基于气候交通特点的沥青路面结构研究

论文摘要

本论文在对辽宁省干线公路进行调查研究基础上,分析了不同沥青路面结构发生破坏原因,研究了气候和交通条件对辽宁省干线公路沥青路面结构的影响,提出了符合辽宁省实际的干线公路沥青路面典型结构,为解决沥青路面的破坏提供了依据。基于辽宁省气候特点,提出了辽宁省沥青性能PG分级标准,并首次定义了考虑沥青混合料高、低温和水损害的气候综合影响系数。基于辽宁省路表温度场,采用非稳态温度场有限元法分析了高、低温季节辽宁省沥青路面结构行为及稳定性,表明荷载与温度的耦合作用是造成沥青路面破损的主要原因。建立了轴载换算季节修正系数、温度修正系数和当量轴次增长率概念和计算方法。首次提出按辽宁省路面自然片区并考虑轴载换算气候修正系数来确定交通荷载的分级方法,提出了土基有效回弹模量计算方法并用来划分土基等级。基于辽宁省的实际,充分考虑当地材料、施工工艺、交通等基础上,提出了不同气候区划下,辽宁省干线公路沥青路面典型结构图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 温度因素
• 1.2.2 湿度因素
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第二章 气候参数的统计学特征和路表温度场模拟
• 2.1 气候参数的统计分析
• 2.1.1 统计分析流程
• 2.1.2 数据收集和整理
• 2.2 路表温度场的模拟
• 2.2.1 热传导方程
• 2.2.2 非稳态导热的边界条件
• 2.2.3 温度场的模拟
• 2.3 本章小结
• 第三章 辽宁省干线公路沥青路面气候分区研究
• 3.1 概述
• 3.2 辽宁省自然条件特点
• 3.3 辽宁省沥青气候适用性分析
• 3.3.1 路面温度的影响因素
• 3.3.2 辽宁省沥青路面设计温度
• 3.3.3 辽宁省沥青性能PG 分级
• 3.3.4 我国沥青技术标准和PG 分级的关系
• 3.3.5 沥青等级确定方法
• 3.4 辽宁省沥青及沥青混合料气候分区
• 3.4.1 辽宁省沥青与沥青混合料气候分区
• 3.4.2 不同路面气候区对沥青混合料和路面结构的要求
• 3.5 辽宁省公路三级自然区划
• 3.5.1 概述
• 3.5.2 辽宁省各自然片区气候特征
• 3.6 本章小结
• 第四章 辽宁省干线公路沥青路面使用状况分析
• 4.1 调查内容和方法
• 4.1.1 调查路段的选择和确定
• 4.1.2 调查内容
• 4.2 二级区划干线公路调查结果及分析
• 4.2.1 路基路面设计状况
• 4.2.2 土质、材料使用情况及料源
• 4.2.3 路面破损状况
• 4.3 各自然片区（三级区划）调查结果及分析
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 辽南强风化残积土湿温区
• 4.3.3 辽西南沼泽粉质土湿冷区
• 4.3.4 辽北黄土类粘质土干冷区
• 4.3.5 辽西北黄土风积砂干冷区
• 4.4 沥青路面破坏状况及原因分析
• 4.5 交通参数的不确定性与路面的早期破损
• 4.5.1 概述
• 4.5.2 交通量年平均增长率数据收集和整理
• e 的概率分布'>4.5.3 累计当量标准轴次N_e的概率分布
• 4.5 本章小结
• 第五章 沥青路面结构行为动态工作性状的分析
• 5.1 路面力学分析模型的建立
• 5.1.1 基本假定
• 5.1.2 路面材料的动态特性及其动态参数
• 5.2 非稳态温度场的有限元法
• 5.2.1 有限元基本理论
• 5.2.2 论文采用的单元类型
• 5.2.3 有限元网格划分
• 5.3 高温季节路面结构行为及稳定性分析
• 5.4 低温季节路面结构行为及稳定性分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 辽宁省干线公路土基模量研究
• 6.1 按《公路自然区划》确定土基回弹模量
• 6.1.1 辽宁省干线公路路面土基回弹模量
• 6.1.2 土基回弹模量分级
• 6.2 按《辽宁省路面自然片区》确定土基有效模量
• 6.2.1 辽宁省各自然片区的季节土基模量
• 6.2.2 辽宁省各地区土基有效回弹模量的计算方法
• 6.3 本章小结
• 第七章 辽宁省干线公路交通荷载研究
• 7.1 概述
• 7.2 按《公路自然区划》确定交通荷载及分级
• 7.2.1 交通参数分析
• 7.2.2 交通分级
• 7.3 按《辽宁省路面自然片区》确定交通荷载及分级
• 7.3.1 概述
• 7.3.2 辽宁省的路面疲劳温度分布与轴载换算气候修正系数（M）
• 7.3.3 辽宁省当量轴次气候修正系数（M）
• 7.3.4 交通量等级划分
• 7.4 本章小结
• 第八章 辽宁省沥青路面典型结构
• 8.1 典型结构图式
• 8.2 典型结构设计说明
• 8.3 本章小结
• 主要结论及进一步研究建议
• 1、主要结论
• 2、创新点
• 3、进一步研究建议
• 主要参考文献
• 攻读博士学位期间发表的主要论文
• 致谢