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《长安大学》 2006年
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沙漠地区路基路面温度场暨路面工作环境温度指标研究

宋存牛  
【摘要】:沙漠地区地处祖国北方,自然环境十分恶劣,夏季炎热,地表最高温度高达70℃左右,冬季严寒,地表温度降至-30℃以下。道路处在这样的环境中,路面结构会产生诸多破坏;寒冷潮湿地区,路基冻胀造成的路面变形破坏更加严重,这些病害发生与路基路面热状况直接相关。为了尽量避免道路运营过程中病害发生,在设计和修建沙漠高等级公路时就应充分地考虑路基路面热状况分布。本文结合西部交通建设科技项目,全面系统地研究了持续变化的自然环境因素与路基路面温度场之间的关系,并得到以下主要结论: 基于Harlan热质迁移模型和Darcy定理推导出冻结条件下风积沙土路基二维水热耦合迁移数学模型。根据地表能量平衡原理建立了水热耦合迁移问题边界条件,利用现有资料回归分析出路基水热参数随土质含水量和干密度的关系式。应用系数效应滞后的全隐式有限差分格式并在每段时间采用线性迭代法来处理非线性水热耦合迁移方程。本论文建立的自然条件下水热耦合数学模型,相对Harlan模型而言,考虑了温度梯度对水分迁移的影响;综合各种气候环境因素的影响,采用了第三类边界条件;针对道路层状体系特点,计算模型区分了路面材料冻结和未冻结时的热物参数,建立的数学模型比较接近实际情况。通过对试验路温度和最大冻深计算,验证了水热耦合模型的正确性。利用该模型最终能够根据气象资料和路基水热参数准确预估出路基水热状况和最大冻深以及冻胀情况。为季节性冻土地区在路基设计中减少病害,制定相应的防治措施提供参考依据。 利用本文建立的水热耦合数学模型研究了内蒙古锡林浩特地区沙漠公路207国道K135+000处冻融期间道路水热状况分布规律。比较了水热耦合效应和未考虑水分影响单场两种计算方法分别计算的道路温度值,结果显示了水分对路基温度的影响。该地区道路冻结深度随时间线性变化,平均冻结速度达到2~3cm/d,最大冻结深度为3m左右,整个冻融期大约为180天。风积沙土路基在冻结过程中水分迁移主要发生在冻结锋面处,冻结前后在路面基层底部和最大冻深位置下含水量变化较大。 为了探索沙漠地区路面结构温度场的分布规律,提供路面工作环境温度指标。本文从气候学和传热学基本理论出发,研究沙漠地区路表和大气之间传热机理,将对流换热和辐射换热结合在一起提出路表复合换热系数概念,采用级数形
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U416.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王从锋;刘德富;;高透水性混凝土路面温度场计算分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期
2 周灵;于江;叶奋;武金婷;李林萍;;钢桥桥面铺装结构温度场分布的回归分析[J];中外公路;2011年06期
3 黎晓;梁乃兴;;基于非稳态温度场解析解的沥青混凝土路面温度分布研究[J];公路;2012年08期
4 于江;周灵;叶奋;武金婷;李林萍;;非线性模型在钢桥面铺装层温度场计算中的应用[J];华东交通大学学报;2012年02期
5 谭忆秋;徐慧宁;周纯秀;张魁;陈凤晨;;季节性冰冻地区路基温度场分布规律[J];哈尔滨工业大学学报;2011年08期
6 张艳红;王晓帆;;基于三维裂缝的加铺层温度应力分析[J];公路与汽运;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐慧宁;流体加热道路融雪系统温—湿耦合融雪模型及仿真分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 周灵;钢桥桥面铺装结构温度场研究[D];新疆大学;2011年
2 王波;甘肃地区沥青路面温度场研究[D];长安大学;2011年
3 贾高鹏;戈壁地区季节性冻土路基冻害的试验研究[D];中国地质大学(北京);2008年
4 张倩倩;新铺和硬化水泥混凝土路面温度场研究[D];北京交通大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 安维东,陈肖柏,吴紫汪;渠道冻结时热质迁移的数值模拟[J];冰川冻土;1987年01期
2 朱强,付思宁,武福学,王忠静,黄军兰;论季节冻土的冻胀沿冻深分布[J];冰川冻土;1988年01期
3 朱林楠;高原冻土区不同下垫面的附面层研究[J];冰川冻土;1988年01期
4 廉乐明,史金艳;寒冷地区路面体冻结过程中湿迁移对温度场影响的研究[J];冰川冻土;1993年03期
5 令锋,吴紫汪;渗流对多年冻土区路基温度场影响的数值模拟[J];冰川冻土;1999年02期
6 何平,程国栋,朱元林;土体冻结过程中的热质迁移研究进展[J];冰川冻土;2001年01期
7 毛雪松,胡长顺,窦明健,侯仲杰;正冻土中水分场和温度场耦合过程的动态观测与分析[J];冰川冻土;2003年01期
8 雷志栋,尚松浩,杨诗秀,王义;地下水浅埋条件下越冬期土壤水热迁移的数值模拟[J];冰川冻土;1998年01期
9 刘荣辉,钱国平,郑健龙;周期性气候条件下沥青路面温度场计算方法研究[J];长沙交通学院学报;2002年02期
10 梁冰,刘晓丽,薛强;非等温入渗条件下土壤中水分运移的解析分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王铁行;多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究[D];长安大学;2001年
2 李毅;覆膜条件下土壤水、盐、热耦合迁移试验研究[D];西安理工大学;2002年
3 毛雪松;多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D];长安大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 田亚护;多年冻土区含保温夹层的路基温度场数值模拟[D];铁道部科学研究院;2002年
2 吴文勇;日光温室土壤-植物-环境连续体(SPEC)水热耦合运移动态模拟[D];中国农业大学;2002年
3 张永满;西部湿陷性黄土地区路用沥青气候适用性研究[D];长安大学;2003年
4 张彩利;沙漠高速公路高性能沥青混合料研究[D];长安大学;2004年
5 汪海年;青藏高原多年冻土地区路基温度场研究[D];长安大学;2004年
6 邓绍玉;辽宁省沥青路面典型结构研究[D];长安大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋首超,徐小洋,赵蕾,熊皓;钢结构防火涂料等效热传导系数的确定[J];四川建筑科学研究;2004年03期
2 王从锋;刘德富;;高透水性混凝土路面温度场计算分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期
3 邓先琛;;梯形肋的热计算及其应用[J];安徽工学院学报;1992年02期
4 朱焱;陈晓飞;马巍;邓友生;;非饱和土壤冻融过程中水、热耦合运移数值模拟研究[J];安徽农业科学;2007年17期
5 邹艳丽;陈晓飞;王铁良;杨国范;;雪面温度与地面温度的预测研究[J];安徽农业科学;2007年32期
6 尚可政;陈录元;周海;王式功;杨德保;;西藏北部高原气候变化趋势及预测——以那曲气象站为例[J];安徽农业科学;2010年06期
7 高晓东;杨仲江;刘晓东;;上海地区雷暴时空分布特征分析[J];安徽农业科学;2010年21期
8 戚平;;湖南省邵阳市雷暴气候特征分析[J];现代农业科技;2010年02期
9 赵金忠;段永红;马文元;;贵德县雷暴天气的气候特征及分析[J];现代农业科技;2010年02期
10 李彦;;我国西部干旱区引种刺山柑气候条件分析[J];现代农业科技;2012年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许小川;王瑞;;1951-2010年南京市雷暴的气候特征分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
2 张友华;刘德英;陈伟芳;杨汝森;杨国铭;陈海群;;复合材料导热系数测量实验研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
3 付艳恕;孙宇新;王晓萍;王金相;张晓立;;非晶箔带爆炸焊接温度产生与分布分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
4 苗雨;万云冬;董玉凯;;沥青路面反射裂纹温度应力的数值模拟[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 李玉宝;杨丽;;公路弯道综合因素误差对行车安全的影响分析[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
6 黄培祐;索菲娅;;气候变化对荒漠林地植被的影响及其对策[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
7 熊茂东;李刚;邹卫国;吴燕;;高速公路水泥稳定碎石基层抗裂设计方法研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
8 刘升传;王连俊;丁桂伶;;青藏铁路冻土斜坡路基稳定性研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
9 冯永飞;石振武;;旧水泥混凝土路面加铺应力吸收层有限元分析[A];中国高速公路管理学术论文集(2009卷)[C];2009年
10 付强;王晓巍;;季节性冻土区流域水文模型研究初探[A];寒区水资源研究[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
2 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 周明涛;植被混凝土冻融效应试验研究[D];武汉大学;2010年
5 许兰民;青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究[D];北京交通大学;2011年
6 王天亮;冻融条件下水泥及石灰路基改良土的动静力特性研究[D];北京交通大学;2011年
7 冷毅飞;中俄石油管道多年冻土物理力学性质试验研究及温度场数值分析[D];吉林大学;2011年
8 翟莲;季冻区湖岸构筑物冻害机理及防治方法的研究[D];吉林大学;2011年
9 王治刚;东北地区温室生物质能量供给系统及控制方式研究[D];吉林大学;2011年
10 陶青;基于SOI波导非线性效应的光脉冲开关设计及分析[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;弱胶结地层冻结壁变形研究与影响因素敏感性分析[D];山东科技大学;2010年
2 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
3 房闯刚;重载交通普通公路长寿命路面典型结构研究[D];郑州大学;2010年
4 杨欢;连霍高速改扩建项目公路和桥涵工程检测与评价[D];郑州大学;2010年
5 田昊;微型无标记静止式PCR系统研究[D];大连理工大学;2010年
6 张磊;沥青混凝土桥面铺装车辙问题的模拟与分析[D];大连理工大学;2010年
7 唐丽娟;深部巷道围岩的导热性试验与温度场分布的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 张建俊;冻融循环作用下季冻区高铁路基沉降预测的试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 黄慧;沥青及沥青混合料热物特性及测试方法研究[D];长沙理工大学;2010年
10 刘虎跃;水泥混凝土路面裂缝原因分析与处治研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明;宋珲;蒋跃;;季节性冻土地区道路的翻浆及防治措施[J];四川建筑科学研究;2007年02期
2 赵波,李晋;高原冰雪条件下汽车主要性能的变化探析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年04期
3 苗英豪;王秉纲;;气候对公路影响的评价指标体系[J];北京工业大学学报;2007年11期
4 李炜光,申爱琴,张玉斌;半刚性材料温度应力分析研究[J];重庆交通学院学报;2004年05期
5 刘荣辉,钱国平,郑健龙;周期性气候条件下沥青路面温度场计算方法研究[J];长沙交通学院学报;2002年02期
6 陈晓强;刘其伟;;钢-混凝土组合箱梁桥沥青摊铺温度场的试验与理论对比分析[J];铁道科学与工程学报;2009年05期
7 李治平;多年冻土地区道路病害及其防治对策[J];东北公路;2003年04期
8 董希斌;赵熙;;沥青路面低温开裂的影响因素分析[J];东北林业大学学报;2006年05期
9 苏凯;孙立军;;车辙等效温度确定方法探讨[J];大连理工大学学报;2006年S1期
10 刘其伟;丁峰;朱俊;章荣福;;钢混凝土组合箱梁沥青摊铺温度场试验[J];东南大学学报(自然科学版);2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周志刚;交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂研究[D];中南大学;2003年
2 毛雪松;多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D];长安大学;2004年
3 潘卫东;青藏高原多年冻土区铁路路基热稳定性研究[D];兰州大学;2002年
4 周纯秀;冰雪地区橡胶颗粒沥青混合料应用技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 谷宪明;季冻区道路冻胀翻浆机理及防治研究[D];吉林大学;2007年
6 廖卫东;基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究[D];武汉理工大学;2007年
7 王永生;甘肃公路自然区划框架体系研究[D];长安大学;2008年
8 王华军;流体加热道路融雪传热传质特性研究[D];天津大学;2007年
9 苗英豪;气候对公路的影响及公路气候区划方案研究[D];长安大学;2006年
10 刘凯;融雪化冰水泥混凝土路面研究[D];长安大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩子东;道路结构温度场研究[D];长安大学;2001年
2 郑选荣;沥青混凝土加铺层反射裂缝的形成与扩展研究[D];西安科技大学;2005年
3 高辉;北京足球场草坪冬季电热融雪保绿实验研究[D];北京工业大学;2005年
4 武海琴;发热电缆用于路面融雪化冰的技术研究[D];北京工业大学;2005年
5 龙丽琴;沥青加铺层荷载应力和温度应力的三维有限元研究[D];华中科技大学;2005年
6 胡文举;基于土壤源热泵桥面融雪系统的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 俞增煌;半柔性沥青混合料路面结构及路用性能研究[D];湖南大学;2007年
8 王庆艳;太阳能—土壤蓄热融雪系统路基得热和融雪机理研究[D];大连理工大学;2007年
9 隋向辉;沥青路面温度场预测及应用[D];长安大学;2007年
10 徐东;基于ALF加速加载试验的沥青路面车辙有限元模拟[D];长安大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 冯大伟;季节性冻土地区京哈线山海关至四平段铁路路基冻害分析与研究[D];西南交通大学;2011年
2 权磊;不同养生方式对水泥混凝土板早期温度场和强度发展的影响分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 来胜祥;多年冻土地区路基热稳定性分析和路面结构响应研究[D];北京交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王希尧;不同地下水埋深和不同土壤条件下的冻结和冻胀试验研究[J];冰川冻土;1980年03期
2 徐斅祖;国外对冻土中水分迁移课题的研究[J];冰川冻土;1982年03期
3 沈言琍,王雅卿;土壤水分运动基本参数测定[J];冰川冻土;1984年04期
4 徐敩祖,J.L.奥利奋特,A.R.泰斯;土水势、未冻水含量和温度[J];冰川冻土;1985年01期
5 安维东,陈肖柏,吴紫汪;渠道冻结时热质迁移的数值模拟[J];冰川冻土;1987年01期
6 朱强,付思宁,武福学,王忠静,黄军兰;论季节冻土的冻胀沿冻深分布[J];冰川冻土;1988年01期
7 朱林楠;高原冻土区不同下垫面的附面层研究[J];冰川冻土;1988年01期
8 朱强,付思宁,武福学;砂-砂砾换基防治渠道冻胀的研究[J];冰川冻土;1988年04期
9 倪超玉,王惠清;吉林省冻土的统计特征[J];冰川冻土;1989年01期
10 姜洪举,程恩远;大庆地区土壤冻胀性研究[J];冰川冻土;1993年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王铁行;多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究[D];长安大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨晓明;岛状多年冻土地区路基路面稳定性研究[D];长安大学;2001年
【相似文献】
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1 韩晓娟;;沙漠地区公路路基横断面设计[J];青海交通科技;2007年02期
2 韩晓娟;;陶乐至横城公路沙漠路段路线设计[J];青海交通科技;2006年06期
3 刘巍然;高江平;;压实黄土路基中水分迁移的数值模拟[J];长安大学学报(自然科学版);2006年04期
4 毛雪松;李宁;侯仲杰;马骉;;特殊气候条件对多年冻土地区路基的影响[J];长安大学学报(自然科学版);2007年03期
5 杨文领;袁玉卿;向芳;;典型沙漠公路施工特性研究[J];交通标准化;2006年09期
6 郭海昕;;季节性冰冻地区道路工程的设计[J];黑龙江交通科技;2009年09期
7 陈阳;谷忠岩;;特殊路基设计[J];民营科技;2010年06期
8 张碧琴;李坚强;;公路工程综合效益评价[J];公路交通科技(应用技术版);2008年09期
9 毛雪松;王富春;王秉纲;;中国公路沙漠自然区划研究[J];公路交通科技;2009年01期
10 赵刚;陶夏新;刘兵;;重塑土冻融过程中水分迁移试验研究[J];中南大学学报(自然科学版);2009年02期
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1 徐希娟;周新锋;岳卫民;;基于路用性能的沥青混合料配合比设计方法[A];全国城市公路学会第十八届学术年会论文集[C];2009年
2 张建华;张金喜;刘英;;不同含气量的混凝土孔隙结构研究[A];中国公路学会2005年学术年会论文集(上)[C];2005年
3 朱旭红;王纯鸣;;泡沫沥青冷再生技术研究[A];中国公路学会2005年学术年会论文集(上)[C];2005年
4 范啸;沈烨;;关于道路安全评价模型的研究[A];中国公路学会2005年学术年会论文集(上)[C];2005年
5 艾力·斯木吐拉;;新疆高等级公路灾害性天气事故预防系统研究[A];中国公路学会2005年学术年会论文集(上)[C];2005年
6 傅工范;赵文琴;;破旧水泥混凝土面板再生利用的研究[A];浙江省公路学会2005年年会论文集[C];2006年
7 刘朝晖;李振科;李九苏;;道路再生骨料混凝土耐久性试验研究[A];首届全国再生混凝土研究与应用学术交流会论文集[C];2008年
8 吴兵兵;刘佳;范志勇;周明凯;;水泥-脱硫渣稳定碎石作路面基层材料的研究[A];第一届两岸三地绿色材料学术研讨会论文集[C];2008年
9 龚彦宇;李建荣;龚伯云;;城镇建设排水管道和道路工程水准测量精度探讨[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
10 王家主;;级配碎石最佳含水量与有效水膜厚度的关系[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
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1 记者 靳晓磊;一批道路工程相继竣工通车[N];石家庄日报;2006年
2 记者 彭健 特约记者 张晓勇;南团结街和益州路道路工程竣工通车[N];汉中日报;2007年
3 孙滨;武汉六大道路工程昨日通车[N];湖北日报;2007年
4 记者 李永军 通讯员 辛慧;临汾开发区工业路东段道路工程开工[N];临汾日报;2008年
5 王彦军;刘有芳;气魄·精神[N];中国建设报;2003年
6 记者 桂兰 实习生 何良 王帅;电子路北延线全面启动建设[N];广元日报;2010年
7 记者 成良田 见习记者 朱哲 通讯员 阮英友;通山牛头山隧道开掘2010年通车[N];咸宁日报;2008年
8 昆明石花苗圃总经理 李玉兰;云南昆明 道路工程带旺需求[N];中国花卉报;2009年
9 记者 李天池 马智博;群力新区新增八条道路[N];黑龙江日报;2009年
10 向春秀;吉凤新区道路工程完成招标[N];团结报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋存牛;沙漠地区路基路面温度场暨路面工作环境温度指标研究[D];长安大学;2006年
2 陈廷方;西部山区道路工程与环境的相互影响机制及其评价[D];西南交通大学;2009年
3 于基宁;低温三轴试验机研制及粉质粘土冻融循环力学效应试验研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
4 赵刚;寒区高等级公路路堑边坡春季浅层滑塌机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 赵刚;寒区高等级公路路堑边坡春季浅层滑塌机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 张树光;辽西地区风积土的强度、冻融特性及其分形性质的研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
7 毛雪松;多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D];长安大学;2004年
8 苗平;马尾松木材高温干燥的水分迁移和热量传递[D];南京林业大学;2000年
9 张云龙;温度作用下连续配筋混凝土路面受力性能研究[D];吉林大学;2009年
10 原国红;季节冻土水分迁移的机理及数值模拟[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨金凤;季节性冻融期不同地表条件下土壤水热动态变化规律的试验研究[D];太原理工大学;2006年
2 车茜;基于BP神经网络的季节冻土水分迁移机理研究[D];吉林大学;2008年
3 周春华;软岩体冻融过程中水热迁移规律及数值模拟分析[D];西安科技大学;2005年
4 李霞;新疆高等级公路筑路材料GIS管理系统[D];长安大学;2006年
5 王昭辉;道路工程项目风险管理模式研究[D];中南林学院;2004年
6 魏丹;积雪及下伏冻土中的水、热、盐运移规律的研究[D];沈阳农业大学;2007年
7 宋迪;冬灌条件下土壤冻融过程的试验研究[D];沈阳农业大学;2009年
8 刘晓丽;沙棘材的构造与材性及水分迁移的研究[D];内蒙古农业大学;2002年
9 陆海红;黄土温度场和水分迁移场及其耦合问题的研究[D];西安建筑科技大学;2003年
10 杜念;宣城市水阳江大道东北段道路工程设计研究[D];合肥工业大学;2010年
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