首页期刊导航|中国公路学报
期刊信息/Journal information
中国公路学报
中国公路学报

马建

双月刊

1001-7372

glxb@chd.edu.cn

029-82334387

710064

西安市南二环路中段长安大学内

中国公路学报/Journal China Journal of Highway and TransportCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国公路学会主办的公路交通行业最权威的学术性刊物,主要刊载道路工程、桥隧工程、筑路机械工程、汽车与汽车运输经济与工程经济等专业的应用技术及理论性文章,并适当报道有关公路交通的新技术、新材料、新工艺以及国内外重大学术活动、工程建设及科技动态信息等。
正式出版
收录年代

    路基湿度测量方法、演化规律及调控技术研究进展

    崔新壮张小宁王艺霖曾浩...
    1-33页
    查看更多>>摘要:路基湿度状态是影响道路工程全寿命周期服役性能的关键因素之一.准确测量路基湿度、揭示路基湿度演化规律、提出合理的路基湿度调控技术一直是道路工程的重点问题.近年来,随着科学技术的不断发展,在路基湿度调控的相关研究中涌现出了大量新理论、新方法和新技术.聚焦路基湿度测量方法、演化规律以及调控技术3个方面,系统阐述了国内外有关路基湿度的研究现状.综合分析表明,在路基湿度测量方法上,传统破坏性路基湿度测量方法逐渐被低扰动和非扰动测量方法替代,时域反射技术(TDR)、频域反射技术(FDR)和探地雷达技术(GPR)等新技术为路基湿度测量提供了新方法,但在原位、无损、精准和快速测量方面仍有提升空间.在路基湿度演化规律研究上,理论计算、数值分析和缩尺模型试验是揭示路基湿度演化规律的主要研究手段,并从水-力-热多因素耦合下的非饱和土渗流、多孔介质的流动传热、缩尺模型的搭建等方面对路基湿度演化规律进行了研究与分析.然而路基湿度演化受复杂环境的直接影响,具有明显的时空效应,目前的研究成果尚不足以全面、精确地反映路基湿度演化规律.在路基湿度调控技术上,传统的路基内外部排水系统和以粒料隔离层为代表的路基结构在路基湿度调控方面具有显著效果,但由于无法阻隔路基内部的水汽迁移,其调控效果随着服役时间的增加逐渐减弱.以高性能吸疏水材料为代表的新型调控技术可实现路基湿度的主动调控,但尚未实现路基湿度的精细化、智能化调控,未来可向低成本、高效率和高实用性的路基湿度调控技术方向发展.

    路基工程湿度综述测量方法演化规律调控技术

    循环荷载下路基黏土永久变形特性及力学模型

    张军辉张安顺彭俊辉胡惠仁...
    34-45页
    查看更多>>摘要:为了合理表征路基土的永久变形特性,用分数阶Abel黏壶替换黏塑性模型中的整数阶牛顿黏壶,在此基础上串联一个范德普模型,构建了路基土的非线性黏弹塑性元件模型.根据黏弹塑性力学理论,推导了循环荷载下路基土永久变形的力学模型,并使用该模型对长沙典型黏土的永久变形试验结果予以辨识.研究结果表明:分数阶黏弹塑性力学模型能够与永久变形试验曲线很好吻合;荷载的作用时间增长及间歇时间缩短均会导致路基黏土永久变形增大,间歇时间的影响存在临界值,超此临界值永久变形基本不变;循环应力幅值增大或围压减小时,永久变形均随之增大,且累积变形速率变快;永久变形受湿化作用影响显著,含水率小幅增长即可使永久变形成倍增加,且当含水率由中低水平升高至较高水平时,永久变形由塑性安定型转变为塑性蠕变型,发展状态不再收敛.对力学模型参数进行敏感性分析发现,黏弹性参数G1和η1对各个影响因素的敏感性极低,黏塑性参数β和η2与荷载作用时间、荷载间歇时间、循环应力幅值、围压以及含水率等具有较强的相关性,进而建立了参数β和η2的多元回归方程.验证结果显示推导的力学模型可较为准确地描述路基黏土的永久变形,以用于循环荷载下黏性土路基永久变形的数值计算与分析.

    路基工程路基黏土动三轴试验永久变形力学模型分数阶导数

    碳化复合桩透水混凝土-MgO固化土界面摩擦特性试验

    张超哲刘宜昭刘松玉张莹...
    46-56页
    查看更多>>摘要:碳化复合桩是由透气管桩(内芯)和MgO搅拌桩(外芯)组成,通过对插入透气管桩的MgO固化土进行碳化形成的复合桩技术.内外芯界面的摩擦特性是影响碳化复合桩荷载传递规律的重要因素,为了研究碳化复合桩内外芯界面的剪切特性,开展了不同法向应力条件下透水混凝土-MgO固化土的直剪试验,分析了碳化时间Tc、MgO掺量wm和初始含水率ww对接触面剪切特性的影响,并采用多元线性回归方法建立界面剪切强度的预测模型.试验结果表明:随着碳化时间的增加,曲线类型由"理想弹塑型"向"剪切软化型"转化,最佳碳化时间为6 h的试样剪切强度可达到311 kPa,过长的碳化时间会使土体内部产生裂隙,使得整体强度下降;MgO最优掺量(wm=20%)下的试样其剪切强度相比于wm为10%的试样可提高37%;最优含水率为25%的试样其剪切强度可达到257 kPa,低含水率不利于水化反应和碳化反应,会影响试样的界面剪切强度,而当含水率较高(ww=28%)时,会因水分子填充孔隙造成气体运移速率降低,且水分子会在颗粒表面形成水膜,从而降低固化土的黏聚力和强度;界面剪切强度与法向应力和碳化固化土无侧限抗压强度呈近似线性关系,界面的剪切破坏符合摩尔-库仑准则.

    路基工程桩基工程碳化活性MgO界面特性

    不同含水率下残积土-织物界面动力剪切特性研究

    刘飞禹何江荟曾威翔
    57-65页
    查看更多>>摘要:降雨和动荷载作用下花岗岩残积土路基边坡极易发生失稳,采用加筋土技术能够有效增强路基的强度和稳定性.为反映土工织物加筋花岗岩残积土路基边坡在含水率和动荷载影响下的界面动力剪切特性,利用室内大型直剪仪,通过水平循环直剪试验研究了含水率(12%、16%、20%、24%)、竖向应力(50、100、150、200 kPa)和剪切幅值(1、3、6、9 mm)对花岗岩残积土-土工织物界面动力剪切特性的影响,分析了 3个因素作用下筋土界面剪应力、竖向变形和剪切模量的变化规律,并对筋土界面剪应力规律进行回归分析.结果表明:循环剪切过程中,高含水率(20%、24%)、大剪切幅值(6、9 mm)下筋土界面呈现剪切软化的发展趋势;不同竖向应力下,12%含水率的筋土界面在循环直剪过程中呈现剪切硬化规律,而24%含水率的界面呈现剪切软化规律,竖向应力的增加能够减缓界面随含水率增加而剪切软化的趋势;含水率为16%时竖向变形最小;界面剪切刚度随含水率和剪切幅值的增加而减小,在循环剪切作用下降幅增大;以Kondner双曲线为基础,根据修正Masing曲线法建立了与含水率相关的滞回圈表达式,计算所得滞回圈曲线与试验结果拟合较好.

    路基工程加筋土循环直剪花岗岩残积土土工织物含水率

    循环荷载下筋材对桩承式低路堤荷载传递机制的影响试验

    徐传堡贾亚飞郑俊杰郑烨炜...
    66-75页
    查看更多>>摘要:软土地区路基在长期交通荷载作用下,容易出现路面开裂、不均匀沉降等问题.桩承式路堤是软土地区最常用的路基加固方法之一,研究其在循环荷载下的动力特性,对于指导交通荷载下路堤的长期沉降控制具有重要意义.然而,现有的研究主要集中于静载下的高路堤,对循环荷载下低路堤工作性能的研究较少.为此,开展了 2组模型试验探究循环荷载下筋材对桩承式低路堤荷载传递机制的影响,分析了路堤沉降、荷载传递效率、应力应变分布等的变化特征.研究结果表明:桩承式低路堤在动载作用下产生较大的累积变形,筋材的加入有利于减小累积变形的发展.在所提试验条件下,加筋低路堤的累积变形减小了 24.5%;在动载作用下,桩承式低路堤荷载传递效率随着循环次数的增加而逐渐降低,随后保持稳定;加筋增大了荷载传递效率,减小了荷载传递效率的降低幅度.在较大的循环次数和动载幅值下,未加筋低路堤的荷载传递效率持续下降,而加筋路堤缓慢增大;未加筋低路堤在静载作用下较早地形成部分土拱,随着动载的施加,土拱逐渐弱化;加筋低路堤的应力重分布现象有所改善.基于试验结果,提出了动载作用下桩承式低路堤的界定方法,并基于荷载传递效率降低系数,对模型试验中低路堤的工作性能进行了评价.

    路基工程土拱演化荷载传递机制桩承式路堤循环荷载土工合成材料

    地震及降雨作用下路堤边坡变形破坏特性研究

    徐佳伟蒋玮
    76-86页
    查看更多>>摘要:为了探究地震和降雨耦合作用下路堤边坡稳定性演化以及变形破坏特性,基于离心模型试验和有限元数值模拟方法,针对降雨、地震后降雨、考虑初始降雨的地震后降雨等不同工况下边坡渗流、变形及失稳破坏过程进行了研究,并将试验结果与模拟结果进行对比,分析了地震动力荷载作用对路堤边坡变形的影响以及地震后降雨过程中路堤边坡孔压发展特点、变形演化规律与失稳破坏特征.研究结果表明:地震导致路堤边坡土体不连续变形以及表面张拉裂缝产生,滑移面上土体变形在下部最为明显和集中,且随着土体高度的增大而逐渐减小;与均质路堤边坡相比,含地震裂缝的路堤边坡在地震后降雨下,坡内孔压的发展更为迅速、增幅更大,且土体变形受地震裂缝的影响较大,主要沿着坡肩附近裂缝发展,而均质路堤边坡在降雨中的变形延伸至距离坡肩较远位置;前期降雨增湿作用造成路堤边坡土体饱和度增大和有效应力降低,地震作用下边坡变形明显,地震后降雨导致路堤边坡失稳启动时间提前且变形破坏更为迅速.

    路基工程路堤边坡离心模型试验数值模拟分析变形破坏地震降雨

    膨胀土路堑边坡柔性加固方法及现场监测

    张锐凌时光郑健龙周豫...
    87-97页
    查看更多>>摘要:为了提出一种用于新开挖膨胀土路堑边坡加固的方法并揭示其作用机理,设计了一种柔性面层+土钉加固结构,并建立了相应设计方法;依托云南某高速公路弱膨胀土路堑边坡加固工程,进行了加固结构设计计算及现场试验;开展了加固结构的受力及变形监测,探究了加固结构的作用机理.研究结果表明:当柔性面层允许边坡法向发生3.0%的膨胀变形时,所受到的法向膨胀应力可较不允许发生膨胀变形时下降61.1%,设计的柔性加固结构可满足稳定性的要求.一年内,在雨季土钉中部轴力普遍出现增长,在旱季离坡面较近的土钉端头轴力显著减小;土钉轴力沿土钉长度方向总体呈现"中间大,两端小"分布,与锚杆框架梁相比,受力更为均匀;柔性面层网面的最大拉应变均出现在阶段性停雨后,具有明显的滞后性,且远小于材料极限伸长率;坡面土压力变化与高强加筋三维网应变变化规律基本一致,雨季呈波动增长,旱季缓慢回落,坡面土压力增值与计算所得膨胀力接近;随着土体雨季增湿膨胀、旱季干燥收缩,钢缆绳轴力变化呈现出缓慢增长、持续衰减及逐渐稳定3个阶段;3个监测点位中边坡坡顶水平位移最大,为5.4 mm,边坡整体稳定.监测结果综合反映了柔性加固结构"以柔治胀"的作用机理.所得结论可为新开挖膨胀土边坡的加固设计和施工提供参考.

    路基工程膨胀土边坡现场监测柔性加固膨胀力

    黄土边坡典型护坡植被的根系加固力学效应演化分析

    包含敖新林高月升兰恒星...
    98-110页
    查看更多>>摘要:植被防护是增强边坡浅层力学稳定性,恢复路域生态环境的重要手段.为了研究草本植物对黄土边坡的加固效应,以典型护坡植被高羊茅为例,获取其各发育阶段根系的形态参数指标,并进行拉伸试验,得到根系力学特性演化规律.此外,通过直剪试验获得了原状根土复合体的抗剪强度参数,采用响应面法分析了各因素对根系加固力学效应的影响程度,并将植物生长状况的跟踪应用于土体强度的演化解释,进而分析根系发育周期内边坡浅层力学稳定性的变化.研究结果表明:根系的形态参数指标均随发育时间而显著增大,根土间的相互作用得到提升,根系对土壤的加固效应逐渐增强,沿土层深度方向呈现出依次减弱的空间差异性;根系的抗拉力、极限延伸率、抗拉强度以及弹性模量均随发育时间呈现正相关关系,且上层根系所能提供的抗拉力最大,对复合体的力学加固效应也最强;根系可以改变土体剪切力学行为特征,增大剪切峰值强度,延长剪切峰值位移,在边坡受到剪切破坏时,能够抵抗更大的极限剪应力,并延长破坏时间,且加固效果随着坡度的提升而显著增大,法向应力、含水率、根面积比对土体的力学效应逐次增强;基于高羊茅根系,优化了 Wu-Waldron-Model根土复合体模型中的固土修正因子k,建立了更加精确量化根系固土效应的计算方法.

    路基工程植被护坡试验研究草本根系力学效应

    聚醚胺-230处治膨胀土的膨胀-压缩-收缩试验

    邱煜卢正颜廷舟李剑...
    111-121页
    查看更多>>摘要:基于高效、快速、大面积处治膨胀土的工程需求,以聚醚胺-230作为水溶性膨胀土稳定剂并成功实现对膨胀土的快速处治.模拟常规路基施工中配制含水率后的压实填筑方法,讨论聚醚胺水溶液代替水按照掺入配比的方法处治膨胀土的效果与土壤特性变化.通过膨胀、固结与收缩试验比较了膨胀土与不同聚醚胺-膨胀土质量比对应处治土的膨胀、压缩与收缩特性.结果表明:聚醚胺的迅速吸附能抑制并调控膨胀土的膨胀与收缩劣害性,同时使压实处治土展现出土壤结构的强化特性.处治土的膨胀、压缩和收缩指标均显著降低;样品制备为干密度1.62 g·cm-3时,膨胀土可被处治为低膨胀性、低收缩性、中压缩性的处治土.基于吸附机理,聚醚胺的掺入量主要影响着处治效果,但存在处治极限即无法完全抑制膨胀与收缩特性.主要处治机理通过对扫描电子显微镜图像与膨胀土中黏粒部分的X-衍射分析进行表征,干燥的提取黏粒中蒙皂石层间距1.49 nm变化为处治后的1.36 nm,可解释为聚醚胺的插层效应导致蒙皂石矿物层间的离子水化受到抑制.聚醚胺单层平铺吸附于蒙皂石矿物层间,层间钙离子无法水化至2层水分子以上扩大层间距.土壤颗粒表面水敏性显著降低,土壤微观结构图像直观地揭示了聚醚胺在膨胀土中的吸附导致的水化抑制与土壤结构强化效应.

    路基工程膨胀土试验研究稳定剂膨胀压缩收缩聚醚胺-230

    生物胶-纤维固化黄土的三轴剪切特性研究

    贾卓龙晏长根包含杨晓华...
    122-131页
    查看更多>>摘要:为了研究生物胶-纤维固化土护坡材料在三维受力下的剪切强度特性,以瓜尔豆胶为胶凝材料,以聚丙烯纤维为增韧筋材,在控制胶-筋配比条件下对黄土开展了一系列三轴压缩试验,分析了应力-应变曲线特征,抗剪强度参数变化规律以及主要破坏形式,并讨论了瓜尔豆胶、聚丙烯纤维对黄土的协同固化机理.试验结果表明:瓜尔豆胶能有效提升小应变时的偏应力值,聚丙烯纤维能有效改变应力-应变曲线形状,当两者同时加入黄土时,不同围压下的应力-应变曲线均表现为持续硬化型,具有良好的破坏韧性及较高的偏应力值,且不受应变大小的影响;瓜尔豆胶和聚丙烯纤维混合有利于提高土体的抗剪强度,随着生物胶含量或纤维含量增加,抗剪强度先增大后减小或逐渐增大,当瓜尔豆胶含量为1.0%,聚丙烯纤维含量为0.5%时,固化黄土的抗剪强度达到最优,相较于素黄土,黏聚力提升了 230.6%,内摩擦角提升了 24.8%;瓜尔豆胶-聚丙烯纤维搭配可有效抑制土体的侧向变形,最优胶-筋配比下的土样破坏形态为轻微的鼓胀破坏.在瓜尔豆胶的凝胶作用、聚丙烯纤维的拉筋作用及其互促作用的协同下,土体的三轴剪切特性得到全面提升,可为路基边坡防护工程设计参数的选取提供重要的理论依据.

    路基工程固化黄土三轴压缩试验瓜尔豆胶聚丙烯纤维剪切特性