學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程
授予學(xué)位：博士
學(xué)位授予單位：xx交通大學(xué)
學(xué)位年度： 2005年
近年來(lái)，隨著我國(guó)交通設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)的深入開(kāi)展，高等級(jí)公路、鐵路建設(shè)中更頻繁地碰到了異型斷面路基路面的修筑問(wèn)題，但異型斷面路基極易造成各類路基路面病害。從總體上看，國(guó)內(nèi)關(guān)于異型斷面路基路面整體設(shè)計(jì)的理論研究還處于起步階段，嚴(yán)重制約異型斷面路基上承路面工程的建設(shè)質(zhì)量和建成后的長(zhǎng)期使用性能。開(kāi)展西南山區(qū)填挖過(guò)渡段路基路面整體設(shè)計(jì)方法的研究，對(duì)于提高路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，避免路基上承結(jié)構(gòu)的早期破壞，保證路面使用壽命，都有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義。
本文在教育部?jī)?yōu)秀青年教師資助計(jì)劃項(xiàng)目“異型斷面路基路面綜合設(shè)計(jì)理論研究”(項(xiàng)目編號(hào)：1900)、四川省交通廳科研項(xiàng)目“新老路基不均勻沉降對(duì)路面長(zhǎng)期性能的影響”、西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“高原濕地郎川公路修筑及環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：200431800054．3)及鐵道部科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“渝懷線斜坡軟弱地基填方工程特性及工程技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2001G011)等的資助下，對(duì)異型斷面路基路面綜合設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了較系統(tǒng)、深入的研究，主要研究?jī)?nèi)容有：
(1)國(guó)內(nèi)首次提出了異型斷面路基的概念，將橫向半填半挖路基、縱向填挖過(guò)渡式路基及縱橫空間填挖過(guò)渡式路基三者定義為狹義的異型斷面路基，廣義的異型斷面路基尚包括斜坡路基、舊路拓寬及樁基承臺(tái)式路基等。
從總體上看，異型斷面路基具有一些共同特點(diǎn)：由于斷面(包括橫斷面或縱斷面)上幾何或材料的異型，將導(dǎo)致斷面上易產(chǎn)生差異變形(包括工后沉降和重復(fù)荷載作用下的永久變形)，而差異變形將對(duì)上承結(jié)構(gòu)(路面、軌道、道面)產(chǎn)生附加力學(xué)響應(yīng)，直接導(dǎo)致上承結(jié)構(gòu)的使用壽命大大縮減。
(2)結(jié)合國(guó)道108線廣北段、四川綿廣高速公路、318國(guó)道川藏線、109國(guó)道青藏線等實(shí)地路況調(diào)查及既有文獻(xiàn)資料，詳細(xì)論述了異型斷面路基路面的病害現(xiàn)象及成因分析。異型斷面路基路面病害的機(jī)理可以歸納為兩大類：
即路基穩(wěn)定性不足導(dǎo)致的損壞和填挖方路基不均勻沉降引起的損壞。路基滑動(dòng)和支擋結(jié)構(gòu)破壞是穩(wěn)定性不足的反映，而路面損壞的主要原因則是由于填挖方路基差異沉降引起。
(3)針對(duì)一橫向半填半挖路基，運(yùn)用強(qiáng)度折減法，基于FLAC／SLOPEVersion4．0軟件平臺(tái)，分析了因填挖結(jié)合部存在著的相對(duì)軟弱帶對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，全面探討了破壞面性態(tài)、安全系數(shù)值隨軟弱帶與地基粘聚力之比值而逐漸演變的過(guò)程。針對(duì)一橫向半填半挖異型斷面路基，基于軟件平臺(tái)，進(jìn)行了同時(shí)受橫向、豎向地震荷載作用的路基地震動(dòng)力響應(yīng)分析，全過(guò)程探討了異型斷面路基在地震荷載作用下的動(dòng)力特性及穩(wěn)定性。
(4)較系統(tǒng)搜集整理了現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)規(guī)范及路面力學(xué)計(jì)算機(jī)程序，論述了它們?cè)谔幚懋愋蛿嗝媛坊访嬲w設(shè)計(jì)與分析上存在的不足。
(5)建立起瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)對(duì)半填半挖路基不協(xié)調(diào)變形力學(xué)Ⅱ向應(yīng)的平面有限元模型，利用基于路基不均勻變彤的平面有限元法對(duì)異型斷面路基瀝青路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，系統(tǒng)研究了不均勻沉降量，不均勻沉降長(zhǎng)度及路面結(jié)構(gòu)層參數(shù)對(duì)路面結(jié)構(gòu)附加力學(xué)響應(yīng)的影響；通過(guò)正交設(shè)計(jì)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以改善路面結(jié)構(gòu)的不利受力狀態(tài)。
(6)利用路面力學(xué)專業(yè)有限元軟件KENPAVE。建立起能考慮不均勻沉降對(duì)水泥路面附加影響分析的有限元模型，研究了路基不均勻沉降對(duì)波特蘭水泥混凝土路面(PCCP)的附加力學(xué)響應(yīng)。
(7)提出了異型斷面路基路面病害防治的基本技術(shù)思想，即在保證路基穩(wěn)定的前提下，應(yīng)盡可能控制填挖方路基的差異變形，同時(shí)必須從路基、路面、支擋、防排水等各方面進(jìn)行綜合考慮，統(tǒng)一規(guī)劃；并以318國(guó)道四川境內(nèi)二郎山至康定段改造為工程背景，國(guó)內(nèi)首次通過(guò)室內(nèi)大型土工離心模型試驗(yàn)，比較了土工格柵、壓實(shí)系數(shù)等對(duì)減小異型斷面路基工后沉降及差異沉降的效果：結(jié)合既有文獻(xiàn)，系統(tǒng)闡述了異型斷面路基路面病害防治的各種工程措旌．包括：建造支擋結(jié)構(gòu)，直接修補(bǔ)裂縫，改善填土土質(zhì)，注意填挖結(jié)合部位的特殊處理，注意加強(qiáng)防排水，設(shè)置預(yù)留沉降量、設(shè)置過(guò)渡段、多種措施綜合處治、選用合理路面結(jié)構(gòu)、路面結(jié)構(gòu)加筋及使用輕質(zhì)填土等。
