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云南省高海拔地区沥青路面温度场及温度应力数值计算分析

刘继忠  
【摘要】: 沥青路面暴露在自然环境之下,经受着汽车荷载和温度荷载的双重作用,其承载能力和路用性能受到很大影响。云南高海拔地区(迪庆州)具有特殊的气候特点,本文通过计算分析不同路面结构型式的温度分布,以期确定适应该地区气候特点的路面结构型式。 首先,运用气象学和传热学的基本理论,建立了沥青路面层状体系的热传导方程,确定了模型的边界条件,随后运用迦辽金变分原理建立了温度场的有限元方程;第二,运用距离分析方法分析已有实例,以此评价有限元通用程序ANSYS计算沥青路面温度场的实用性及其所需的参数;第三,收集分析迪庆州的气象数据,确定有限元通用程序ANSYS计算所需的温度参数;最后,应用单因素敏感性分析,多因素多水平正交试验方法分析影响沥青路面结构温度场的最优水平,最优水平组合、影响因素的主次顺序,结合公路等级、投资等情况,推荐合适的路面结构型式。 研究结果表明,外界气温影响沥青路面结构温度场的深度大约25~30cm;级配碎石具有保温隔热的性能,能改善沥青面层及水稳基层的温度状况;面层热传导系数对沥青面层的温度梯度影响高度显著,面层厚度显著,面层比热容、基层热传导系数、基层比热容不显著。对推荐的路面结构型式进行了温度应力计算,经与规范推荐容许强度相比,能满足规范要求。


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