基于交通安全的道路线型分析

基于交通安全的道路线型分析基于交通安全的道路线型分析 摘要 我国是交通事故频发的国家 交通事故率和事故 的严重程度已居世界首位 随着人们生活水平的提高 交通安 全问题已成为人们最关心的问题 本文分析了道路交通事故产 的主要原因和道路线形与道路交通事故的关系 提出了用布劳 斯曲线改进道路曲线的设计方法和道路线形设计的核查方法 以满足行车的力学性能 同时满足线形连续 指标均衡 视觉 良好 景观协调 安全舒适等要求 使道路曲线与地形和车辆 的行驶轨迹达到完美的组合 关键词 交通安全 布劳斯曲线 道路线形 我国是世界上黄土分布最广泛的地区 而且在我国西北地 区黄土地层也是最厚 最完整 分布连续 非常具有代表性 由于黄土湿陷变形具有突变性 非连续性和不可逆性 对 工程产生的危害严重 其主要原因是对黄土浸水后的变形特性 和浸水破坏机理认识不够 所以有必要对黄土浸水后的变形特 性和浸水破坏机理做进一步研究 建立系统的防治措施和设计 计算方法 从而减少黄土湿陷对各种工程的危害 1 研究现状 经研究 影响黄土湿陷性的微观因素主要有黄土的微观结 构特征 颗粒组成 化学成分 宏观因素主要有黄土的含水量 和上覆压力大小 对于微观因素的研究主要集中在以下几个方面 通过对骨 架颗粒的微观结构变形分析 认为黄土的湿陷过程就是骨架颗 粒的分解和重新排布的过程 而对孔隙的微观结构变形分析认 为黄土的湿陷过程是大孔隙破坏 中孔隙变形 小空隙 微空 隙增多 空隙比减小的过程 而对胶结物质的微观结构变化分 析认为黄土的湿陷破坏主要是土中骨架颗粒胶结的破坏 在外 力作用下 黄土颗粒原先的粒间胶结力遭到破坏 骨架颗粒脱 离原先胶结力的约束而重新排列 对于宏观因素的研究主要集中在以下几个方面 对于含水 量的研究表明 随初始水量的增大 结构强度连续降低 而且 在低含水量下的降低幅度远大于高含水量下的降低幅度 对于 上覆应力的研究表明 根据上覆应力的性质可分为自重湿陷性 黄土和非自重湿陷性黄土两类 前者是指那些在自重压力下浸 水湿陷的黄土 这种黄土浸水后对构筑物危害极大 即使本身 荷重不大的构筑物 公路 铁路和机场跑道 受水浸后也会下 沉 后者是指在土自重压力下浸水不发生湿陷 只有在一定附 加荷重下浸水才会湿陷的黄土 本研究项目是交通部西部黄土课题的延续 现场试验目前 基本已经完成 进行了部分室内试验 已经获得的试验资料包 括 黄土的物理性质 力学性质 化学成份和粘土矿物成份四 项 通过对于已有资料进行分析 确定湿陷系数与浸水时间 含水量的关系 2 试验内容 黄土具有特殊的工程性质 为了更好的了解黄土的性质 做好现场试验研究 在对黄土路基进行现场试验研究之前 对 所选定的银古路辅路 k13 140 200 试验路段黄土的物理 水理 及力学性质进行了现场取样和室内土工试验 共取 组原状土 样和 组扰动土样 本研究是交通部西部黄土课题的延续 1 土的物理性质试验 主要有颗粒分析试验 天然含 水量 天然密度和干密度 比重 孔隙比 饱和度试验 渗透 性试验和液 塑限等试验 2 土的力学试验 主要有直接抗剪强度试验 三轴排 水固结试验 无侧限抗压强度试验 压缩试验 3 土的化学成份分析 主要分析了黄土的化学成份 4 土的粘土矿物成份分析 主要进行了黄土的 射线 定量分析 5 黄土水理性质试验 渗透试验 湿陷试验 3 试验结果及分析从颗粒分析试验可以看出 该处地基土 的主要为颗粒均小于 0 25 mm 的粉状黄土 粉粒直径为 0 75 0 005mm 少数土样是以粘粒 0 005mm 为主的 粉质粘土或以粉砂粒 0 25 0 075mm 为主的粉砂 从黄土的 颗粒分析结果可知 该区黄土为近源风积为主 颗粒主要为粉 粒 含有较多的粉砂粒 3 2 黄土样物理性质试验 分别对 组原状土样和 组扰 动土样进行了土的物理性质试验 根据土的物理性质试验分析可知 该试验段粉状黄土的天 然含水量一般在 10 左右 天然密度 1 60 1 71g cm3 干密度 为 1 45 158g cm3 饱和度为 32 6 31 9 天然孔隙比为 0 697 0 848 说明该段黄土由于粉粒含量较高 并含有少量粉 砂粒 导致黄土具有较大的干密度和较小的孔隙比 并且具有 较好的透气性和透水性 所以该黄土具有较低的天然含水量 由黄土的稠度分析指标可知 黄土的液限较低 一般为 21 2 27 4 说明该黄土由于粉粒含量较高 在较低的含水量 时即可产生液化 导致黄土的湿陷和破坏 所以黄土路基的病 害防治应以防水为主 并辅以其它的工程措施 3 3 湿陷试验 湿陷试验表明 只有 2 1 和 3 2 两 个土样湿陷较为明显 为中等湿陷性黄土 湿陷系数为 0 03 0 07 之间 其他土样湿陷性均不明显 在对土样的室内研究中 除了对土样的一般物理性质进行 试验外 还对土样的湿陷性与浸水的关系进行了研究 不仅对 试验路段的黄土进行了研究 还对其它路段的黄土浸水特性进 行了对比研究 如黄土的变形量与浸水时间的关系 湿陷量与 含水量及饱和度的关系 为土工材料在道路病害中的防治方法 提供了依据 黄土浸水时间与湿陷变形系数关系 宁夏黄土的湿陷产生 和一般黄土的湿陷性质一样 均为快速形成 但不同地区由于 黄土的颗粒组成和化学成份不同 湿陷产生的速度不同 在西 部和北部地区 由于接近颗粒源区 颗粒直径相对较大 并含 有较多的可溶盐类 粒间接触以点接触为主 可溶盐充填 孔 隙类型以架空孔隙为主 在受到水浸后 可溶盐的运移需要一 个过程 产生湿陷的速度相对较慢 湿陷变形量也相对较小 大约产生湿陷的过程需要 10 20 分钟 而南部和东部地区黄土 颗粒较细 矿物颗粒多呈片状 孔隙多为絮状结构 易被压缩 而产生快速的压缩变形 导致湿陷的形成 而且湿陷变形量往 往较大 产生湿陷的过程较短 一般在几十秒内即形成大范围 的湿陷 当黄土处于干燥状态时 黄土的变形系数很小 当黄土的 含水量增加 变形系数随着含水量的增加而明显增大 当含水 量达到一定程度时 含水量增加而变形系数趋于一稳定值 然 后随着黄土的含水量的继续增加 到某一极限值后 黄土的含 水量增加 变形系数再次明显增加 在黄土的增湿变形过程中 黄土的变形系数变化经历了两 次快速增加的过程 第一阶段即黄土的含水量增加 黄土的变 形系数增大的过程 也即黄土随着含水量的增加产生湿陷的过 程 当黄土的含水量增加到 20 左右时 变形系数不再增加 即湿陷系数趋于稳定或逐渐减小 至含水量增加到 25 左右时 黄土的变形量基本稳定 湿陷性基本消失 第二阶段是当黄土 原含水量增加到 25 以后 随着黄土含水量的增加 黄土所产 生的变形继续增加 即黄土开始产生液化变形 在一定的压力 作用下 黄土颗粒间粘结力消失 产生快速变形而黄土产生结 构破坏 呈液态形式 这是黄土含水量增加产生液化的阶段 当黄土处于干燥状态时 黄土的变形系数很小 当黄土的 饱和度增加 变形系数随着饱和度的增加而明显增大 当含水 量达到一定程度时 饱和度增加而变形系数趋于某一稳定值 然后随着黄土的饱和度的继续增加 到某一极限值后 黄土的 饱和度增加 变形系数再次明显增加 这一规律与黄土的含水 量和变形系数关系一致 4 结论 本研究是交通部西部黄土课题的延续 研究重点湿对试验 数据进行整理 分析 从而获得湿陷变形系数于浸水时间 含 水量之间的关系 得出结论如下 1 黄土浸水初期 湿陷变形系数迅