[發明專利]石灰處理軟土路基最佳方案的確定方法

有效

• 申請號: 201510091294.8
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104715108B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 白繁義;宋海云;馬士賓;李笑笑;崔巍
• 申請（專利權）人: 天津市市政工程研究院;天津市海順交通工程設計有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E01C3/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明涉及交通、道路，具體來說是涉及石灰處理軟土路基最佳方案的確定方法。

技術背景

軟土中多含有大量腐殖質，土基承載力極低，土基回彈模量往往難以達到規定的要求，會對路面結構的承載能力和整體穩定性帶來不良影響。利用石灰處理軟土路基以提高土基回彈模量是工程中經常采用的技術措施，同時也取得了不錯的效果。

但是，由于石灰摻量、壓實度、石灰處理路基深度等因素對土基回彈模量都有很大影響，到目前為止，還沒有關于確定石灰處理軟土路基最佳方案的研究，造成在實際工程中石灰處理軟土路基方案盲目性和隨意性很大。為此，有必要從眾多處理方案中選擇出最佳的處理方案，本專利從經濟和技術兩方面綜合考慮，應用響應面優化法從技術經濟兩方面進行綜合比選。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提供一種基于響應面優化法的確定石灰處理軟土路基最佳方案的新方法，為此，本發明采取的技術方案是，石灰處理軟土路基最佳方案的確定方法，包括如下步驟：

一、確定各結構層參數

材料參數指標主要有：原狀軟土路基回彈模量E₀、石灰土層回彈模量E₁、石灰土層處理深度h_x、路面各結構層參數；

材料參數指標的采集方法：原狀軟土路基的回彈模量通過貝克曼梁法或承載板法測量；石灰土層回彈模量通過頂面法或承載板法測量；石灰土層處理深度和路面各結構層參數為設計值；

二、計算路基頂壓應變和道路使用壽命

步驟1：計算路基頂壓應變

將路面各結構層及石灰土處理深度的設計值及通過試驗獲得的軟土路基及石灰土回彈模量值等參數輸入Kenpave路面計算程序，在計算結果中提取出路基頂壓應變計算結果；

步驟2：計算道路使用壽命

步驟3：計算路基不同處理方案下的工程費用

除去各方案共有的部分，需要計算路基工程費用的施工過程及計算公式為：

(1)挖掘機開挖設計處理深度軟土的費用：

U₁＝a×x×y×z(1)

式中：a—挖掘機基價(元)；

x—路基寬度(m)；

y—路基長度(m)；

z—石灰土處理厚度(m)。

(2)自卸車將土方運至指定料場的費用：

U₂＝b×x×y×z(2)

式中：b—15t自卸車基價(元)；

(3)在料場將土方與石灰拌合均勻并運回至施工現場攤鋪的費用：

式中：c—石灰+拌合+運回(20cm)基價(元)；

(4)壓路機碾壓至設計壓實度的費用：

U₄＝d×x×y×m×n(4)

式中：d—20t壓路機基價(元)；

(5)路基施工總費用：

U＝U₁+U₂+U₃+U₄(5)

由以上各公式計算出每種施工方案的工程費用；

三、通過響應面優化軟件確定最佳處理方案。

道路使用壽命用累計荷載作用次數來表征，其值通過美國AI設計法的永久變形準則計算，計算公式如下：

N_d＝1.365×10^-9(ε_z)^-4.477(6)

式中：N_d—累計荷載作用次數，即使用壽命；

ε_z—路基頂壓應變；

對于施工中用到的機械，根據各地區租賃市場的行情來具體確定；壓路機碾壓遍數與壓實度的關系，通過土方路基試驗段進行確定。

與已有技術相比，本發明的技術特點與效果：

本發明提先計算出不同處理方案的工程費用和道路使用壽命，再對這兩個指標應用響應面法對處理方案進行優化比選。因而本發明不失為一種科學、快速、行之有效的專業化測量評方法。

附圖說明

圖1石灰含量、壓實度與使用壽命的響應面圖。

圖2石灰含量、壓實度與費用的響應面圖。

具體實施方式

本發明提供了一種基于響應面優化法的確定石灰處理軟土路基最佳方案的新方法。