公路路面温度场分析

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公路路面病害分析与防治

作者：赵国荣

来源：《科技与创新》2014年第17期

摘 要：我国公路发展迅速，经过多年的运行，已经从开始的以建设为主转为了建设和维护并行。各种公路病害相继出现，这是各级公路管理者不容忽视的问题。总结了公路路面病害的几种主要类型，分别论述了各种病害的防治措施和维护方法，对公路路面病害防治技术的推广起到了积极的作用。

关键词：公路路面；病害；防治；维护

中图分类号：U418.6 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0050-02

不论是水泥混凝土路面，还是沥青路面，经过一段时间的通车，都会出现破损、凹陷、开裂、车辙、松散等情况，这些被统称为“路面病害”。

1 路面病害的主要类型及其危害

1.1 裂缝

1.1.1 沥青裂缝

按照裂缝外观的不同，可将裂缝分为横向裂缝、纵向裂缝、网裂、块状裂缝、推挤裂缝等不同类型；按照裂缝形成原因的不同，可将裂缝分为荷载型裂缝、非荷载型裂缝（低温收缩裂缝、温度疲劳裂缝等）和反射裂缝等不同类型。裂缝形成的原因大致有三种：①路基不稳定，有开裂，反射到沥青面层造成路面开裂；②沥青面层铺设质量不过关，强度和稳定性不够，导致行车以后出现开裂；③沥青面层配合比不合格或沥青质量太差，经过冬、夏温度变化后出现收缩开裂。

1.1.2 水泥混凝土路面裂缝

有人说世界上只有两种混凝土，即已经开裂的和正准备开裂的。水泥混凝土路面出现裂缝属于正常现象，材料本身、配比、施工、养护等不当或地基沉降、路面荷载过大等都有可能导致裂缝形成。

混凝土配比时，试验室要出具施工配合比（自已单位的拌和站），拌和站根据这些配合比拌和。相关标准规定，要随时调整施工配合比，按正规操作，应该每调整一次配合比，就要出具一份施工配料单。但在实际操作中，往往只做一份，即使每次都写施工配料单，也是先调好混凝土后，再照写施工配料单，以期与实际配料相对应。此外，养护时，在硬化初期要对路面进行养固或洒水，并进行切割，避免热涨冷缩。 龙源期刊网

第23卷󰀁第11期2006年11月󰀁󰀁公󰀁路󰀁交󰀁通󰀁科󰀁技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVol󰀁23󰀁No󰀁11󰀁󰀁Nov󰀁2006

文章编号:1002󰀁0268(2006)11󰀁0001󰀁04

收稿日期:2005󰀁06󰀁13基金项目:交通部西部交通建设科技资助项目(200431800004)作者简介:杨学良(1978-),男,天津武清人,工学硕士,工程师,研究方向为路基路面工程󰀁(marchhorse@163󰀁com)沥青路面温度场与结构耦合的有限元分析

杨学良,刘伯莹(中交公路规划设计院,北京󰀁100010)

摘要:利用ANSYS对沥青路面温度场进行模拟,并与结构耦合,计算日周期气温下路面结构的温度应力。在有限元分析过程中,考虑了沥青混和料劲度模量、温缩系数是温度场函数的关系。分析结果表明,沥青路面温度应力分析时应考虑温度场在时间和空间上的变化以及温度场对材料热工参数的影响。关键词:沥青路面;温度场;耦合;温度应力;有限元法中图分类号:U416󰀁01󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A

Coupled󰀁fieldFiniteElementAnalysisofThermal󰀁stressinAsphaltPavement

YANGXue󰀁liang,LIUBo󰀁ying(ChinaHighwayPlanningandDesignInstituteConsultants,Inc󰀁,Beijing󰀁100010,China)

Abstract:Inordertosimulatethetemperaturefieldofasphaltpavement,afiniteelementmodelisbuiltbyusingANSYS󰀁Couplingthetemperaturefieldresultswithasphaltpavementstructure,thermal󰀁stresscanbeanalyzedunderthedailyairtemperaturecondition󰀁Duringthesimulationanalysistheinfluenceoftemperature󰀁dependentmaterialproperties,suchasasphaltmixturestiffnessandcoefficientofthermalexpansion,hasbeentakenintoaccounttomakethesimulationinlinewiththerealsituationasmuchaspossible󰀁Keywords:asphaltpavement;temperaturefield;coupled󰀁field;thermal󰀁stress;finiteelementmethod

第９卷第４期　２０１２年８月　现代交通技术　Ｍｏｄｅｍ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０Ｉ．９　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１２　

路面结构温度场调查与分析　

韦武举，刘　伟，李　强　

（江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京２１１１１２）　

摘要：路面结构在自然环境中经受着持续变化的各种环境因素影响。这种影响主要体现为路面温度场的复杂　分布，温度对沥青路面的承裁能力和使用性能都有显著影响。文章结合青海德大公路工程。对其路面温度场数据　进行采集与分析，系统地研究了路面结构在不同季节的温度场变化规律．提出了路面结构层深度方向温度场日　变化的４种趋势。　关键词：道路工程；路面结构；温度场；数据采集　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９８８９（２０１２）０４一ＯＯＯ４—０４　

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　

Ｗｅｉ　Ｗｕｊｕ，Ｌｉｕ　Ｗｅｉ，Ｌｉ　Ｑｉａｎｇ　（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１１１１２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗａｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ　ｌｏａｄ－ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｓｐｈａｌｔ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｗａｓ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｂｙ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｅａｓｏｎｓ，ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｕｒ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｄｉｕｒｎａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ　ｗｉｔｈ　ｄｅｐｔｈ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ；ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　

２０１１年第１２期　铁道建筑　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　１４１　文章编号：１００３—１９９５（２０１１）１２－０１４１—０２　沥青混凝土路面温度场数值分析　陈小燕，刘小文　（南昌大学建筑工程学院，江西南昌３３００３１）　摘要：采用三维模型，对夏日全天温度变化下路面结构层温度场分布及不同降温速率下沥青路面温度场　分布进行了分析。结果表明：地表以下０．４　ｍ深度内（即沥青混凝土面层）温度场受到外界温度影响　大，其下各结构层温度场变化不明显；对同一结构层，特别是面层，地表温度降幅越大，路面层顶底面的　温度变化以及路面层产生的温度应力也越大；初始温度越高，各结构层温度也越高，但各结构层温度差　与初始温度关系不明显。　关键词：沥青混凝土路面　温度场　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：Ａ　裂缝在沥青路面中非常常见，根据裂缝产生的原　因，可把裂缝分为三类：即强度裂缝、温度胀缩裂缝、结　构和施工裂缝；也可简单地将裂缝分为荷载型裂缝和　非荷载型裂缝两类。前者是由于荷载影响导致沥青路　面出现裂缝，主要是荷载引起的疲劳开裂；后者主要是　由于温度变化导致沥青路面的胀缩产生裂缝。在南方　地区，冬天气温通常都不是很低，因此，很少产生冻胀　开裂，但在夏天，由于昼夜温差大或者天气突变，气温　急降，也很可能产生较大温差，从而引起沥青混凝土收　缩裂缝　。但目前研究南方夏天路面结构层温度场　分布规律的著述相对较少，因此，本文旨在采用有限元　法对南方地区在夏日全天和温度急降情况下结构层温　度变化规律予以分析。　图１模型剖面图（单位：ｅｍ）　

图２网格剖分图　１　有限元分析模型及参数　２　计算及分析结果　采用三维热分析模型分析路堤沥青混凝土路面结　构层的温度场分布。路面各结构层热力学参数见表　１。沿路面方向长取１０　ｍ，横剖面上两侧边坡坡比取　１：３，路堤高度４　ｍ，地基取３　ＩＴＩ深。模型的单元类型　选择三维热学单元Ｓｏｌｉｄ　８７，模型横断面尺寸见图１，　典型模型的单元网格见图２。　表１路面各结构层热力学参数