本發(fā)明專利技術(shù)涉及交通、道路，為提供一種基于響應(yīng)面優(yōu)化法的確定石灰處理軟土路基最佳方案的新方法，本發(fā)明專利技術(shù)采取的技術(shù)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(jié)構(gòu)層參數(shù)材料參數(shù)指標(biāo)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hx、路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)；二、計算路基頂壓應(yīng)變和道路使用壽命步驟1：計算路基頂壓應(yīng)變步驟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(fèi)用三、通過響應(yīng)面優(yōu)化軟件確定最佳處理方案本發(fā)明專利技術(shù)主要應(yīng)用于交通、道路建設(shè)施工。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及交通、道路，具體來說是涉及。 技術(shù)背景 軟土中多含有大量腐殖質(zhì)，土基承載力極低，土基回彈模量往往難以達(dá)到規(guī)定的 要求，會對路面結(jié)構(gòu)的承載能力和整體穩(wěn)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(jīng)常采用的技術(shù)措施，同時也取得了不錯的效果。 但是，由于石灰摻量、壓實(shí)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(guān)于確定石灰處理軟土路基最佳方案的研宄，造成在實(shí)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(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面綜合考慮，應(yīng)用響應(yīng)面優(yōu)化法從技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面 進(jìn)行綜合比選。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于響應(yīng)面優(yōu)化法的確定石灰處理軟土路基 最佳方案的新方法，為此，本專利技術(shù)采取的技術(shù)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： -、確定各結(jié)構(gòu)層參數(shù) 材料參數(shù)指標(biāo)主要有：原狀軟土路基回彈模量^、石灰土層回彈模量Ei、石灰土層 處理深度h x、路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)； 材料參數(shù)指標(biāo)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(jié)構(gòu)層 參數(shù)為設(shè)計值； 二、計算路基頂壓應(yīng)變和道路使用壽命 步驟1 :計算路基頂壓應(yīng)變 將路面各結(jié)構(gòu)層及石灰土處理深度的設(shè)計值及通過試驗(yàn)獲得的軟土路基及石灰 土回彈模量值等參數(shù)輸入Kenpave路面計算程序，在計算結(jié)果中提取出路基頂壓應(yīng)變計算 結(jié)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(fèi)用 除去各方案共有的部分，需要計算路基工程費(fèi)用的施工過程及計算公式為： (1)挖掘機(jī)開挖設(shè)計處理深度軟土的費(fèi)用： U^aXxXyXz (1) 式中：a-挖掘機(jī)基價（元）； x-路基寬度（m); y-路基長度（m); z一石灰土處理厚度（m)。 (2)自卸車將土方運(yùn)至指定料場的費(fèi)用： U2= bXxXyXz (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(yùn)回至施工現(xiàn)場攤鋪的費(fèi)用： 。3=^^^ (3) 式中：c一石灰+拌合+運(yùn)回（20cm)基價（元）； (4)壓路機(jī)碾壓至設(shè)計壓實(shí)度的費(fèi)用： U4= dXxXyXmXn (4) 式中：d- 20t壓路機(jī)基價（元）； (5)路基施工總費(fèi)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(fèi)用； 三、通過響應(yīng)面優(yōu)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(shù)來表征，其值通過美國AI設(shè)計法的永久變形 準(zhǔn)則計算，計算公式如下： Nd= 1. 365X10 _9( e z)-4-477 (6) 式中：Nd-累計荷載作用次數(shù)，即使用壽命； e z-路基頂壓應(yīng)變； 對于施工中用到的機(jī)械，根據(jù)各地區(qū)租賃市場的行情來具體確定；壓路機(jī)碾壓遍 數(shù)與壓實(shí)度的關(guān)系，通過土方路基試驗(yàn)段進(jìn)行確定。 與已有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)與效果： 本專利技術(shù)提先計算出不同處理方案的工程費(fèi)用和道路使用壽命，再對這兩個指標(biāo)應(yīng) 用響應(yīng)面法對處理方案進(jìn)行優(yōu)化比選。因而本專利技術(shù)不失為一種科學(xué)、快速、行之有效的專業(yè) 化測量評方法。【附圖說明】 圖1石灰含量、壓實(shí)度與使用壽命的響應(yīng)面圖。 圖2石灰含量、壓實(shí)度與費(fèi)用的響應(yīng)面圖。【具體實(shí)施方式】 本專利技術(shù)提供了一種基于響應(yīng)面優(yōu)化法的確定石灰處理軟土路基最佳方案的新方 法。 本專利專利技術(shù)了一種石灰處理軟土路基頂面當(dāng)量回彈模量換算新方法。技術(shù)方案 是：為了使路基頂面當(dāng)量回彈模量值達(dá)到規(guī)范的要求值，石灰土層的處理方案有多種可選， 比如不同的石灰含量、不同的壓實(shí)度、不同的處理深度等。這些因素的不同就會造成路基 處理的工程費(fèi)用和道路的使用壽命不同，因此，可以先計算出不同處理方案的工程費(fèi)用和 道路使用壽命，再對這兩個指標(biāo)應(yīng)用響應(yīng)面法對處理方案進(jìn)行優(yōu)化比選。主要包含以下步 驟： -、確定各結(jié)構(gòu)層參數(shù) 該換算方法所需要的材料參數(shù)指標(biāo)主要有：原狀軟土路基回彈模量匕、石灰土層 回彈模量 El、石灰土層處理深度hx、路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)。 材料參數(shù)指標(biāo)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；石灰土層回彈模量可以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(jié) 構(gòu)層參數(shù)為設(shè)計值。本專利技術(shù)原則上推薦上述方法，但不排除采用其它科學(xué)、快速、行之有效 的專業(yè)化測量方法。 二、計算路基頂壓應(yīng)變和道路使用壽命 步驟1 :計算路基頂壓應(yīng)變 將路面各結(jié)構(gòu)層及石灰土處理深度的設(shè)計值及通過試驗(yàn)獲得的軟土路基及石灰 土回彈模量值等參數(shù)輸入Kenpave路面計算程序，在計算結(jié)果中提取出路基頂壓應(yīng)變計算 結(jié)果。 步驟二：計算道路使用壽命 道路使用壽命用累計荷載作用次數(shù)來表征，其值通過美國AI設(shè)計法的永久變形 準(zhǔn)則計算，計算公式如下： Nd= 1. 365X10 _9( e z)-4-477 (7) 式中：Nd-累計荷載作用次數(shù)，即使用壽命； e z-路基頂壓應(yīng)變。 步驟三：計算路基不同處理方案下的工程費(fèi)用 除去各方案共有的部分，需要計算路基工程費(fèi)用的施工過程及計算公式為： (1)挖掘機(jī)開挖設(shè)計處理深度軟土的費(fèi)用： U1=aXxXyXz (8) 式中：a-挖掘機(jī)基價（元）； x-路基寬度（m); y-路基長度（m); z一石灰土處理厚度（m)。 (2)自卸車將土方運(yùn)至指定料場的費(fèi)用： U2= bXxXyXz (9) 式中：b -15t自卸車基價（元）； x-路基寬度（m); y-路基長度（m); z一石灰土處理厚度（m)。 (3)在料場將土方與石灰拌合均勻并運(yùn)回至施工現(xiàn)場攤鋪（20cm)的費(fèi)用： ^- (10> 式中：c一石灰+拌合+運(yùn)回（20cm)基價（元）； x-路基寬度（m); y-路基長度（m); z一石灰土處理厚度（m)。 (4)壓路機(jī)碾壓至設(shè)計壓實(shí)度的費(fèi)用： U4=dXxXyXmXn(11) 式中：d- 20t壓路機(jī)基價（元）； x-路基寬度（m); y-路基長度（m); m-壓路機(jī)碾壓至設(shè)計壓實(shí)度的遍數(shù)； n-石灰土分層碾壓層數(shù)。 (5)路基施工總費(fèi)用： U=U1+U2+U3+U4 (12) 由以上各公式計算出每種施工方案的工程費(fèi)用。 對于施工中用到的機(jī)械，可以根據(jù)各地區(qū)租賃市場的行情來具體確定。壓路機(jī)碾 壓遍數(shù)與壓實(shí)度的關(guān)系，可以通過土方路基試驗(yàn)段進(jìn)行確定。 三、通過響應(yīng)面優(yōu)化軟件確定最佳處理方案 在有關(guān)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的研宄中，Design-Expert是使用最廣泛的軟件，因此，本 法，專利技術(shù)選擇Design-Expert8. 0來進(jìn)行最佳石灰處理方案比選。 計算實(shí)例 -、確定各結(jié)構(gòu)層參數(shù) 現(xiàn)有某快速路，其軟土路基的天然含水量為30%，道路總長為1000m，路基寬30m， 施工現(xiàn)場距料場l〇〇〇m。軟土經(jīng)石灰處理的方案以及通過室內(nèi)外試驗(yàn)測得的其回彈模量值 見下表。 表1石灰處理軟土路基方案及其回彈模量值【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種，其特征是，包括如下步驟： 一、確定各結(jié)構(gòu)層參數(shù) 材料參數(shù)指標(biāo)主要有：原狀軟土路基回彈模量Etl、石灰土層回彈模量E1、石灰土層處理 深度hx、路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)； 材料參數(shù)指標(biāo)的采集方法：原本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種石灰處理軟土路基最佳方案的確定方法，其特征是，包括如下步驟：一、確定各結(jié)構(gòu)層參數(shù)材料參數(shù)指標(biāo)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hx、路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)；材料參數(shù)指標(biāo)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(jié)構(gòu)層參數(shù)為設(shè)計值；二、計算路基頂壓應(yīng)變和道路使用壽命步驟1：計算路基頂壓應(yīng)變將路面各結(jié)構(gòu)層及石灰土處理深度的設(shè)計值及通過試驗(yàn)獲得的軟土路基及石灰土回彈模量值等參數(shù)輸入Kenpave路面計算程序，在計算結(jié)果中提取出路基頂壓應(yīng)變計算結(jié)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(fèi)用除去各方案共有的部分，需要計算路基工程費(fèi)用的施工過程及計算公式為：(1)挖掘機(jī)開挖設(shè)計處理深度軟土的費(fèi)用：U1＝a×x×y×z????(1)?式中：a—挖掘機(jī)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(yùn)至指定料場的費(fèi)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(yùn)回至施工現(xiàn)場攤鋪的費(fèi)用：式中：c—石灰+拌合+運(yùn)回(20cm)基價(元)；(4)壓路機(jī)碾壓至設(shè)計壓實(shí)度的費(fèi)用：U4＝d×x×y×m×n????(4)?式中：d—20t壓路機(jī)基價(元)；(5)路基施工總費(fèi)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(fèi)用；三、通過響應(yīng)面優(yōu)化軟件確定最佳處理方案。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白繁義，宋海云，馬士賓，李笑笑，崔巍，
申請(專利權(quán))人：天津市市政工程研究院，天津市海順交通工程設(shè)計有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。