曲港高速公路连接线路基拓宽土工格栅布设优化分析（论文）.pdf

I工程建设与设计 I c佣肌 如R蠡 $ 丹咖c 曲 港 高 速 公 路 连 接 线 路 基 拓 宽 土 工 格 栅 布 设 优 化 分 析 Optimization Design Analysis of Geogrid Cloth for Connecting Line Subgrade W idening of QuGang Expressway 王 向平 (河北曲港高速公路开发有限公司，河北 保定 071000) WANG Xiang-ping (HebeiQuGangExpresswayDevelopmentCo．Ltd．，Baoding 071000，China) 【摘 要】在新老路基衔接处设置土工格栅是减小拓宽路基差异沉降的重要技术。以曲港高速公路连接线路基拓宽工程为例，利用 FLAC软件建立了拓宽路基土与土工格栅相互作用的模型，分析了土工格栅层数对曲港高速公路连接线拓宽路基差异沉降的影响， 优化了土工格栅布设方案：拓宽路基底部布设 1层土工格栅；拓宽路基高度超过4m时，则在路基高度2／3位置增加一层土工格栅； 土工格栅长度为5．5m；路床中部设1层土工格栅以提高路床抵抗车辆荷栽的能力。 【Abstract]Itisanimportanttechniquetoreducethedifferential settlementofthesubgradebysettingthegeogridatthejunctionofthenewand oldsubgrade．Basedonthe subgradewideningprojectofQuGangexpressway,thenumericalinteractionmodelbetweenthe soilandthegeogrid is establishedusingtheFLAC software，andthe effects ofthenumber ofthe geogridlayers onthedifferential settlement areanalyzed．The optimizing layout scheme ofthe geogrid as following：the geogrid is advised tO be laid on the base ofsubgrade；ifthe embankment height is less than4m，alayerofgeogndisaddedtothe2／3heithtofsubgrade；thelengthofgeogridsis5．5m；alayerofgeogridisaddedinthemiddleroadbed to improveresistance abilityofvehicle load． 【关键词】路基拓宽；土工格栅；优化 【Keywords]subgradewidening；get)grid；optimization 【中图分类号】U_4l6．1 【文献标志码】B 【文章编号】1007．9467(20l8)10．0068．02 【DoI】10．13616~．cnki．gcjsysj．2018．10．228 1 引 言 曲阳一黄骅港高速公路(曲港高速)是河北省“东出西联” 的高速通道之一 ，工程起自河北省曲阳县京昆高速公路 ，终于 沧州市肃宁县境内大广高速公路 ，途经曲阳、唐县、定州市 、安 国市、博野县、蠡县、肃宁县 7个县市 ，全长 92．1km。该项目与 京昆高速公路、京石高速公路和大广高速公路等多条高速公 路连接，在连接段都有新老路拼宽工程。路基拓宽是高速公路 拼宽工程的重要组成部分，与新建工程相比具有独特的特点。 一 方面，旧路地基土在车辆及路基自重荷载的长期作用下通 常已完成固结，另一方面 ，在车辆荷载作用下，新老路基容易 发声差异沉降，引起旧路路面结合部纵向裂缝，影响公路的正 常使用Ilj。因此，采取有效措施对结合部进行加固和强化，减小 【作者简介】王向平(1983 )，男，河北衡水人，工程师，从事道路与 桥梁工程研究。 68 新旧路基差异沉降是路基拼宽中的关键技术。国内外学者已 对路基拓宽开展了一些研究 ，研究表明，铺设土工格栅是控制 路基结合部差异沉降的有效措施。但 目前国内外对拓宽路基 土工格栅布设设计参数还主要依赖于经验。本文以曲港高速 公路连接线路基拓宽为例，采用 FLAC软件和 Fish函数方法 建立了路基拓宽拼接的数值模型 ，分析了土工格栅布设层数 对拓宽路基差异沉降的影响 ，结合工程实际提出了依托工程 土工格栅布设优化方案。 2 数 值 分 析 工程模型包括地基、路基和土工格栅 3个部分。 以旧路中心为对称轴取 1／2进行分析 ，旧路 路基宽 13．5m，拓宽路基宽 7．5m，边坡坡度 1：1．5，地基宽度取路基宽 度的 5倍 ，地基深度取路基宽度的 8倍 ，模型尺寸足够大 ，模 型示意如图 1所示 ，边界条件对计算结果没有影响日。路基和 地基左侧边界无水平位移，地基右侧边界无水平位移，地基下 边界无位移。 ＼ ＼ 图 1 模型示意图 地基和路基均为弹性材料，变形模量 7200kPa，泊松比 O．35，密度分别为 1．7g，cm 和 1．9g／cm3。 新老路基结合部设置接触单元。 土工格栅弹性模量 30GPa，泊松比 0．2，内摩擦角 3l。，黏 聚力 12kPa。 结合工程实际，路基填高取 5m。土工格栅从下向上设置， 间隔 1．0m，共 6种工况 ，土工格栅层数分别为：O层、1层、2 层、3层 、4层和 5层[31。通过数值模型计算新老路基交界面两 侧 2．5m的沉降差作为差异沉降，获得不同土工格栅层数的差 异沉降如图 2所示。 暑 遨 图 2 加筋层数与差异沉降 从图 2可见，土工格栅可以有效减少差异沉降，设置 1层 土工格栅，差异沉降已显著减小。土工格栅层数越多，差异沉 降越小，但减小速率趋缓141。对于曲港高速公路连接线路基拓 宽工程 ，在路底部宜设置 1层土工格栅。