２０１７年第２期 黑龙江交通科技 Ｎｏ．２，２０１７ （总第２７６期） ＨＥ ＬＬＯＮＧｄｌＡＮＧ ｄｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２７６） 山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征 申宏敏 （迁安市交通局运输局。河北迁安０６４４００） 摘要：侧重分析山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征，希望对于改建山区公路可以起到一定作 用。 关键词：山区；拓宽公路；挡土墙；路基受力；变形特征 中图分类号：Ｕ４１５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１７）０２—００２６—０１ １计算方法 挡土墙路基受力与变形特征是非常可行的。 表１ 拓宽路基各组成部份计算参数 （１）计算模型 对于山区拓宽公路挡土墙路基受力与变形的 计算，就是对公路挡土墙、老路基、新路基相互影响 的情况下的挡土墙路基受力与变形予以计算，这必 然会加剧计算工作的复杂性、繁琐性和难度性。对 此，基于改造公路基本情况及要求，应当采用有限 元方法分析，模拟材料的非线性与状态的非线性。 ２山区拓宽公路挡土墙路基受力与变形特征分析 而道路又为条带形的结构物，其受力状态又是典型 的平面应变问题。所以，采用二维有限模型来分析 （１）不同工况情况下公路挡土墙路基的受力与 扩宽公路挡土墙路基的受力与变形是非常适合的。 变形规律分析 （２）计算流程 基于以上对山区公路挡土墙路基受力与变形 结合改造工程的基本情况，可以规划构成其有 的有限元分析模型及计算，对公路工程挡土墙路基 限元分析模型。因改造公路工程的路基是由老路 的某些因素进行分析，进而探究山区拓宽公路挡土 路基、新路路基、天然地基、挡土墙构成。因此，利 墙路基受力与变形的基本特征。 用此拓宽公路模型，可以得到拓宽公路路基各组成 ①拓宽宽度因素分析 部分的计算参数（如表１所示）。即为：①将新路基 原山区公路的宽度为４．５ ｍ，假定拓宽宽度为 与挡土墙单元设置为空单元，分析地基与老路基的 ２～６ ｍ，利用模型来分析不同拓宽宽度的公路挡土 受力情况，进而明确地基与老路基在自身重力作用 墙路基受力与变形影响情况，所得到的分析曲线 下所发生的位移。②在保持模型及网格不变的情 （如图１所示），由此可以确定随着山区公路拓宽宽 况下，重新设置新路基单元和挡土墙单元的空单 度的增加，公路的不协调变形值将会增加，那么不 元，在对新旧路基进行施力，促使两者重力的作用 协调变形的总趋势也将增大，山区拓宽公路挡土墙 下地压平衡。③模拟公路工程，将新路基与挡土墙 受力变形的程度也会随之变化。 施工的每个环节都设置成实单元，在对新路基与挡 计算点距挡墙的甩离，一 ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 土墙进行施力，利用增量迭代法来进行计算，观察 路基顶面沉降情况及挡土墙土压力大小和分布。 ④计算施工后，对路基顶面的沉降数据及挡土墙的 压力数据予以记录。 （３）拓宽路基挡土墙墙背受力数值模拟 对拓宽公路路基挡土墙墙背受力数值进行模 拟，验证模拟结果是为了验证分析结果是否可靠。 具体的做法是选取拓宽公路的两个断面挡土墙压 力，对其进行土压力实测和有限元结果分析，经过 图１ 宽度对新路顶面不协调变形的影响 验证确定为利用有限元方法来分析山区拓宽公路 （下转第２８页） 收稿日期：２０１６—１０—３０ ・２６・ 总第２７６期 黑龙江交通科技 第２期 ５边坡碾压和码砌 而是要保证在整个施工过程中前进或者是后退。 在设备前进碾压时，使用的是振动碾压的方式，而 在进行路基摊铺施工过程的同时，要对边坡的 后退碾压过程中所使用的则是静压方式，而这两种 码砌进行关注，一般情况下码砌所使用的石料粒径 碾压方式都会得到很好的碾压效果。 要保证在３０ ｃｍ以上，并且还要保证石料的本身的 强度，易风化和软石材料不易进行选用。而边坡码 ７结论 砌的宽度也要按照设计标准来进行，路基表面码砌 总而言之，在公路施工工程中，对填石路基施 宽度保证在３０ ｃｍ左右，还要注意的是路面码砌与 工环节一定要进行严格的控制，提升对压实技术的 边坡码砌在统一时间内进行，进而使其能够进行良 有效关注，提高填料之间的紧密结合，降低空隙的 好的配合。 存在进而有效提高路基质量，使公路质量也得到良 ６路基填石的碾压施工 好的提升，增加公路的使用年限，更好的服务于社 会。 的石渣或者粒径较大的填料时，这时就要使用功率 参考文献： 高且自身重量大，并具有振动功能的碾压设备对路 ［１］解朝森，叶春娲・公路填石路基施工技术的研究［Ｊ］ 基进行碾压。一般情况下，所使用的碾压设备都是 城市建筑，２０１４，（３３）：２３４—２３４・ 设备在进行碾压过程中、 等 ；， ，不能将该设备进行掉头，手 。一～ ～ 一 笔 … … ～ …： …‘ 幽 晕ｆ｝窜 篮 坫 （上接第２６页） 路路基坡度、新路基填筑材料均会影响挡土墙路基 ②新路基填筑材料因素 的受力与变形。具体表现为：①随着公路拓宽宽度 根据工程经验，挡土墙墙背的填筑材料，应当 的增加，挡土墙路基受力变形程度将不断加大。② 选用压缩性能佳、透水性好的填筑材料，这有利于 原公路路基坡度大，挡土墙路基受力变形程度加 增强路面结构的承受能力。但是，不同填筑材料之 大；反之，则减小。③新路基填筑材料压缩模量的 间也存在一些差异，所以明确填筑材料与拓宽公路 增加，会使挡土墙路基受力变形程度减小，而在填 挡土墙受力与变形特征之间存在的规律，对规范、 筑材料压缩模量相似或超过老路基的压缩模量时， 合理的建设山区拓宽公路有很大作用。为了验证 挡土墙路基受力变形最小。 新路基不同填筑材料的影响，将填筑材料的压缩模 量参数作为已知变量，分别选用不同压缩膜量的填 筑材料，利用拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特 征的有限元分析模型来进行分析，由此可以确定新 路基填筑材料对公路挡土墙路基有一定影响，即随 着填筑材料压缩模量的增加，挡土墙路基受力变形 程度将减小，在新路基填筑材料压缩模量相似或超 过老路基的压缩模量时，挡土墙受力变形最小。 ③老路基边坡坡角因素 因老路坡度６０。，为了分析坡度对公路加宽的 图２不同坡度下公路挡土墙土压力 分布和位移曲线 影响，在此假定老路边坡坡度分别为７０。、６０。、５０。、 ４０。，同样是基于有限元分析模型，计算各种边坡坡 参考文献： 度的公路挡土墙压力分布和位移情况，利用所计算 ［１］万智，邓宗伟，刘宝琛，等．山区拓宽公路挡土墙路基 的受力与变形特征分析［Ｊ］．岩土力学，２０１１，２８（５）： 的结果来绘制公路挡土压力分布和位移曲线（如图 ９２１—９２６，９３８， ２所示），由此可以确定，随着老路边坡坡度的增大， ［２］蒋鑫，耿建宇，曾诚，等．山区公路拓宽路基与衡重式 公路挡土墙压力分布和位移越来越大，这充分说明 挡土墙动态相互作用的数值模拟［Ｊ］．岩土力学，２０１４ 老路基边坡坡度对山区拓宽公路挡土墙受力与变 （Ｚ１）：４４３—４５０． 形有很大影响。 ［３］ 王赞峰．山区拓宽公路路基挡土墙的受力变形特征分 （２）山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征 析［Ｊ］．城市建设理论研究（电子版），２０１３，（１８）． 基于以上对影响山区拓宽公路挡土墙路基的 ［４］杨静．山区公路路基改扩建技术研究［Ｄ］．重庆交通 各种因素予以分析，可以确定公路拓宽宽度、原公 大学，２０１３． ・２８・ 瓤 ０