[01521517]寒区路基冻融损伤监测系统研究

目前寒区路基的冻融损伤破坏是道路普遍存在的主病害形式。建立寒区路基冻融监测系统,结合监测系统的温湿监测数据分析路基的冻融损伤过程及其机理,可以明确寒区路基冻融损伤的产生过程及其影响因素,对指导路基的勘察、设计,提高道路的使用寿命及服役水平,减少道路的养护维修成本具有重要意义。 结合工程所在地的气候特点,对路基冻融监测方案进行了设计。进行了监测系统设计,对数据采集方案进行了分析,进行了传感器的选型,对所建立的监测系统进行了性能验证。确定了路基冻融监测系统的具体实施方案,建立了路基冻融监测系统。 基于所建立的路基冻融监测系统,对路基的温、湿度场进行了分析。分析了路基温度场的分布规律及温度场随时间的变化规律,建立了路基温度场随深度变化的预测模型。分析了路基湿度场的分布规律,建立了路基湿度随时间的变化模型。基于温、湿度场的耦合分析,建立了路基内水份的迁移模型,分析了路基冻融损伤机理。 结合路基温、湿度监测数据,进行了路基冻融的力学响应分析。建产了温-湿耦合分析力学模型,分析了路基的冻胀变形特性。考虑冻融及含水量梯度的影响,分析了冻融及路基含水量梯度对边坡稳定性的影响规律。建立了路面结构力学分析模型,分析了路基不均匀冻胀对路面结构力学行为的影响。 结合实际路基温、湿场的变化规律,分析了土体的冻融损伤规律。基于实际监测数据建立了土体的冻融试验条件,分析了冻融循环作用对不同土力学性的影响。分析了劈裂强度、抗压强度及模量等力学指际随冻融次数的变化规律。对比分析了不同改性土的抗冻性。 对寒区路基的冻融预防措施进行了研究。总结了路基冻融病害预防的常见技术措施,并对不同措施的适用性进行了分析。从提高土体自身的抗冻性能方面,对比分析了不同改性土的力学性能,重点研究了不同改性土的冻胀特性,明确了不同改性土的适用条件。探索了路基防冻融的隔离层材料,对该材料的材料设计、变形性能及抗冻性进行了研究。分析了路基冻融预防措施的使用效果。