前期報告最新-地下道路復合式路面

1、前期報告最新地下道路復合式 路面河北工業(yè)大學本科畢業(yè)論文前期報告畢業(yè)論文題目：地下道路復合式路面使用性能評價預測研究專業(yè)：道路橋梁與渡河工程學生信息： 學號： 081431 姓名：楊永澤班級：道橋081指導教師信息： 教師號： 04036 姓名：張彩利職稱：講師報告提交日期： 2012年 4月 9 日研究背景：隨著我國城市化的加速和過剩人口向城市聚集，城市的車輛尤其是私家車的數量得到井噴式增長。直接導致了城市交通狀況的惡化，道路擁堵已經成為了阻礙許多城市發(fā)展和人們正常工作生活的瓶頸，尤其是大城市情況更為糟糕。如北京為緩解道路的擁堵采取了單雙號限行的措施，這樣的措施雖暫時能改善交通狀況，但并不能

2、從根本上解決擁堵，而且這種措施對經濟效率起到了很大的負面影響。而土地對于城市來講更是寸土寸金，修建高架橋不僅影響市容而且還有震動，噪聲，污染等弊端，所以地下道路就成為一個不錯的選擇。 波士頓是美國歷史古城，也是交通最繁忙的城市，其城市交通問題嚴重制約了城市的發(fā)展，城市中心區(qū)活力降低，經濟增長緩慢，河北工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）前期報告城市環(huán)境質量下降。波士頓的中央大道建成于1959年, 為高架6車道，它直接穿越城市中心區(qū)，當時設計流量 為75000V/天，而目前的交通流量達到了 200000V/天,是美國乃至世界最擁擠的城市交通干道。其每天的交通 擁堵時間超過10小時，交通事故發(fā)生率是其他城

3、市的4 倍，通向機場的隧道境況也相同。如果不進行改造，預 計交通擁堵時間從現在的10小時發(fā)展到2010年的16 小時，據估算，由于堵塞、事故、油料浪費、尾氣污染、 時間延誤等因素所造成的實際損失超過5億美元。在美 國經濟高速發(fā)展的20世紀50年代到60年代,建設道路 的過程中，很少考慮到道路對城市環(huán)境影響以及對周圍 地區(qū)的割裂，所以1959年建成的中央大道高架道路，將 原來的波士頓北區(qū)及相鄰的濱水區(qū)與老城中心區(qū)相隔 離，限制了這些地區(qū)在城市經濟活動中發(fā)揮作用，并且 建設中搬遷了 2萬左右的居民。而嚴重的交通堵塞和高 發(fā)事故率，使一些商業(yè)機構搬遷出去，以尋求更好的有 利增長和交通便捷的地區(qū)，由此

4、帶來的利稅損失高達數 百萬美元，同時因高架道路橫貫波士頓，所以對城市環(huán) 境造成了較大的影響。一方面波士頓已沒有更多的可用于開發(fā)的城市用地，不能在老城和濱水區(qū)再建新的道路，同時吸收已建 高架道路對城市造成較大負面影響的教訓，研究后認為 唯一可行的方案是在現有的中央大街下面建設一條地下快速干道，在波士頓海灣建設一條海底隧道用來聯 系機場和城市中心，建立一個新的交通系統，完善城市 交通，并以此為契機改善城市環(huán)境。所以，波士頓從1995年開始拆除上世紀50年代建造的 城市高架路，轉而發(fā)展“地下公路九建“地下公路”是為 了可持續(xù)發(fā)展，進入生態(tài)城市?！暗叵鹿贰笨砂哑噺U 氣集中高空排放處理，可使波士頓的

5、一氧化碳降低 12%,另外,地面上的高架路拆掉后可以做林蔭大道，增 加綠化面積國內地下道路近幾年也有所發(fā)展，早在2004-2005 年，北京就為解決交通問題規(guī)劃了，四縱兩橫，的地下道 路網。這“四縱兩橫”是指在北京西側建兩條南北向的地 下快速路，緩解西二環(huán)、西三環(huán)的交通壓力，同時為金 融街、中關村等提供長距離的通行干道。在東側建設兩 條南北向的地下快速路，緩解東二環(huán)、東三環(huán)的交通壓 力，同時為CBD、望京等地區(qū)提供長距離的出行服務。在長安街南北兩側各修建一條東西向的地下干道，緩解 南北二環(huán)、三環(huán)和長安街的交通壓力。這六條地下通道 彼此并不連通，它們通過與地面的出入口和地面道路系 統聯系據不完全

6、統計，國內外常見的隧道，9。%是水泥混凝土路面。,般很少用瀝青路面，不僅因為瀝青路面顏色深，反射率低不利于隧道照明，更重要的是瀝青路面水穩(wěn)定性差，耐久性差。由于隧道環(huán)境比較潮濕，而且維修成本較高，所以地下道路不適于用瀝青混凝土路面，尤其是地下道路很長時。雖然國內外隧道大都用的水泥混凝土路面，但是水泥路面的抗滑性能一直被人們所詬病，很低的抗滑性能導致了隧道內的事故率遠遠大于地上道路，而且水泥路面不宜維修，通常維修養(yǎng)護至少要達到 28 天。所以對于地下道路很有必要用復合式路面來改善單一路面的缺陷。 復合式路面是有兩種不同類型和力學性質的結構層復合而成的路面，這類路面既有瀝青路面行車舒適，噪音小等的

7、特點，又具有水泥混凝土路面強度高，承載能力大，穩(wěn)定性好等特點，是近年來為解決八十年代以來修建的水泥混凝土道路的維修問題而提出的并在實際中取得了很好的效果。復合式路面在工程上指在水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土來改善單一路面的性能。隨著地下道路的興建，研究地下道路復合式路面的評價預測變得很有必要。由于現行規(guī)范中已經存在瀝青或水泥路面的評價預測方法，能不能用瀝青或水泥等效復合式路面的評價預測？答案是否定的。一、復合式路面的典型的損壞形式與水泥或瀝青的不同，反射裂縫在復合式路面的損壞中作為很重要的角色，二、復合式路面是由水泥和瀝青雙河北工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）前期報告層路面構成，結構分析更多的考慮

8、層間的剪力，三、復合式路面的屬性為剛中有柔，以剛為主所以不宜套用剛性或柔性理論，應對理論進行修改，或建立新的理論。研究現狀：對于復合式路面使用性能的評價在目前是等效為瀝青混凝土路面的，對于 PCC AC （水泥混凝土瀝青混凝土）復合式路面結構設計，國外多采用經驗法，以“重防治，輕設計”的思路為指導。缺乏對面層破壞理論的探討和研究，未能形成通用的設計理論。總結起來比較全面的方法有：有效厚度法，彎沉法，力學經驗法而國內則多采用力學分析，采用荷載應力和溫度應力作為設計指標，以控制 PCC AC 復合式路面結構反射裂縫的產生。國內的彈性層狀理論，有限元理論，彈性地基板理論發(fā)展已趨于成熟?，F行規(guī)范中路面

9、使用性能評價路面功能性能路面的基本功能是為車輛提供快速、安全、舒適和經濟的行駛表面。路面的功能性能是指路面滿足這一基本功能的能力 , 它反映了路面的行駛質量和服務水平?，F行的公路養(yǎng)護技術規(guī)范中采用行駛質量指數RQI來進行評價,其計算公式為 :RQI = 11 . 5 - 0 . 75 I R I（！ ） 式中 : I R I 為國際平整度。路面結構性能路面結構性能是指路面結構保持完好的程度, 是路面破損狀況物理性能最直接的表現和反映?，F行公路養(yǎng)護技術規(guī)范中用路面狀況指數PCI 來表示 , 其計算公式為 :PCI = 100 - 15 DR0. 412（2 ）式中 :DR 為路面綜合破損率。結構

10、承載能力路面結構的承載能力是指路面在達到預定的損壞狀況之前還能承受的行車載荷作用次數或者還能使用的年數。現行公路養(yǎng)護技術規(guī)范中提出了強度評價指標S S I , 其計算公式為 :S S I = ld / l（3） 式中 : ld 為路段允許彎沉 ; lr 為路面實測代表彎沉。路面安全性能路面抗滑性能是路面安全性能的重要保障。路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動時沿路表面滑移所產生的抗滑力。通?？够阅鼙豢醋魇锹访娴谋砻嫣匦?, 現行 公路養(yǎng)護技術規(guī)范中采用橫向系數S FC 來評價 , 其計算公式為 :S FC = P/ S F（4） 式中 : P 為垂直載荷 ; S F 為橫向力。使用性能綜合指標路

11、面使用性能綜合評價是為了使各路段的路面狀況具有可比性而建立的一種對路面使用性能的總體評價。公路養(yǎng)護技術規(guī)范提出了綜合評價指數PQI , 它是各單項評價指標的加權函數：PQI = W1X PCI +W2 XRQI+W3 S S I + W4XS FC (5)式中:W i 為權重。路面使用性能預測路面使用性能預測是路面管理系統的重要組成部分， 20世紀 60年代初 ,garey 和 irick 在 AASHTO 實驗研究中第一次提出了路面性能預測概念，之后路面性能預測得到發(fā)展，形成了多種預測模型。預測模型主要分為確定型預測模型和概率型預測模型兩大類。確定型預測模型是指根據經驗或力學模型建立數學式的

12、表達式，可預測路面使用性能參數的單一數值，即滿足給定條件時模型給出的預測結果是惟一的。確定型預測模型又分為力學預測模型、經驗預測模型、力學經驗預測模型。概率型預測模型主要預測路面性能的狀態(tài)分布，彌補了確定型對預測過程中不確定性無能為力的缺陷。概率型又可分為馬爾科夫預測模型、 半馬爾科夫預測模型、貝葉斯預測模型，其中馬爾科夫預測模型最具代表性，隨著人工智能技術的發(fā)展， 更多的技術應用到路面性能上來， 形成了一些新的模型,， 如人工神經網絡模型和灰色系統模型現行評價存在的問題：1、單項值域不統一現行公路養(yǎng)護技術規(guī)范的評價體系中存在許多河北工業(yè)大學本科畢業(yè)設計(論文)前期報告問題 , 如評價指標的值

13、閾不統一、計算過程煩瑣、結果混亂。具體來說, 路面狀況 ( PCI) 用百分制 , 行駛質量( RQI) 用十分制 , 結構強度 ( S S I) 根據路面允許彎沉與路段代表彎沉的比值確定, 抗滑能力則采用儀器的測量值 , 按得到的各數值劃分等級, 計算路面綜合評價指標 ( PQI) 時再將各項指標的評價結果由等級制轉化為百分制 ; 計算結果有出現負值的可能 , 比如在計算RQI時，當I R I 15.3時，計算值小于零2、對于高級公路，用規(guī)范中的方法有體現其功能和特點3、各評價指標權重的確定不夠客觀。如果某段路某個指標值很低, 其他指標很高 , 最終的綜合指標可能是一個很高的值, 但實際上由

14、于這個指標值很低使路面整體性能很差。而且復合式路面的性能參數直接受路面材料、各結構層厚度和剛度、路基土類型和狀態(tài)、溫度和濕度、交通荷載狀況等多因素綜合影響， 各性能參數測定值往往具有很大變異性和隨機性。由于現行評價方法上的缺陷， 一些研究者提出了一種新的評價方法綜合模糊評價。此方法沒有拋棄現行規(guī)范的評價的方法，只是對現行規(guī)范方法的作了一些改進。概括來講，主要是通過單因素評價集、權重、評價方法這三者來進行復合式路面使用性能能夠綜合評價?，F行預測方法存在的問題：預測研究是建立在路面使用性能評價的基礎上，沒有完善的評價體系，預測也不可能建立完善的模型。上述復合式路面預測方法或多或少存有不足：、每種模

15、型只適用于特定地區(qū)，當把一個地區(qū)的一個模型應用到另一個地區(qū)時， 回歸系數就需改變，需要重新標定。、標定回歸系數時需要大量數據。而我國的高速公路建設較晚，積累的資料較少，復合式路面就更晚，積累的路況數據就更少。、路況本身受眾多因素影響，使預測具有很大隨機性和灰色特征。預測方面目前尚難以做到準確量化， 我國高速公路發(fā)展時間較短，尤其是復合式路面近幾年剛剛興起，歷史路面數據不多，采用回歸分析等方法顯然不合適。有關地下道路復合式路面的研究國內外還處于一片空白，如何通過單一路面評價預測方法推導出復合式路面評價預測體系，進而得出地下道路復合式路面評價預測體系是本文的主要任務。研究內容針對以上問題，本文擬在

16、以下方面展開工作1、選擇能全面反映地下道路復合式路面使用性能的評價指標2、單項值域的統一（0100）河北工業(yè)大學本科畢業(yè)設計(論文)前期報告3、對于綜合評價指標的權重重新計量使適于復合式路面的實際情況4、對于路面一些參數的不確定性，加入一些灰色評價指標或變化系數5、針對復合式路面和我國的現狀，預測擬以灰色系統理論作為預測的基礎方法。研究過程：在總結地下道損害模式的基礎上，提出地下道路復合式路面單項評價指標及標準，并給出綜合評價指標及標準，同時，對以往的路面評價方法進行對比分析，優(yōu)選出適合地下道路復合式路面的評價方法。在對以往預測方法回顧基礎上， 提出適合地下道路復合式路面的預測方法。主要參考文獻：中華人民共和國行業(yè)標準 . 公路技術狀況評定標準( JTG H20 2007) 人民交通出版社 2007年。中華人民共和國行業(yè)標準. 公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范 (JTJ073.2-2001 ) 人民交通出版社 2001 年。中華人民共和國行業(yè)標準城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術規(guī)范(CJJ 36-2006) 中華人民共和國建設部。 2006孫立軍瀝青路面結構行為理論人民交通出版社2005楊家