广东省MEPDG气候文件与路面性能预测

发布时间：2018-10-24 20:59

【摘要】：近年来随着广东省内高速公路网的形成，交通量与日俱增。与此同时，受到省内长期高温多雨和极端气候的频发现象的不断增加的影响，本省高速公路受损程度越来越严重。而其中尤以高速公路的早期损害影响最为突出，主要表现为水损害，高温车辙和结构疲劳破坏等，其造成了极大的经济损失和社会影响。以往的公路工作者针对气候对高速公路的影响做了大量的研究，取得了一定的研究成果，但这些成果绝大多数是基于对全国范围内气候变化对公路的影响而开展的，而针对区域内的气候变化对公路的影响所开展的研究并不够全面和深入。其中，利用MEPDG软件建立适合于广东省的气候模型的研究尚处于空白阶段。本文主要研究了如何获取的广东省各地区的MEPDG气候数据文件，对其进行统计分析，并对各区的主要高速公路路面损坏情况进行调研与采集，利用调研与采集到的数据对主要损害指标进行系统的分析，将统计分析和采集到的病害数据进行比对，分析气候对路面性能影响分析以及基于上述研究结果的预测分析，从而建立起广东省地区MEPDG气候文件，以及获得MEPDG气候文件对沥青路面影响的评价指标。本文建立了3个广东省地区的气候模型（珠江三角洲，粤西，粤东），气候模型考虑了由气候站提供的全省每小时的气候数据，包括温度，降雨/雪量，太阳辐射，云层覆盖，以及风速等因素。利用EICM提供的路面结构层温度以及湿度状况，在设计期间进行每小时实时计算并对路基及路面结构层在整个设计寿命期间的材料特性进行估算。为验证气候模型是否适合广东省，本文选取了广东省具有代表性的高速公路G105的一段作为实验验证路段，将G105从化段K2492+000~K2498+912各种路面病害的现场测量实际值与软件模拟预估值进行对比并建立对比拟合图（包括纵向裂缝对比图、横向裂缝对比图、网状裂缝对比图、车辙平均深度对比图以及路面平整度对比图）用以检验本文选取的MEPDG气候文件模型对广东省路面损害预测的可行性。对比拟合结果显示，利用建立的MEPDG气候文件模型得到的预测数值与现场真实路面采集到的数值具有很高的相关性，建立的MEPDG气候文件模型适合于广东省的路面。在此基础上，选用了广东省的几种典型路面结构，利用调整不同路面结构厚度，检验分析不同地区路面结构厚度对预测的路面性能路面的敏感性的影响，进而对MEDPG气候文件模型的运行进行比较，评价其在不同地区的适用性。本文采用单一变量法，都过改变单一影响因素，进而找出每个地区结构最合理，造价最低廉的路面结构。同时本文对选取的最优路面结构采取了KENLAYER计算机程序力学计算分析，从力学角度验算其合理性。对选取的路面结构进行预测与养护维修，并通过MEDPG气候文件模型对选取的路面结构进行全寿命周期的预测分析，，选择出合适的养护时间和养护方案。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P49;U418.6

【参考文献】