李 迎 剛

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司,山西 運(yùn)城 044000)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的同時(shí)，也開始注重高速公路的建設(shè)，高速公路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)也十分完整。剛性水泥混凝土與柔性瀝青混凝土的路面結(jié)構(gòu)在建設(shè)高速公路時(shí)是比較常見的。設(shè)計(jì)柔性瀝青混凝土路面時(shí)是具有年限標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)以15年為準(zhǔn)。而設(shè)計(jì)剛性水泥混凝土路面的年限要高于柔性瀝青混凝土路面，是以30年為準(zhǔn)。目前，高速公路的損壞現(xiàn)象甚至?xí)诙唐趦?nèi)發(fā)生，對(duì)高速公路的使用時(shí)間造成了嚴(yán)重的影響。據(jù)相關(guān)調(diào)查，路基長(zhǎng)期的不均勻沉降以及車輛長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生動(dòng)荷載作用是損壞路面結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。

1 高速公路路基長(zhǎng)期沉降變形預(yù)測(cè)技術(shù)

高速公路路基長(zhǎng)時(shí)間沉降涉及的因素較多，并且這些因素具有一定的相關(guān)性，會(huì)相互影響，研究?jī)?nèi)容相對(duì)復(fù)雜。路基長(zhǎng)期沉降影響因素包含著宏觀方面與微觀方面，主要是排水固結(jié)沉降與土粒蠕動(dòng)因素，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員與研究人員十分關(guān)注如何運(yùn)用科學(xué)預(yù)測(cè)明確影響路基沉降的因素。

1.1 高速公路路基沉降預(yù)測(cè)方法

有很多關(guān)于高速公路路基沉降的預(yù)測(cè)方法，本文主要講解三種方法，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，灰色系統(tǒng)法與曲線擬合法[1]。

1)在20世紀(jì)80年代灰色系統(tǒng)法的相關(guān)理論就得到了普遍的應(yīng)用?；疑到y(tǒng)法的基本思想是，將一系列隨機(jī)正數(shù)據(jù)跟隨時(shí)間的變化，通過(guò)真實(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行累加處理，使數(shù)據(jù)內(nèi)容變?yōu)榉秦?fù)遞增的數(shù)據(jù)列，并通過(guò)完善數(shù)據(jù)序列之間存在的規(guī)律，合理預(yù)測(cè)路基沉降系統(tǒng)。

2)曲線擬合法的擬合是運(yùn)用與沉降預(yù)測(cè)曲線比較類似的曲線，之后對(duì)后期的沉降量進(jìn)行計(jì)算，預(yù)測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)直接關(guān)系到曲線擬合法的準(zhǔn)確性，運(yùn)用比較廣泛的有對(duì)數(shù)曲線法與雙曲線法。

3)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。主要運(yùn)用新型的方法彌補(bǔ)傳統(tǒng)方式存在的不足。這一方法具有較高的平行能力與處理能力?？梢猿浞掷米陨淼膬?yōu)勢(shì)去處理非線性問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)創(chuàng)建沉降之間存在的非線性對(duì)高速公路地基沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)與沉降影響因素之間的關(guān)系，之后在經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中放入實(shí)際測(cè)量沉降影響因素最終取得預(yù)測(cè)的沉降量[2]。針對(duì)沉降預(yù)測(cè)方法，為了得到準(zhǔn)確的沉降量，推算出結(jié)果，對(duì)路基沉降觀測(cè)應(yīng)從路堤開始填筑時(shí)就進(jìn)行，在預(yù)測(cè)實(shí)際的沉降時(shí)，應(yīng)充分了解路基的實(shí)際情況，選擇與其適應(yīng)的方式進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)。

1.2 合理控制運(yùn)營(yíng)道路路基的沉降

高速公路對(duì)路基沉降具有較高的要求，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)也會(huì)直接要求路面施工后的沉降量，因此，合理控制路基施工后的沉降是非常關(guān)鍵的。由于會(huì)出現(xiàn)很多影響路基沉降速率的因素，在日常工作中，我國(guó)沉降速率仍沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以致于需要通過(guò)實(shí)測(cè)工后沉降法來(lái)判斷路基沉降是否具有穩(wěn)定性。

2 交通荷載作用下路基路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究分析

綜上所述，可以了解到車輛動(dòng)態(tài)荷載與車輛超載超限是引起高速公路路面結(jié)構(gòu)破壞的主要原因[3]。由于高速公路動(dòng)態(tài)荷載具有一定的不確定性與多變性，并且很多因素是無(wú)法避免的，動(dòng)態(tài)荷載與靜力荷載相比，問(wèn)題分析十分復(fù)雜，并且更為關(guān)鍵。

2.1 路面表面激勵(lì)特性研究分析

高速公路路基無(wú)論是新建設(shè)的公路或運(yùn)營(yíng)多年的老路都存在著不同程度的不平整性，最關(guān)鍵的因素是高速公路路基施工過(guò)程以及位置環(huán)境所影響的，路面的不平整很容易在高速公路中出現(xiàn)車輛振動(dòng)，路面的附加動(dòng)載荷也會(huì)隨著車輛的振動(dòng)而增加，造成路面損壞。只有正確分析路面的特性，才能合理的設(shè)計(jì)出有關(guān)高速公路的相關(guān)策略[4]。路面不平整的關(guān)鍵性因素還包括路面的豎向偏差，因此，對(duì)路面不平整度進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程也十分復(fù)雜，主要是因?yàn)椴煌臏y(cè)量者在測(cè)量時(shí)選擇的測(cè)量工具不同，并且在選擇不平整性參照系時(shí)也是不同的，最終影響測(cè)量結(jié)果?，F(xiàn)階段應(yīng)用比較廣泛的測(cè)量高速公路路面不平整方法有兩種，包括靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法，兩種方式有著明顯的差異。運(yùn)用動(dòng)態(tài)法進(jìn)行測(cè)量是間接地方式，這種方法需要通過(guò)車輛的反應(yīng)對(duì)路面的不平整性進(jìn)行判斷。與動(dòng)態(tài)法相比較，可以了解到靜態(tài)法是平整度儀對(duì)高速公路路面不平整性進(jìn)行測(cè)量，目前，3 m直尺法應(yīng)用的最為廣泛。

2.2 針對(duì)高速公路路面不平度的分析

3 m直尺法在分析道路不平整性時(shí)雖然具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但無(wú)法反映出路面不平整度的起伏變化情況，想要了解其幅度情況，在分析路面不平整度的綜合特性時(shí)可以應(yīng)用統(tǒng)計(jì)模型[5]。測(cè)量高速公路路面不平度具有較大的困難，在保證空間變化與時(shí)間變化時(shí)，才能構(gòu)造出隨機(jī)振源統(tǒng)計(jì)模型，分析高速公路路面不平度也存在著一定的局限性，現(xiàn)階段的分析方式主要是對(duì)高速公路道路表面沿縱向作一維測(cè)量分析。

2.3 針對(duì)高速公路車輛分析隨機(jī)動(dòng)荷載的具體特性

車輛動(dòng)荷載屬于隨機(jī)荷載，可以直接聯(lián)系到很多因素，例如高速公路路面的不平整度、材料特性以及車輛頻率、速度等[6]。高速公路路面的不平整度在所有影響因素中是最為關(guān)鍵的。路面的不平整會(huì)直接造成車輛振動(dòng)，車輛振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生附加荷載，并基于此施加給路面結(jié)構(gòu),以至于出現(xiàn)路面振動(dòng)系統(tǒng)，振動(dòng)系統(tǒng)中所有參數(shù)都會(huì)互相影響。隨機(jī)過(guò)程論主要描述車輛隨機(jī)振動(dòng)狀態(tài)與其產(chǎn)生的規(guī)律性。隨機(jī)過(guò)程的描述可以分為三個(gè)方面，主要包括頻域、時(shí)域描述以及幅域描述。

2.4 高速公路車輛動(dòng)載的參數(shù)影響規(guī)律分析

針對(duì)高速公路車輛動(dòng)載的參數(shù)影響規(guī)律分析，車輛質(zhì)量、車輛類型都屬于損壞高速公路路面的相關(guān)因素，并使其受到嚴(yán)重影響。因此，在具備相應(yīng)條件下，深入探究高速公路路面的影響規(guī)律是非常關(guān)鍵的。通常情況下，車輛動(dòng)載會(huì)跟隨車速的增加以及軸距的增加而產(chǎn)生變化，并隨著載荷的增加而減少，而輪距的改變沒(méi)有直接影響到車輛動(dòng)載的明顯規(guī)律。

3 結(jié)語(yǔ)

是對(duì)高速公路路基沉降及路面動(dòng)力特性進(jìn)行分析探究。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，高速公路的建設(shè)也得到了快速的發(fā)展，高速公路路基成為了開展公路工程建設(shè)的前提與核心。高速公路中比較普及的問(wèn)題就是路基沉降，針對(duì)高速公路路基長(zhǎng)期沉降變形預(yù)測(cè)技術(shù)，需要通過(guò)有效的高速公路路基沉降預(yù)測(cè)方法，合理控制運(yùn)營(yíng)道路路基的沉降。對(duì)交通荷載作用下路基路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究分析，主要包括路面表面激勵(lì)特性研究分析、車輛動(dòng)載的參數(shù)影響規(guī)律分析、車輛隨機(jī)動(dòng)荷載特性分析以及路面不平度的分析這四個(gè)方面,進(jìn)一步保障交通的安全性，使高速公路的使用壽命獲得延伸，讓公路更好的服務(wù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸以及人們的出行。