黄土地区公路路基设计施工技术研究报告简本

1西部交通建设科技项目合同号：200131836115黄土地区公路路基设计施工技术研究报告简本陕西省交通厅世界银行贷款项目执行办公室长安大学2007年7月2中文题名黄土地区公路路基设计施工技术研究英文题名Researchonexpresswaysubgradedesignandconstructiontechnologyinloessarea交通编号项目来源西部交通建设科技项目单位编号合同号200131836115分类号项目起止年限2001年8月～2005年12月第一完成单位陕西省交通厅世界银行贷款项目执行办公室焦方群陈忠达李培坤倪万魁王航项目负责人田权良报告撰写人颜斌项目主要参加人芮少权郑涛王航倪万魁陈忠达李明石飞荣武建民蒋应军颜斌刘海松庞旭卿梁武兴刘力学曹小平主题词湿陷性黄土地基评价方法与处治技术黄土填料的力学控制指标和标准高填方路基施工及监控技术关键词路基黄土湿陷性评价处治推荐技术流变模型黄土填料CBR值标准压实共振频率3报告摘要：目前，国内外尚无较为完整的针对黄土地区公路设计、施工、检测、试验等规范、规程，黄土地区的公路建设基本上是采用房建建筑的规范和试验规程进行勘察和设计,将房建工程的规范直接应用于黄土地区高等级公路的设计与施工会有很多不适用之处,势必会带来一系列技术难题。因此，紧密结合黄土地区正在兴建的高等级公路，深入系统地开展非湿陷性和湿陷性黄土地基稳定性评价和处治、高填方路基设计与施工等关键技术的研究，对提高黄土地区高等级公路的筑路技术水平和运营管理、促进黄土地区成套筑路技术的形成和完善，均具有重要的理论和实际意义。研究项目几乎涵盖了黄土地区公路路基（含地基）设计和施工技术的各个方面，着重解决了以下几方面的关键技术：①湿陷性黄土地基评价方法与处治技术；②黄土填料的力学控制指标和标准；③高填方路基施工及监控技术；④挖方路床的压实或处理技术。通过对黄土地区已建高速公路路基设计施工技术调查、勘测、现场试验和系统的室内试验与分析计算，项目研究取得了以下新进展：（1）提出了路基黄土湿陷性评价原则，基于非饱和土理论建立了路基黄土湿陷沉降量计算模型；（2）模拟分析了路基黄土的水分入渗规律和黄土路基的变形沉降过程，并建立了路基黄土的流变模型，拟合出地基沉降变形量与路堤高度的关系；（3）提出了黄土地区公路路基的压实标准、施工工艺以及黄土填料CBR值的标准；（4）提出了黄土地区公路路基处治方法的推荐技术；（5）通过静力、振动、冲击三种工况的室内压实模拟试验，提出了黄土压实机械的昀佳振动频率。（6）研制开发了大型固结仪，通过室内沉降模拟试验，建立了不同压实条件下路堤沉降量与路堤高度的关系，提出了路堤沉降标准。4英文摘要：Atpresent,insideandoutsidecountryyetnothaveratherintegratedcriterionandregulationswhichaimatexpresswaydesign、construction、test、experimentationinloessarea,expresswayconstructionisbasicallytoadoptthecriterionandexperimentrulesofarchitecturetoinvestigateanddesign,applyingcriterionofarchitectureengineeringdirectlytoloessexpresswaydesignandconstructionwillcomeintobeingplentyofinapplicability,certainlywillbringoutaseriesoftechnicalproblem.Therefore,tightlycombinewithcurrentconstructingexpresswayofloessarea,deeplyandsystematicallytodevelopkeytechnologyresearchonnon-collapsibleandcollapsibleloessfoundationstabilityevaluationandtreatment、highfillsubgradedesignandconstructionetc,therewilltakeonsignificanttheoreticandpracticalsensetoadvanceloessexpresstechnicalprogressandmanagement、formandperfectthewholesetexpresswayconstructiontechnologyinloessarea.Researchprojectalmostcontaineachaspectofexpresswaysubgrade(includefoundation)designandconstructiontechnologyinloessarea,emphasizeresolvekeytechnologyofthereinafterseveralaspects:①collapsibleloessfoundationevaluationmethodandtreatmenttechnology;②loessfillingmaterialmechanicscontrolindexandstandard;③highfillembankmentconstructionandsupervisiontechnology;④excavationroadbedcompactionandtreatmenttechnology.Throughtheinvestigation、reconnaissance、testinsituofalreadyexistsexpresswaysubgradedesignandconstructiontechnologyandsystemicindoortest、analysescalculationinloessarea.Projectresearchhasobtainedthefollowingnewdevelopments:(1)Bringforwardloesscollapsibilityevaluationlaw,setupcollapsibledeformationcalculatingmodelwhichbaseontheunsaturatedsoiltheory;(2)Simulateandanalysesmoistureinfiltrationlawandsettlementanddeformationprocessofloesssubgrade,moreover,establishrelationalrheologicalmodel,fittherelationbetweenfoundationdeformationamountandembankmentheight;(3)Putforwardexpresswaysubgradecompactionstandard,constructiontechnologyandCBRvaluestandardofloessfillingmaterialinloessarea;(4)Advancetreatmentmethodologicalcommendtechnologyofexpresswaysubgradeinloessarea;(5)Throughthreekindsofindoorcompactsimulationtest:staticstrength,vibratingroller,rollingdynamic,bringforwardoptimalvibrationfrequencyofloesscompactionmachine;(6)Developandexploitbigconcretionapparatus,throughindoorsettlementsimulationtest,foundtherelationbetweenembankmentsettlementandheightunderdifferentcompactionconditions,constituteembankmentsettlementstandard.Keywords:Subgradeloess,Collapsibilityevaluation,Treatmentcommendstechnology,Rheologicalmodel,Loessfillingmaterial,StandardofCBR,Compactionresonantfrequency5目录1前言……………………………………………………………11.1项目的背景及研究意义…………………………………11.2研究目标…………………………………………………11.3关键技术…………………………………………………12路基湿陷性黄土的分区与工程地质特性……………………32.1黄土高原湿陷性黄土路基工程地质分区…………………32.2湿陷性黄土的工程地质特性……………………………33路基黄土承载力………………………………………………64路基黄土湿陷性的评价方法………………………………84.1概述……………………………………………………84.2路基黄土降雨入渗规律…………………………………94.3路基黄土湿陷性评价原则………………………………144.4路基黄土湿陷性评价模型………………………………154.5路基黄土的湿陷性等级………………………………174.6评价模型验证与工程应用……………………………175湿陷性黄土地基处治技术…………………………………195.1概述…………………………………………………195.2路基黄土压实前后主要物理力学性质指标的变化……205.3黄土路基处理前后的沉降变形特征…………………235.4西禹高速路基黄土的处理效果………………………255.5路基黄土处理方案的选择……………………………295.6主要处理方法的施工工艺………………………………316黄土填料力学控制指标与标准……………………………346.1黄土填料CBR值影响因素分析………………………346.2黄土填料CBR值与压实度及回弹模量的关系分析……366.3黄土填料CBR值的探讨………………………………407黄土地区高填方路基设计施工技术………………………4367.1概述……………………………………………………437.2高填方路段基底的压实………………………………437.3填料强度要求压实质量控制指标和标准……………437.4填方路堤的压实技术…………………………………437.5黄土填方路基的沉降变形规律…………………………517.6黄土高填方路基的工后沉降……………………………608黄土地区半填半挖及挖方路基设计施工技术………………808.1半填半挖路基……………………………………………808.2黄土挖方路基………………………………………818.3黄土挖方路基边坡…………………………………819黄土地区路基综合排水技术………………………………869.1概述………………………………………………869.2地面排水设施病害调查与分析…………………………869.3填方路基排水……………………………………………879.4挖方路基排水……………………………………………939.5地下排水…………………………………………………9410黄土地区路桥过渡段路基…………………………………9710.1一般原则…………………………………………9710.2桥头跳车病害防治措施………………………………9811主要结论和建议………………………………………10311.1主要结论…………………………………………10311.2创新点……………………………………………