路基材料与路基、地基加固技术:
优质的路基填料是保证路基性能的重要前提,就地取材往往是降低工程费用,实现与环境协调的基本要求;而由于不同地区的地质特点不同,土质差异很大,尤其是很多地区分布的特殊土质不能直接作为路基填料,或者经过处治后方能作为路基填料。针对以上问题,课题组进行土性的室内试验和现场试验研究,确定土的基本工程性质,揭示了软粘土地区、黄土地区、岩溶地区的土质特性,分析了处治土路基、填砂路基、EPS路基、加筋土路基等的力学响应,建立相应的性能预估模型。还研究了塑料土工网的工程特性,在软土地区道路工程中的应用结果表明,其可以使湿软地基及路堤填料得到加固,提高地基承载能力和路基的压缩模量,改善施工条件,提高路堤的稳定性和均匀性,大幅减小桥头跳车。
路基强度与变形控制技术
足够的强度和抗变形能力是保证路基良好工作状态的基本要求,针对现行规范以静态回弹模量作为设计、施工的控制指标的局限性,提出应用动态回弹模量,并考虑加入路基永久变形、水稳定性、抗冻性等方面的性能指标来完善路基设计理论,提出了软土地区、黄土地区、岩溶地区、高原山区路基修筑成套技术。同时展开了针对公路水毁预测和防治技术、高等级道路桥头引道沉降处理决策辅助、行车荷载作用下湿软路基残余变形及其控制技术等方面的研究。还研究了水网地区重载交通高速公路的低路堤技术,分析了地下水位变化规律和影响因素,构建了重交通下路基承受交通荷载和地下水位耦合作用模型,分析了路基-路面结构性能变化规律。针对道路改造工程,进行了路基拓宽问题的新老结合部处治技术研究、公路路基拓宽工程技术研究,以解决路基拓宽对旧路基产生二次荷载,造成不协调变形的问题。
路基使用性能测试与机理分析
路基性能评价主要针对路基回弹模量,而路基的湿度是影响路基回弹模量的主要因素。因此,调查路基修筑之后路基的湿度变化情况和水分分布情况,有助于分析路基湿度随着时间的变化规律及水分的空间分布规律。课题组根据调研结果,分析了路基土中水分的迁移规律,构建了既有路基的平衡湿度预估模型、路基顶面当量回弹模量的预估模型;分析了路基残余变形的产生机理和路基残余变形引起的道路工程病害。
路基设计方法、施工工艺及关键技术
(1)主编《城市道路路基设计规范》,参与编著《公路路基设计规范》。(2)针对管线掘路明埋引起的沟槽回填和路基路面结构修复存在的诸多技术难题,总结了掘路工程的主要开挖方式与分类方法、常见病害及其成因机理,揭示了道路开挖前后受力模式的变化规律,提出了掘路修复的设计方法。(3)高等级公路工程建设中已开始尝试以江(河)砂作为路基填料,修筑填砂路基,但填砂路基工程目前尚面临着料源选择、压实机理与方法、压实标准与质量控制、施工时周围环境保护等诸多技术问题,对此,课题组经过研究编著了《高速公路填砂路基施工及质量控制技术指南》。(4)在公路拓宽改建工程中,为保证新老路基共同承受路面结构和行车荷载作用所需的强度和稳定性,减少新老路基结合部的路面开裂、路基失稳等病害的发生,针对这一问题课题组研究并提出了《新老路基结合部处治设计施工技术指南》。(5)对软土地区高等级道路河浜处理分析理论和实用技术进行了系统的研究和总结,为使河浜处理在工程的设计、施工和管理中有科学合理的依据,提出了软土地区高等级道路河浜处理技术。(6)国家级工法:“山皮石+冲击碾压”机场场道软基加固处理方法