高清PDF《软土地基上高速公路路基拼接关键技术》 张军辉 著 2016年版

前言
随着国民经济的快速发展，我国高速公路的建设十分迅猛。截至014年年底，高速公路里程已超过11万公里。由于受建设时社会经济、水平、技术水平和建设思想的制约，在已经建成使用的高速公路中，绝大多数是双向四车道，六车道和八车道高速公路所占比例较低。目前有相当一部分已不能适应交通量增长和社会发展的要求，迫切需要扩大道路通行能力。解决这一问题有几种途径：一种是路网加密方案：一种是近距离新建高速公路：一种方法是老路加宽方案。路网加密方案工程投资大，对已建高速公路交通吸引有限，特别是加密公路建设规模较小时，对长大距离交通吸引甚微：近距离新建高速公路投资规模大，占用土地多，且容易造成路网分布不均；而老路加宽方案利用已建高速公路部分工程，占地拆迁较少，工程投资相对较小。现阶段我国高速公路扩建大多采用老路加宽的方案。自我国首条高速公路扩建工程——广佛高速公路加宽工程动工以来，先后有海南环岛东线、沪杭甬、沈大、沪宁、连霍、京港澳、昌樟等高等级公路相继局部或全线扩建加宽。结合国外经验及根据国家未来经济发展，可以断言，全国主要经济干线走廊带内远期将需要10条左右车道的高速公路的通行能力。因此，高速公路的扩建加宽将是21世纪我国公路建设亟待解决和必须解决的重要课题。
在我国尤其是东部沿海、内陆湖区已经建成使用的高速公路中，有相当一部分是修筑在软土地基上。由于软土固有复杂的工程特性，加之高速公路改扩建工程具有技术难度大、施工历时短、改扩建工程中需保障老路畅通等特点，使得软土地基上高速公路的加宽工程更加复杂。虽然我国目前已完成了超过6000km的高速公路改扩建工程，其中不乏软土地基上的高速公路改扩建工程，积累了较为丰富的工程实践经验，但针对软土地基上高速公路改扩建工程路基拼接的相互作用、差异沉降的控制指标和标准、拼接路基下硬壳层软土地基工程特性和软土地基处理、涵洞土压力计算和地基基础设计、老路基工作状态评价、新老路基结合部处治、路基沉降预测和预压荷载动态设计等关键技术的学术书籍较少。基于此，笔者根据十多年的研究成果和多条高速公路路基拼接技术服务的工程实践经验，对软土地基上高速公路路基拼接的关键技术进行总结，力求对我国高速公路加宽改造，尤其是南方软土地区高速公路路基拼接有所贡献。
全书共分为]2章。第1章为绪论，介绍软土地基上高速公路改扩建工程的现状、技术难题、常见病害，并给出本书结构：第2章基于经典土力学，分析路堤拼接在地基中引起的附加应力，并给出沉降计算方法：第3章采用有限元方法分析路堤拼接性状：第4章基于第2章和第3章的研究成果，考虑高速公路路面的功能性、结构性要求，提出适用于高速公路改扩建工程的差异沉降控制指标和标准；第5章和第6章分别就拼接路基下浅层地基处理和深层地基处理技术进行研究：第7章为高速公路改扩建工程中涵洞通道的土压力计算方法及地基基础设计：第8章为基于现场人工开挖和长期湿度测试的老路基工作状态评价与加固技术：第9章为加筋路堤的性状分析，提出加筋处治的技术措施；第10章为减小路基工后沉降的堆载预压动态设计方法：第11章为新老路基拼接的设计和施工，尤其包括了对南方软土地区分布的典型路基土填筑路堤拼接采取的技术措施；第12章为路基拼接工程的现场监测。
本书由长沙理工大学交通运输工程学院张军辉副教授著，获长沙理工大学出版资助。
本书的研究成果主要来源于笔者主持和参与的交通部西部交通科技项目（项目编号：2009318000062,2009319825090)、国家高技术研究发展计划(863计划)（项目编号：2012AA112504)、国家自然科学基金（项目编号：51108048,51478054）和江西省交通运输厅料技项目（项目编号：2013C0011),并引用了指导的硕士研究生江唯伟、梁忠善、张涛、尹志勇和周宇的硕士论文的部分内容。同时，博士研究生姚永胜，硕士研究生岑广明、湛叶娟、戴良良、张磊、江庆平、肖亚冲参与了部分绘图校核工作。最后，感谢人民交通出版社股份有限公司的编辑，为本书的出版付出了辛勤的劳动。
限于作者水平，书中疏漏和不足在所难免，恳请读者及同行批评指正。邮寄地址：湖南省长沙市万家丽南路二段960号长沙理工大学交通运输工程学院，邮编：410114。E-mail:zjhseu@163.com。
作者
2015年12月

内容索引：

目录
第1章绪论…1
1.1高速公路加宽的必要性3
1.2国外高速公路加宽工程发展概况4
1.3国内高速公路加宽工程发展概况6
1.4国内外软基上高速公路加宽工程对策分析·17
1.5国内外现有技术知识产权和技术标准现状及分析…23
1.6高速公路路基拼接常见病害及机理分析24
1.7本书主要内容及结构…27
本木章参考文献28
第2章路堤拼接引起的地基附加应力及沉降特性分析33
2.1几种分布荷载作用下地基初始有效应力及超孔隙水压力分析…35
2.2路堤拼接引起的地基初始有效应力及超孔隙水压力分析…39
2.3路堤拼接引起的地基沉降特性分析…42
2.4本章小结…47
本章参考文献48
第3章软土地基上路堤拼接性状的有限元分析49
3.1计算方法……51
3.2有限元基本理论及计算模型的建立…51
3.3计算结果分析…54
3.4路堤拼接变形特性的影响因素分析…61
3.5本章小结…69
本章参考文献70
第4章加宽工程差异沉降控制指标及标准研究73
4.1加宽工程差异沉降指标的建立…75
4.2高等级公路加宽工程路面功能要求分析·75
4.3高等级公路加宽工程路面结构要求分析…78
4.4加宽工程差异沉降控制标准研究…82
4.5加宽工程差异沉降控制标准的适用性分析……83
4.6本章小结85
本章参考文献86
第5章拼接路基硬壳层软土地基工程特性研究87
5.1硬壳层软土地基竖向附加应力计算研究…89
5.2附加应力任意分布的双层地基一维线性固结理论研究……99

5.3基于统一强度理论硬壳层软土地基承载力的确定112
54本章小结…115
本章参考文献…116
第6章拼接路基深层软基处理技术研究…121
6.1控沉疏桩复合地基力学性状分析123
6.2加宽工程软基处理方法选择研究133
6.3本章小结…140
本章参考文献…140
第7章软土地基上埋式涵洞土压力计算及地基基础设计…145
7.1软土地基上理式箱涵土压力的离心模型试验148
7.2软土地基上埋式箱涵土压力的数值模拟154
7.3软土地基上埋式涵洞地基基础设计方法159
7.4本章小结161
本章参考文献…161
第8章老路基工作状态评价与加固………163
8.1基于人工开挖的老路基边坡工作性能评价165
8.2基于轻型动力触探的老路基边坡工作性能评价171
8.3老路基边坡加固措施174
8.4路基改扩建综合排水技术176
8.5本章小结…180
本章参考文南献…180
第9章高速公路加宽工程加筋路堤的性状分析…183
9.1加宽工程加筋路堤离心模型试验185
9.2加宽工程加筋路堤离心模型试验的有限元分析188
9.3土工格栅现场测试及分析193
9.4本章小结…195
本章参考文献196
第10章路基沉降预测及堆载预压动态设计197
10.1常用沉降预测方法…199
10.2基于MATLAB的沉降预测方法可视化开发…205
10.3路堤预压土高度的动态设计与施工…209
10.4本章小结…217
本章参考文献…217
第11章新老路基拼接的设计与施工…219
11.1新老路基拼接设计……221
11.2新老路基拼接施工关键技术…224
11.3本章小结244

本章参考文献……244
第12章高速公路加宽工程性状的现场监测247
12.1加宽路基施工动态控制标准249
12.2沉降观测…250
12.3加宽工程观测断面布设与技术设计255
12.4加宽工程沉降观测外业…256
12.5资料整理…257
12.6本章小结…258
本章参考文献…258
索引259

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