【摘要】：高海拔高寒凍土地區(qū)具有特殊的自然環(huán)境,主要表現(xiàn)為:低溫、大溫差、強(qiáng)輻射、各類凍土廣泛分布,這為道路修筑帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。青藏高原道路具有使用性能衰變快,路基路面病害種類多且密度大,行車安全性和舒適性低的特點(diǎn)。本文通過調(diào)查青藏地區(qū)路基路面的病害情況,分析現(xiàn)有路基路面結(jié)構(gòu)的局限性,提出了適用于高海拔高寒凍土地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)形式;采用數(shù)值模擬的計算方法,對試驗路段的路面結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行研究;按照“先合理后經(jīng)濟(jì)”的原則,計算試驗路段合理路面結(jié)構(gòu)的全壽命周期費(fèi)用,在此基礎(chǔ)上推薦出最經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)。通過對高海拔高寒地區(qū)青藏公路和青康公路病害普查和典型路段的重點(diǎn)調(diào)查,結(jié)合青藏地區(qū)氣候條件、凍土特征和交通荷載水平以及已有路基路面結(jié)構(gòu)形式,分析了路基路面的病害特征及成因,提出了適用于多年凍土地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)形式。以共玉高速一期工程K629+800~K634+200段為依托工程,建立了多年凍土區(qū)半剛性基層瀝青路面、復(fù)合式基層瀝青路面和柔性基層瀝青路面以及路基的數(shù)值計算模型;確定各結(jié)構(gòu)層的材料參數(shù)、本構(gòu)模型,設(shè)置模型的邊界條件、初始條件;數(shù)值計算路基路面結(jié)構(gòu)的溫度場、變形場和路面各結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力,驗證了試驗路段復(fù)合式基層路面結(jié)構(gòu)和柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的合理性。在路面結(jié)構(gòu)行為滿足要求的前提下,運(yùn)用造價分析軟件,計算了合理路面結(jié)構(gòu)的建設(shè)期費(fèi)用;基于實地調(diào)研數(shù)據(jù),利用灰色─馬爾可夫預(yù)測模型對共玉高速一期工程試驗路段路面使用狀況PCI進(jìn)行評價和預(yù)測,并據(jù)此確定試驗路段的養(yǎng)護(hù)時機(jī),制定養(yǎng)護(hù)方案,實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的計算�；谌珘勖芷诶碚�,計算了共玉高速一期工程試驗路段合理路面結(jié)構(gòu)的全壽命周期費(fèi)用,結(jié)果表明級配碎石基層瀝青路面是最經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:The high altitude alpine permafrost region has a special natural environment, which is characterized by low temperature, large temperature difference, strong radiation and widespread distribution of various permafrost, which brings severe challenges to road construction. Qinghai-Xizang Plateau road has the characteristics of fast deterioration of performance, variety and density of roadbed and pavement diseases, and low driving safety and comfort. By investigating the disease of roadbed and pavement in Qinghai-Tibet region, this paper analyzes the limitation of existing subgrade and pavement structure, and puts forward the pavement structure form suitable for high altitude alpine permafrost region. Using the numerical simulation method, the pavement structure behavior of the experimental section is studied. According to the principle of "reasonable first and then economical", the life cycle cost of reasonable pavement structure in test section is calculated, and the most economical and reasonable pavement structure is recommended on this basis. Through the general survey of Qinghai-Tibet Highway and Qingkang Highway at high altitude and Qingkang Highway, combined with the climatic conditions, the characteristics of frozen soil, the traffic load level and the existing structure of roadbed and pavement in Qinghai-Tibet region, This paper analyzes the disease characteristics and causes of roadbed and pavement, and puts forward the pavement structure form suitable for permafrost region. Based on the K629 800~K634 200 section of Tongyu Expressway, the numerical calculation models of semi-rigid base asphalt pavement, composite base asphalt pavement and flexible base asphalt pavement and subgrade in permafrost region are established. The material parameters, constitutive model, boundary conditions and initial conditions of each structure layer are determined. The numerical calculation of the temperature field, deformation field and the tensile stress at the bottom of each structural layer of the subgrade and pavement structure verifies the rationality of the composite base pavement structure and the flexible base asphalt pavement structure in the experimental section. On the premise that the pavement structure behavior meets the requirements, the cost analysis software is used to calculate the cost of the reasonable pavement structure during the construction period. Based on the field investigation data, using the grey Markov prediction model to evaluate and predict the pavement use status of Tongyu Expressway Phase I test section, and based on this, to determine the maintenance opportunity of the test section, and to formulate the maintenance plan. Realize the calculation of maintenance cost. Based on the theory of full life cycle, the life cycle cost of reasonable pavement structure of Tongyu High-speed Phase I Project is calculated. The results show that asphalt pavement with graded crushed stone base is the most economical and reasonable pavement structure.
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U416.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2425406