老路基结合部处治技术课件

1、图图1-2 外部稳定性分析（外部稳定性分析（Fellenius分析法）分析法）(据文献据文献4)图图1-1 内部稳定性分析（内部稳定性分析（2楔块模型）楔块模型）(据文献据文献4)图图1-3 加筋拓宽施工过程加筋拓宽施工过程(据文献据文献4)图图1-4 老路边坡台阶开挖老路边坡台阶开挖(据文献据文献4) b-ob-n新路基老路基hh基路老基路新b-nb-oa 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-1 挖方老路基挖方老路基+挖方新路基挖方新路基b-ob-n老基路h新基路b-ob-n老基路h新基路a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-2 挖方老路基挖方老路基+填方新路基填方新路基b

2、-ob-nh老基路新基路b-ob-nh路基老路基新b - ob - n新路基老路基hhb-n路基新路b-o基老a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基 图图2-3 半填半挖老路基半填半挖老路基+挖方新路基挖方新路基a 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-4 半填半挖老路基半填半挖老路基+填方新路基填方新路基b - ob - n新路基h老路基b - ob - n基路新基路老ha 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-5 填方老路堤填方老路堤+挖方新路基挖方新路基b - o老路基b - n新路基hb - ob - n基路老基路新ha 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-6 填

3、方老路堤填方老路堤+填方新路基填方新路基b-ob-n基新路基b-n基老路新路h基基基路老路新路新hb-nb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-7 挖方老路基挖方老路基+两侧拓宽新路基两侧拓宽新路基b-ob-n新路基老路基路基新b-nh新基路h老基路新路基b-nb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-8 半填半挖老路基半填半挖老路基+两侧拓宽新路基两侧拓宽新路基b-ob-n新路基新路基b-n老路基hhb-ob-n基路新基路老基路新b-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-9 填方老路堤填方老路堤+两侧拓宽新路基两侧拓宽新路基h新老基路基路b-

4、ob-n老基路新基路hb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-10 路堑老路堤路堑老路堤+单侧挖方新路基单侧挖方新路基 新路堤老路堤新路堤hb-nb-ob-n新路基基路老h基路新b-nb-ob-na 新路基高于老路基 b新路基低于老路基图图2-11 路堑老路基路堑老路基+双侧挖方新路基双侧挖方新路基路基老基路新b - ob - nhb - nb - o基路老新路基hb - nb - o基老路部拓宽分ha 外侧拓宽设挡墙 b 外侧拓宽设栈桥 c 外侧拓宽放坡图图2-12 路堑老路基路堑老路基+外侧拓宽外侧拓宽 b-o路基h老路b-n基新b-o基路老hb-n基新路a 老路基放坡

5、 b老路基设挡墙图图2-13 半填半挖老路基半填半挖老路基+外侧拓宽外侧拓宽b-oh老路基b-n路新基b-oh基路老基新路b-na 老路基设挡墙 b 老路基放坡图图2-14 半填半挖老路基半填半挖老路基+外侧拓宽放坡外侧拓宽放坡分 隔 带hb - ob - n路基新基路老b - ob - n新老路基h基路b - n新基路a 单侧拓宽 b 双侧拓宽图图2-15 填方老路堤放坡填方老路堤放坡+填方新路基放坡填方新路基放坡基路路基基路新老新hb - ob - nb - nb - ob - n基新路h基路老基新路b - na 填方新路基设挡墙 b 填方新路基放坡图图2-16 填方老路堤挡墙填方老路堤挡

6、墙+双侧填方新路基双侧填方新路基b-n分隔带路b-oh基老路基新b-ohb-n分 隔 带老路基新路基b-nb-oh路分 隔 带基老路基新a 老路基放坡新路基挡墙 b 老路堤挡墙新路基放坡c 老路基挡墙新路基挡墙图图2-17 填方老路堤填方老路堤+单侧填方新路基单侧填方新路基 图图1-1 拓宽路基整体坍塌拓宽路基整体坍塌 图图1-2 路基失稳后路面结构脱空路基失稳后路面结构脱空图图1-3 1-3 支挡结构位移开裂支挡结构位移开裂 图图1-4 1-4 支挡结构失稳支挡结构失稳图图1-5 1-5 沥青路面纵向裂缝沥青路面纵向裂缝图图1-6 1-6 水泥砼路面纵向裂缝水泥砼路面纵向裂缝老路基拓宽路基潜

7、在破裂面或滑移面加筋土挡墙拓宽路基重力式挡墙潜在破裂面或滑移面老路基 拓宽部位地基过陡老路基新路基软弱下卧层滑移面地 基 拓宽部位地基软弱地基老 路 堤新 路 堤新路基荷载作用下地基固结沉降引起的地基顶面不协调变形一 般 新 建 路 堤拓 宽 路 堤路 基 顶 面 不 协 调 变 形基路老基新路b-ob-nh图图2-32 填料中含有有机植物根茎填料中含有有机植物根茎 图图2-33 填料中含有巨大的石块填料中含有巨大的石块路基土压实度与回弹模量的关系路基土压实度与回弹模量的关系05101520253012345678910111213弯沉测点弯沉值0.01mm老路路表新路路表 新老路基的路表弯沉

8、对比新老路基的路表弯沉对比安旬二级公路新、老路路表当量模量对比（安旬二级公路新、老路路表当量模量对比（PFWD）边沟淤塞地下水侵入路表径流 路基土回弹模量与含水量的关系路基土回弹模量与含水量的关系地 基老 路 堤新 路 堤由于路堤压缩变形引起的路堤顶面不协调变形地基老 路 堤新 路 堤新路基荷载作用下地基固结沉降引起的地基顶面不协调变形地 基老 路 堤新 路 堤老 路 基新 路 基地 基上覆压力图3-4 新路堤自重荷载对老路堤形成的上覆压力老 路 基地 基负摩阻力新 路 基图3-5 新路堤沉降变形对老路堤形成的负摩阻力土体的初始应力状态是指在初始固结状态时地基内部任意一点的竖向有效应力和水平向

9、有效应力的大小及其关系。土体的变形和强度特性与初始应力状态密切相关，对地基中土体的初始应力状态不清楚，就无法正确了解其变形和强度特性。路基拓宽工程中，由于地基和老路基在老路基自重荷载作用下已发生固结变形，其初始应力分布状态不同于地基表面水平情况下的线性分布，所以，准确获取老路基作用下地基和老路堤的初始应力分布状态是求解不协调变形的关键。05101520250246810计算点距路堤顶面左侧边缘距离（m）老路顶面不协调变形（cm）拓宽4m拓宽10m拓宽15m0.00.51.01.52.02.5051015计算点距结合面距离（m）新路堤顶面不协调变形（cm）拓宽4m拓宽10m拓宽15m9.810.

10、010.210.410.610.811.011.202468101214计算点距老路中心距离（m）工后沉降（cm）05101520250246810距离路基顶面左边缘距离（m）老路顶面不协调变形E1.25MPaE2MPaE3.5MPa图图3-26 土质条件对老路基顶面不协调变形的影响土质条件对老路基顶面不协调变形的影响00.511.522.503691215计算点距结合部距离（m）新路基顶面不协调变形（cm）E1.25MPaE2MPaE3.5MPa图图3-27 土质条件对新路基顶面不协调变形的影响土质条件对新路基顶面不协调变形的影响0246810120246810计算点距路基顶面左边缘距离（m

11、）老路基顶面不协调变形（cm）图图3-28 路堤高路堤高15m时老路基顶面不协调变形图时老路基顶面不协调变形图图图3-29 设挡墙高路堤拓宽施工期间路堤顶面沉降图设挡墙高路堤拓宽施工期间路堤顶面沉降图地基老路挖方拓宽挖方单位：m图3-30 挖方拓宽分析案例几何平面图图图3-31 挖方拓宽路基竣工时沉降及总沉降图挖方拓宽路基竣工时沉降及总沉降图 图图3-32 挖方拓宽工后沉降图挖方拓宽工后沉降图图图3-33 挖方拓宽老路基顶面不协调变形曲线挖方拓宽老路基顶面不协调变形曲线 图图3-34 挖方拓宽新路基顶面不协调变形曲线挖方拓宽新路基顶面不协调变形曲线不 协 调 变 形 曲 线面 层基 层底 基

12、层以老路路面宽10m，单侧拓宽15m为例，进行典型路面结构的力学响应分析，路面结构参数见表4-1。表表4-1 典型路面结构和材料参数典型路面结构和材料参数图4-2 路面结构的弯拉应力分布图（老路面上加铺新路面）图图4-3 老路面弯拉应力分布图（新老路面分离）老路面弯拉应力分布图（新老路面分离） 图图4-4 新路面弯拉应力分布图（新老路面分离）新路面弯拉应力分布图（新老路面分离）得到该分析结果是由于假设不协调变形随时间而缓慢增长，路面各结构层在行车荷载与自重作用下随之下沉，层间不会出现脱空现象。事实上，在变坡率突变点附近，即新、老路基结合部附近，半刚性基层沥青路面会出现局部脱空，该种情况也可导致

13、路面的开裂。图图4-5 变坡率突变引起的结合部应力集中变坡率突变引起的结合部应力集中通过调整新路基顶面的不协调变形曲线（如图4-6），得到结合部路面在不同变坡率变化下的力学响应如表4-2所示。 0.060.080.10.120.140.160.180.20246810121416距路基顶面左侧距离（m）不协调变形（m）老路基不协调变形新路基不协调变形2.4cm新路基不协调变形2.7cm新路基不协调变形3.2cm新路基不协调变形3.4cm新路基不协调变形7.5cm新路基不协调变形7.8cm新路基不协调变形8.0cm新路基不协调变形8.3cm新路基不协调变形8.5cm图4-6 新老路基不协调变形表

14、表4-2 新老路基结合部路面基层应力分析汇总表新老路基结合部路面基层应力分析汇总表图4-7 新老路基模量比对路表变形及基层层底拉应力的影响表表4-3 不同模量比时路表变形与基层层底弯拉应力峰值及减小速率不同模量比时路表变形与基层层底弯拉应力峰值及减小速率表表4-3 不同模量比时路表变形与基层层底弯拉应力峰值及减小速率不同模量比时路表变形与基层层底弯拉应力峰值及减小速率老路基新路基新老路基结合部老路面层老路基层老路底基层新路面层新路基层新路底基层剪切开裂老路基新路基新老路面结合部老路面层老路基层老路底基层新路面层新路基层新路底基层结合部路面基层顶面（底面）弯拉开裂老路基新路基老路路面面层基层底基层老路路面基层顶面弯拉开裂老 路 基新 路 基新 路 路 面面 层基 层底 基 层新 路 路 面 基 层 底 面 弯 拉 开 裂基础资料调研初拟路基拓宽方案稳定性验算不协调变形及变坡率指标计算路面结构设计是 否 典 型沥 青 路 面结构路面结