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中国道路建设行业在过去三十年来取得了巨大的成就。同时,随着交通量的增加,路面受到不同程度的破坏,道路的维护需求变的很迫切。只有通过科学的方法对公路的质量做持续的跟踪观察研究,及时地有针对性的采取养护维修对策,才能使道路路面的使用质量维持在良好状态。
本文根据北京市普通公路路面病害的调查结果,对沥青路面主要病害的类型和特点进行分析,发现沥青路面病害以裂缝、龟裂和车辙为主。进而分析了北京市公路养护维修投资情况,结果表明,北京市普通公路路面年度大中修率为13.6%,满足国家相关技术标准的规定。养护维修投资中大修比例较高,中修比例较低,中修投资仅为大修投资的11%左右,中修费用投资少,对路面的改善作用却比较较明显,今后可以适当增加中修养护的比例。
通过对北京市公路多年路面性能检测数据的统计分析,并基于沥青路面性能衰变的一般规律,建立了路面性能衰变模型。模型考虑了补强养护维修和罩面养护维修情况的路面性能衰变趋势,分析和比较“S”型函数模型、标准衰减模型、余弦函数模型对数据的适用性以及限制性,以确定适合北京市路面性能衰减趋势的函数模型。结果表明,余弦函数模型能够更好地反映北京市地区特点,并且可以通过调整参数取值满足不同影响因素下路面性能的预测,为养护维修决策提供了理论指导。
基于有限元方法对不同养护方式下的路面结构进行数值模拟,计算沥青路面结构在不同轴载和不同加铺方式下的应力、应变,分析了沥青加铺层结构力学响应变化规律。结果表明,直接加铺方式的应力、应变相比新建面层和铣刨加铺方式,变化比较明显,说明了面层模量大小的改变对应力、应变的影响比较小,直接加铺不仅增加了路面结构层的厚度,面层模量大小也改变了,所以直接加铺方式的应力、应变值最小,受力最有利。剪应力随加铺层厚度的增大先增加后减小,在5cm处,剪应力的数值最大,表明加铺层的厚度增加时,对加铺层受力有利,但并非越厚越好。
最后,基于上述研究结果,根据北京地区养护维修方案的总结、大修方案设计应遵循的原则,结合北京市公路的病害情况和路面结构内部应力应变情况,总结出适合北京地区公路养护维修的路面结构。
本文根据北京市普通公路路面病害的调查结果,对沥青路面主要病害的类型和特点进行分析,发现沥青路面病害以裂缝、龟裂和车辙为主。进而分析了北京市公路养护维修投资情况,结果表明,北京市普通公路路面年度大中修率为13.6%,满足国家相关技术标准的规定。养护维修投资中大修比例较高,中修比例较低,中修投资仅为大修投资的11%左右,中修费用投资少,对路面的改善作用却比较较明显,今后可以适当增加中修养护的比例。
通过对北京市公路多年路面性能检测数据的统计分析,并基于沥青路面性能衰变的一般规律,建立了路面性能衰变模型。模型考虑了补强养护维修和罩面养护维修情况的路面性能衰变趋势,分析和比较“S”型函数模型、标准衰减模型、余弦函数模型对数据的适用性以及限制性,以确定适合北京市路面性能衰减趋势的函数模型。结果表明,余弦函数模型能够更好地反映北京市地区特点,并且可以通过调整参数取值满足不同影响因素下路面性能的预测,为养护维修决策提供了理论指导。
基于有限元方法对不同养护方式下的路面结构进行数值模拟,计算沥青路面结构在不同轴载和不同加铺方式下的应力、应变,分析了沥青加铺层结构力学响应变化规律。结果表明,直接加铺方式的应力、应变相比新建面层和铣刨加铺方式,变化比较明显,说明了面层模量大小的改变对应力、应变的影响比较小,直接加铺不仅增加了路面结构层的厚度,面层模量大小也改变了,所以直接加铺方式的应力、应变值最小,受力最有利。剪应力随加铺层厚度的增大先增加后减小,在5cm处,剪应力的数值最大,表明加铺层的厚度增加时,对加铺层受力有利,但并非越厚越好。
最后,基于上述研究结果,根据北京地区养护维修方案的总结、大修方案设计应遵循的原则,结合北京市公路的病害情况和路面结构内部应力应变情况,总结出适合北京地区公路养护维修的路面结构。