【博士】復合式長壽命路面結(jié)構(gòu)研究【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2008年　　目前，我國高速公路的設計年限一般為20-30年，但實際使用壽命只有8-10年，甚至，有的高速公路只營運2-3年就開始出現(xiàn)較嚴重的病害。對于高速公路、城市間的重要道路，公路的維修必然造成用戶的出行不便，延長用戶的出行時間，增加燃油消耗，造成大量的維修費用、用戶費用的浪費等問題，同時對社會也帶來巨大的經(jīng)濟損失，從壽命周期費用分析的角度看，這無疑是不經(jīng)濟的。如何延長公路的使用年限，這已成為目前我國公路建設者最為關(guān)心的問題之一。本文針對高速公路設計壽命與實際使用壽命較短等問題，對目前國內(nèi)外普遍關(guān)注的長壽命路面，從長壽命定義、標準到長壽命路面結(jié)構(gòu)型式、水泥混凝土板塊劃分、結(jié)構(gòu)層應力等方面進行了研究分析。　　本文主要進行了以下幾方面的研究工作：(1)通過對相關(guān)國家長壽命路面的不同定義研究，對長壽命路面定義進行了分析，并提出復合式長壽命路面設計要求與設計標準；　　提出依托工程的長壽命路面結(jié)構(gòu)型式。(2)對車道寬度進行研究，得出高速公路不同限速下車輛的安全行車速度；對水泥混凝土板塊合理尺寸進行了研究分析，為了使車輛能夠騎縫行駛，使混凝土板長期處在較低的應力水平下，提出3reX 4m平面尺寸的板塊劃分方式，并通過荷載應力計算與溫度應力計算對這種小板塊劃分方式的優(yōu)越性進行了分析；并且結(jié)合車道寬度的研究，提出28m路基寬度上修建六車道的設計方案，即“四改六”車道方案。(3)對依托工程當?shù)氐臏囟惹闆r進行調(diào)查，繪出典型不同季節(jié)的路面溫度圖。通過溫度場、溫度梯度有關(guān)理論計算復合式長壽命路面的最大溫度梯度，為長壽命路面結(jié)構(gòu)設計與分析提供計算依據(jù)。(4)通過有限元方法和規(guī)范方法，對復合式長壽命路面水泥混凝土層板底彎拉應力的影響因素進行了分析，得出了混凝土板厚、瀝青面層厚度等因素對層底彎拉應力的影響，為路面設計提供理論支撐。(5)通過有限元分析，對層間剪應力分布情況進行了研究，分析確定了層間剪應力最大值出現(xiàn)位置。研究了瀝青面層厚度對層間剪應力的影響效果，確定適宜復合式長壽命路面結(jié)構(gòu)型式中瀝青表面層的厚度。(6)根據(jù)有關(guān)應力計算分析，對復合式長壽命路面各柔性層的材料設計進行了實驗研究，提出適宜的柔性層配合比設計，并對混合料設計提出新的標準。(7)分析敏感性因素對長壽命路面極限壽命預估的影響，通過有關(guān)壽命預估方法對復合式長壽命路面結(jié)構(gòu)極限壽命進行預估；同時對復合式長壽命路面與功能相仿的AC、PCC路面進行了經(jīng)濟對比分析，比較其優(yōu)劣。(8)為確保復合式長壽命路面水泥混凝土面層與瀝青面層緊密結(jié)合，通過試驗分析，提出了水泥混凝土表面裸化技術(shù)，并提出裸化時間與裸化深度等參數(shù)要求?！　?

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