位置。它可以描述压实曲线 从干到湿状态的变化情况，并可预测给定土质在不同压实功下的压实曲线族。公式 中所有的参数都有特定的物理意义1 。 1 3 2 国内粉土墒筑路基的压实研究状况 粉土按形成原因可以分为风成粉土，水成耪土，残积粉土。其中水力耪士是指在 水力作用下。土体经长途携带沉积的耢土。在我国，水力成因的粉广泛分布于冲 洪积平原、河流三角洲、沿海平原地区。山东省境内的滨洲地区、菏泽地区，东营地 区、聊城地区、德州地区，济宁地区、济南地区等有太面积的黄河冲积粉分布，约 占全省陆地面积的5 0 。我省规划建设的高速公路有相当多的项目均在该地区，因此 该课题的研究对我省高速公路的建设具有较大的现实意义。 7 高技敦师攻谴硕上学位论史：黄河冲积平原区i 9 j 青路面分期实施技术应用研究 河北省电力勘测设计院的马有何对饱和粉土的物理力学特征进行了研究，指出粉 土系介于粘性土和砂土之间的一类土。它与粘性土以塑性指数i p = l o 为界，与砂土以 粒径0 7 5 m m 、百分含量5 0 为邻工程性质较为复杂。其粒组成份中，0 0 5 m 0 0 7 5 m m 与o ，0 0 5 0 0 5 m m 的粒组占绝大多数。这类十既不同于枯性土，又有别于砂土。水与 土颗粒之间的作用明显异于粘性土和砂土，土要表现“粉粒”的特征。随着颗粒的组 成( 或者说塑性指数) 的不同，其工程性质有转折性交化“”。河南省商歼高速公路 建设有限公司的叶东升等对商开高速公路粉性土路基填筑技术进行了研究，指出粉性 土是一种较难压实的土，试验证明恰当地使用振动压路机，合理地控制含水量可以使 其达到规定的压实度。冲积碾对本次试验段粉性土的压实效果不明显。粉性土路基表 层铺设低剂量的水泥土补强层可以使土基模量有所提高，并使粉性土路基表面的模量 及弯沉检测得以实现1 。北京建筑工程学院的刘肇生根据对粉质路基士在六种不同 击实功作用下所得击实试验数据的分析，论述了“经济击实功”的存在，并对指导路 基压实有现实意义。通过计算，分析击实功的提高引起土体有关物理指标的变化规律， 强调饱和度在击实及压实中的重要意义“”。西安公路交通大学的申爱琴等以邯( 郸) 一临( 清) 公路工程中的路基关键技术问题为研究目标。对含砂低液限粉土的物理、 力学性能及振动压实规律进行了全面系统的科学试验及理论分析，探索了粉性土填筑 路基的压实机理及影响因素，提出一套行之有效的粉性士路基压实施工工艺。他们认 为在粉土地段修筑公路并通过振动解决路基压实问题是可行的，关键是要采用适当的 压实设备，保证路基具有足够的强度及稳定性；粉土压实机理不同与传统压实理论， 采用振动压实选择适当参数，则可消除土气体屏障，达到密实状态；粉土填筑路基 时应分层填筑动、静结合压实，采用先动后静、先强振后弱振、先低速后高速的振 动压实方法“。沈铁建设集团路桥公司的孙丽杰对高含水量低液限粉土路基施工做 了研究袍指出：通过合理选配施工机械、降低天然含水量、合理选用压实方法、解 决取土场黏土夹层，加强成型路基雨季防护的办法，进行高含水量低液限粉土路基施 工，达到高速优质施工的目的“”。郑州市公路工程质检站的魏五洲等通过粉土的物 理力学特性的分析和讨论，指出了在粉地区用粉性加固土做干线公路路面基层造成 8 第一章绪论 的破坏机理和产生的主要路面病害- 在此基础上，提出了适合该迪区的公路路面基层 结构形式和基层类型“。原山东工业大学的商庆森等对黄河冲积粉土的路用性能进 行了研究，用正交试验法研究了二灰稳定黄河冲( 淤) 积粉土的压实性能、配比关系 强度生成和增长特点，抗冻性及强度增强问题。并探讨了强度和形成和强度增强的机 理。为黄泛平原区的道路结构层的配比设计和施工提供参考“”西安公路交通大学 的陈忠达、张登良基于塔克拉玛干沙漠地区筑路的实践，分析了风积沙路基( 沙基) 的击实特性及压实动态性能，探索了沙基的压实机理。他们认为；风积沙压实过程与 粘性土、砂性土有明显不同，在低含水量( 。；1 左右) 时，可获得较大的密实度， 这是干压实的理论基础；沙基压实特别强调压实功艺，振动压实可获得很好的压实效 果，是沙基于压实最理想的方法”。铁道部第十六工程局一处的耿福志针对神延线 风沙路基实际，介绍了风沙路基的施工方法，施工工艺和路基防护措施，特别对风沙 路基的压实方法进行了说明他认为细砂对振动最敏感，故优先选择振动压实机械。 在风沙地区施工特别应注意碾压工艺，遵循先静后动，先轻后重，先快后慢，先两边 后中间的原则进行。 综上所述。国内外学者针对粉性土及风积沙的特点，提出了适宜的压实方法，以 满足现行规范规定的压实度标准的要求而对粉性土本身压实性能的研究，压实机理 的内在分析，合理的压实标准的确定。路堤本身的压缩变形量及经济有效的施工工艺 等论述较少，课题对上述问题进行了深入的研究。 1 3 3 公路路基压实控制方法( 标准) 及存在的问题 1 3 3 1 我国公路土质路基压实控制方法 我国多年来一直采用压实度指标来控制路基施工的质量。所谓压实度，是指工地 碾压时达到的干容重与相应的室内标准击实试验得到的晟大干容重之比，亦即 胙丝一l o o ( i 2 ) “一 其中h 为工地碾压时达到的干容重y d m ，为相应能童的击实试验得到的最大干 9 高控教师攻读硕士学位论文：黄河冲积平原区沥青路面分期实旆技术成用研究 容重。 我国的公路路基设计规范，公路路基施工技术规范“”中，给出了土质路堤 的压实度不低子表1 2 的标准。 表1 2土质路堤压实度标准 压实度( ) 路面底面计起深 填挖类型 高速公路、一 度范围( c m ) 其他公路 级公路 上路床 0 3 d c m9 59 3 路 下路床 3 0 一8 0 c m 9 59 3 堤上路堤 8 0 1 5 0 c m9 39 0 下路堤 ) 1 5 0 c 口9 09 0 零填及路堑路床0 3 0 c m9 59 3 由压实度的公式可见，量值越接近于l ，表示对土压实量的要求越高。但是 其中r 4 一的确定最为关键目前厨内有关规范对填土最大干密度，均规定用室内标准 击实试验获得室内标准击实试验试验仪器采用击实仪，通过调制不同含水量的土 科，经击实后求出不同含水量下的干密度，做出干密度和含水量曲线( 击实曲线) ，在 曲线上求得土料的最大干密度r 加。及相对应的最佳含水量“印由标准击实试验求最 大干密度及相应的质量控制标准，自建国咀来，在我国岩士工程界得到了广泛的应用 各地积累了丰富的经验，无疑对压实填土的质量控制起到了一定的作用。但是，由标 准击实试验得出的最大干密度及其所积累的经验，是对应于我国大型机械化施工设备 初级低能级阶段，适应于我国建筑工程较小荷载阶段。随着我国轴载和交通量的增加 压实填土大型机械化设备的更新和换代越来越多的超重型碾压振动设备得到广泛应 第一章绪论 用，并且有着越来越重、振动能级越来越高的趋势。超重型高能级的施工设备，其重 量大，激振力商，单位面积上击实功远大子标准击实试验的击实功，甚至高出数倍。 因此，传统的标准击实试验推求的质量控制标准。与此不相匹配。建议随着岩土工程 技术和施工设备的发展变化及时修正压实填土最大干密度的试验标准及质量控制标 准“关于台水量的控制，在路基施工技术规范中规定了。细粒土、砂类土和砾石 土无论采用何种压实机械，均应在该种土的最佳含水量2 以内压实，由于不同粘粒 含量的土。其最佳含水量与稳定时的含水量( 即理论最大干密度对应的含水量) 差值 不同，统一规定在最佳含水量2 以内压实是不合理的。在公路工程质量检验评定 标准“”中的土方路基的验收项目中并没有对含水量提出具体要求亦即路基验收时 只要路基的压实及弯沉等合乎要求，不论含水量大小，均认为合格。用单一指标一压 实度控制土的压实质量存在不确定特征。不能真正体现压实土的内在质量，应在控制 指标中计入含水量的影响“”或采用其他的指标，如空气率肠来控制。这是因为细 粒成分多的土( 如粘性土、粉性土等) ，水的浸入使土体古水量增加，强度降低压实 时土的含水量与天然稳定的古水量差值越大，水的浸入量越大，路基越不稳定。因此 在道路使用期问路基可能浸入水的情况下，对于细粒成分较多的土不宣在含水量小 的情况下压实。而压实度法不能正确反映土遇水的这一特性。如图1 2 为幕牯性土击 实益线，对应于某一压实度有一确定的千密度。对应的千密度要求的含水量甜在 脚 l l 壹堡塾堕堡堡堡主兰垡垦塞! 夔塑登篓! 堡垦塑童些墅坌塑兰堕垄蔓釜鲨翌里旦一 口： 内变化，对应这个含水量区间空气率虼也存在 匕t ，匕打t 且疋t 3 oj 里程数1 4 9 9 27 ，9 7 21 百分率9 4 9 55 0 5i 2 2 ，2 运营2 3 年后路况调查 为确切掌握路面使用现状，评定路面使用质量，我们对济聊路德州段路面的强 度、平整度等主要指标进行了检测，对相近地质情况的济聊路德州段，聊城段及菏东 路的路况进行了详细的调查，具体情况如下 1 、路况调查报告 ( 1 )济聊路德州段路面强度的调查 路面强度的调查指标为路面弯沉值，原路面允许弯沉值l r = 0 5 0 ，我们采用自 动弯沉仪测量回弹弯沉值所测数据表明路面强度符合要求。 ( 2 )济聊路德州段路面平整度的调查 第二章黄河冲积平原地区士质特性分析及路况调查 路面平整度的调查指标为国际平整度指数( r r i ) 我们采用车载式颠簸累积仪快 速检测，具体数据如下： 验收标准及结果( j t j 0 7 卜9 8 ) l合格不台格 l验收标准( i r i )2 0 2 0 l里程数1 2 7 1 5 93 3 8 0 0 i百分率 7 9 0 0 t 2 0 9 9 9 5 值及统计结果 验收标准5里程数( k m )百分数( ) 6 1 23 3 8 0 02 0 ，9 9 9 6 1 2 1 2 7 1 5 97 9 0 0 l 6 1 01 0 0 3 5 9 6 2 3 5 l 6 0 86 4 5 5 94 0 1 0 9 5 o 6 1 9 6 9 6l z z 3 7 5 0 40 2 3 d0 1 4 3 6 平均值1 0 4 9 9 3 0 6 1 从平整度捡剽情况看，济聊路运营后平整度指标变化较大。 ( 3 ) 桥头跳车的调查 对济聊，菏东两高速公路的桥头变化情况的具体调查报告如下： 济聊公路桥头跳车调查表 序 桩号南幅( c m )北幅( c m ) 号 东侧西侧东侧西侧 lo + 0 1 32 51 4 2 4 l2 20 + 5 7 i 3 51 21 71 4 3k 1 + 0 7 11 21 o o 1 0 4k l + 4 0 02 3o 6 1 o 2 0 5k 2 + 1 0 0 1 51 21 2o 6k 2 + 8 0 02 01 2 o 6 1 0 7k 3 + 0 5 91 31 01 30 7 8k 5 + 6 0 01 0l ioo1 0 9 k 6 + 3 0 0 1 81 3 1 0 o 5 1 0k 6 + 6 0 0o 5o 51 o1 0 1 lk 1 4 + 7 5 01 00 50 81 2 1 2 k 1 5 + 9 6 10 50 62 5 0 1 3kl 7 + 2 0 02 o2 01 31 0 1 4k 1 8 + 3 5 03 52 53 02 0 高技教师攻读硕士学位论文t 黄 可冲积平原区沥青路面分期安施技术应用研究 1 5k 1 8 + 5 0 01 2 1 7 2 21 0 1 6k 2 0 + 1 5 0 1 80 80 80 8 1 7k 2 l + 3 0 02 0 0 0o 1 8 k 2 1 + 6 0 0o1 5o1 5 1 9k 2 3 + 5 0 02 7l - 8 1 2 1 8 2 0k 2 4 + 0 0 0i 00 51 81 8 2 1k 2 4 + 6 0 01 8 1 6 2 01 8 2 2k 2 4 + 6 9 20 6o 5o 6 o 8 2 3k 2 5 + 1 2 01 81 oo 6o 8 2 4k 2 5 + 7 9 20 61 8l ，81 7 2 5 k 3 0 + 0 8 00 5o 5 0 51 8 2 6k 3 l + 2 5 01 00 31 01 2 2 7k 3 2 + 1 0 01 00 50 21 o 2 8 k 3 3 + 9 0 00 80o ，8 o 2 9k 3 4 + 8 0 0o0l o0 5 3 0k 3 6 + 1 0 01 0o0 5o 3 1k 4 6 + 5 3 01 00 80 71 z 3 2k 5 0 + 5 3 52 o1 2l00 8 3 3k 5 3 + 5 7 60 80 5o 3 1 ，o 3 4 k 6 4 + 2 6 01 o0 9 0 61 8 3 5k 7 0 + 5 5 0o 60 5o 60 8 3 6k 7 4 + 8 0 01 oo0 8o 3 7 k 7 5 + 4 0 02 01 00 8 1 2 3 8k 7 7 + 5 3 42 71 81 21 8 3 9k 7 9 + 9 0 03 51 21 71 0 4 0k 8 0 + 5 0 0 2 51 4 2 4i o 4 lk 8 3 + 6 0 01 oo 51 81 8 4 2k 8 6 + 4 5 00 5o 51 o0 5 4 3k 8 6 + 1 8 00 61 81 80 7 4 4 k 8 8 + 1 0 01 2 1 72 01 0 4 5k 8 7 + 3 3 0 0 7 o 6o 3o 9 菏东公路桥头跳车调查表 序 桩号南幅( c m )北幅( c m ) 号 东侧西侧东侧西侧 lk o + 8 0 0o 0 8o o 4 2k o + 9 9 800 8o1 4 3 k l + 3 3 6 1 0 1 2o 61 4 4k 1 + 9 9 9i io 3o 30 9 5k 2 + 4 7 00 90 600 3 6 k 3 十3 3 61 5o 31 2o 5 第二塞黄河冲积甲碾地区土质特性分析及踌况调查 7k 4 + 0 1 00 3o 30o 2 8 k 4 + 4 5 20 8 0 5o 30 4 9k 5 + 0 1 01 20 60 71 0 l ok 7 + 1 6 6 o 5 o 4o ，3o 3 l ik 7 + 7 4 01 21 5 1 6 1 2 1 2k 8 + 1 7 9o 30 30 20 3 1 3k 9 + 8 0 0 0o 0 3 0 1 4k 1 0 + 4 1 10 0 1 1 0 1 5k 1 1 + 4 6 2o 40 7oo 3 1 6k 1 2 + 7 4 31 41 02 01 1 1 7k 1 3 + 7 0 01 00 5 0 9 o 8 1 8k 1 4 + 4 5 8o0o 5o 1 9k 1 4 + 7 4 40 30 5 o 5 0 2 0k 1 5 + 5 0 0 0 0o ，70 5 2 lk 1 6 + 0 8 01 80 5o 70 2 2k 1 6 + 4 5 01 5 1 5 1 51 o 2 3k 1 6 + 8 1 00 500 50 2 4k 1 7 + 3 8 01 01 50 51 0 2 5k 1 7 + 8 5 01 51 20 9l ，3 2 6k 1 9 + 1 9 000 4 o 50 2 7k 2 l + 9 5 0 o0 00 5 2 8k 2 4 + 3 0 01 o2 0o 51 5 2 9k 2 4 + 4 5 00 。8 l t5 o 8 1 。5 3 0k 2 5 十8 5 01 2o 51 50 3 1 k 2 6 + 0 0 0 1 2 o 51 5 0 3 2k 2 6 + 7 2 0o 31 0o 30 3 3k 2 7 + 7 9 002 0o1 5 3 4k 3 l 十3 8 0oo 5oo 6 3 5k 3 2 + 5 0 00o0o 4 3 6 k 3 3 十1 9 01 4 l - 7 1 7 1 3 3 7k 3 3 + 4 1 00 50oo 3 8k 3 4 + 1 3 00000 3 3 9k 3 6 + 0 7 0 1 7l ，5i ，71 o 对济聊，菏东路桥头润查表明：黄河冲积平原的高速公路的桥头跳车现象具有 普遍性。 ( 4 ) 路面病害的调查 a 、路面坑槽。济聊公路、菏东公路基本没有路面坑槽。 b 、路面泛油。路面泛油主要表现在路面呈现沥青膜，发亮。镜面，有轮印，济聊 路德州段调查面积l l o o 2 。聊城段调查而积1 8 0 0 m 2 ，菏东公路调查面积1 2 0 0 m 2 ，主 高控教师攻藏硕上学位论丈! 黄河冲积平原区沥青路面分期实旌技术应用研究 要集中在行车道和紧急停车带位置造成原因主要是油污染。 c ，路面裂缝，济聊公路德州段发现裂缝】2 0 道共1 2 6 0 延米，聊城段发现裂缝2 0 6 道共5 1 0 0 延米，菏东公路发现裂缝9 8 道1 1 8 0 延米。其主要表现在缝壁无散落，无支 缝。 箕主要原因是地基不均匀沉降引起的。 2 2 3 黄河冲积平原地区高速公路路况调查结论 通过对黄河冲积平原竣工的部分高速公路路面主要技术指标检测以及运营2 3 年 后路况的调壹情况看黄河冲积平原修建的高速公路旌工质量较好，杜绝了沥青路面 的早期损害和前修后坏现象，但路面平整度指标变化幅度较大，特别是桥头跳车现象 普遍，个别桥头跳车严重。沥青路面产生缎向裂缝，一定程度上降低了高速公路的服 务水平，产生了不良社会影响，也给公路交通部门带来了巨大压力，应引起高度重视。 2 3 黄河冲积平原地区的路况变化原因分析 经分磬亍造成路亟平整度下降的主要原囚是由于桥头沉陷和局部路基不均匀沉降 造成的，造成桥头沉陷和局部路基不均匀沉降的原因有以下几个方面。 2 。3 1 工程地质方面的原因 黄河冲积平碾在地质、地形等方面有其特殊性，主要表现在局部具有低洼地带。 地势平坦、开阔、起伏较小，该区域地貌单元发育形成近代第四系冲积层，地下水位 商，埋深d 5 4 0 m 之阃，地下水为清水，由于地下水的发育，下部土层被软化呈软弱 地层，其物理、力学指标较低因此地基承载力较低。在工程施工过程中，没有采取 必要的措旌，是造成路基不稳定的主要原因之一。 从济南绕城东线、东港路，济聊路三条高速公路建设运行看，济南绕城衷线高速 粉喷桩加固段，工后沉降量很小，路面运行质量较好，整体质量优良东港路经过近 五年的运行，出现不同程度的沉降，加固处理后的软弱地基路段，路基沉降较小，没 出现较大的路面病害，而对于一般性路段，工后沉降较大，最大处沉降达1 6 厘米，路 2 6 第二章 黄河冲积甲原地区土质特性分析及路况调壹 面开裂，剥落较严重，虽经挖补维修，但仍未彻底消除病害根源。济聊路采用分期路 面实施技术，从运行看。总体效果较好，没有出现大面积的病害，既节约了投资，又 保证了公路的畅通。 通过工程验证，在黄河冲积平原区建设高速公路，对于承载力低，沉降量大的 特殊地段需要进行加固处理，且效果较好但加固费用较高一般路段虽然总沉降小 于规范要求，但由于固结较慢，冈此工后沉降相对较大，按常规方法施工后路面开 裂、晕i 落，强度下降，桥头跳车现象较严重，增加了维护费用，适宜采用路面分期实 施技术建设 2 3 2 施工方面的原因 在黄河冲积平原地区修建高速公路，因土场水位高，征地困难等原因经常造成 土方工程滞后有的路段当年筑路基当年修路面，致使高填路基没有设计的预压期 同时在工翟施工过程中由于施工单位质量控制与技术管理方面的原因。也给路基的 稳定性带来了隐患。 2 3 3 车辆超载方面的原园 济聊公路是晋煤东运的主干线，运煤车辆超载严重，有的车辆总载重量达百吨 根据统计结果来看，运煤车辆占到济聊公路通行车辆的2 0 。大量超载车辆的通行 也是造成桥头路基沉降的原因之一。 2 3 4 路基排水方面的原因 因黄河冲积平原地处黄灌区，所跨越的河流较多，部分边沟常年有水，土基含 水量