【摘 要】
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为满足交通运输,我国公路网也在不断完善,同时导致道路养护问题也更加严峻;根据交通运输部对道路养护统计表明车辙是沥青路面最常见的破坏形式,每年需要投入大量养护资金进行道路车辙修补,因此研究车辙生成的主要影响因素是非常有必要的。在夏季高温环境中,道路非常容易产生车辙破坏,因此,研究高温时路面结构温度分布情况很有必要,并且根据道路投入使用后的环境、荷载情况对道路的车辙进行分析、预估,能够为沥青路面的养护
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为满足交通运输,我国公路网也在不断完善,同时导致道路养护问题也更加严峻;根据交通运输部对道路养护统计表明车辙是沥青路面最常见的破坏形式,每年需要投入大量养护资金进行道路车辙修补,因此研究车辙生成的主要影响因素是非常有必要的。在夏季高温环境中,道路非常容易产生车辙破坏,因此,研究高温时路面结构温度分布情况很有必要,并且根据道路投入使用后的环境、荷载情况对道路的车辙进行分析、预估,能够为沥青路面的养护管理技术提供相应的支持。通过研究温度和荷载两个因素对车辙形成的影响,对预防高温车辙具有一定的工程指导意义。本文通过对惠阳地区夏季的高温情况进行调研、统计,选取4个典型的高温天气进行有限元的模拟,研究不同高温情况下路面温度场的分布情况,结合高温浪潮研究路面温度的累积效应,并利用数据回归分析研究环境温度与路面各结构层的温度相关性;通过灰色关联度分析太阳辐射率、太阳辐射吸收率、面层材料的热容量和面层材料的热传导率对路面温度场的影响程度;利用动荷载研究行车荷载作用下道路的受力情况,通过对不同温度场、不同速度、不同接地应力的研究,分析影响路面车辙产生的主要因素;根据荷载累积来分析道路长期车辙变形范围及影响因素,并根据惠阳地区的环境情况和荷载情况对运营期的道路建立车辙预估模型,并针对夏季极端的高温情况提出预防性养护措施。根据本文研究结果主要得到以下结论:(1)在高温持续的情况下,沥青路面的温度也会产生积累效应,导致路面温度进一步升高;通过采用三次多项式拟合得出路面温度变化与环境气温具有很好的相关性,其他各结构层与气温的相关性随着深度的增加逐渐降低,但各层温度与气温变化基本保持一致。(2)通过模拟分析太阳辐射率、太阳辐射吸收率、面层材料的热容量和面层材料的热传导率对路面温度场的影响,得出路面材料的太阳辐射吸收率对路面温度场状况影响最大,因此通过控制太阳辐射吸收率能有效地预防路面高温。(3)利用荷载子程序,通过对坐标的定位,并结合速度来进行路面动荷载的模拟,分析不同温度场、不同速度、不同接地应力作用下的受力情况,结果表明:温度升高路面车辙量增大明显,速度的提升有利于减少车辙,接地应力增加使得道路各结构应力线性增大。(4)将动荷载作用转化为荷载的积累,通过“以静代动”的方法来进行车辙模拟,研究车辙主要变形范围在中面层与上面层,对车辙影响因素的主要外因进行分析,结合当地的气温均值来预测道路车辙,用荷载作用轴次对模型进行修正,得到的车辙预估模型具有很高的拟合度,可以对运营期内道路车辙情况进行预估。针对高温车辙突增情况,可以从材料选择和后期措施上进行道路高温预防。
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