【摘要】：水泥混凝土路面隨著使用年限的增長和交通荷載作用次數(shù)的增加,會出現(xiàn)各種類型的病害,低溫多雪和極端氣候的季凍區(qū)水泥混凝土路面病害有其特殊性。氣候變化對水泥混凝土路面影響的研究已有諸多報導(dǎo),公路水泥混凝土路面技術(shù)狀況評定也已形成規(guī)范,但極端氣候條件下的季凍區(qū)水泥混凝土路面技術(shù)狀況評定的研究成果卻鮮有報道。為了體現(xiàn)極端氣候特點,補(bǔ)充完善季凍區(qū)水泥混凝土路面技術(shù)狀況的評價指標(biāo)體系,建立適用于季凍區(qū)水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),選定了 7條季凍區(qū)典型水泥混凝土路面的公路,對其技術(shù)狀況進(jìn)行了檢測分析,并調(diào)查了路段交通量、氣候狀況、路面使用性能和結(jié)構(gòu)性能,分析了現(xiàn)有水泥混凝土路面技術(shù)狀況評價指標(biāo)存在的不足,研究提出適用于季凍區(qū)的評價指標(biāo);利用有限元分析了路面板脫空位置、脫空面積和脫空深度對混凝土板變形的影響,研究不同傳荷能力和脫空面積下,板邊與板中彎沉差、板角與板中彎沉差,分析彎沉差與路面板底脫空的關(guān)系,利用室內(nèi)模擬試驗和現(xiàn)場鉆芯取樣進(jìn)行驗證;用MATLAB創(chuàng)建SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以季凍區(qū)典型路段路面技術(shù)狀況指標(biāo)作為SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本及識別樣本,將樣本進(jìn)行歸一化處理,調(diào)整包括訓(xùn)練步數(shù)和學(xué)習(xí)速率在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)各項參數(shù),研究確定評價指標(biāo)最佳權(quán)值;以MEPDG理論為基礎(chǔ),將氣候和交通量作為重要參數(shù)對IRI預(yù)測模型權(quán)值進(jìn)行修正,擬合因變量DBL與自變量CRK、SF的相關(guān)關(guān)系,進(jìn)行回歸分析,建立預(yù)測模型,并對建立的模型進(jìn)行驗證;利用HTML、CSS、javaScrip和jQuery等語言研究開發(fā)具有數(shù)據(jù)輸入、路面性能預(yù)測、路面技術(shù)狀況評價、養(yǎng)護(hù)和報表處理等功能的路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。研究結(jié)果表明:當(dāng)PCI、RQI和SRI中的一個或幾個指標(biāo)評價結(jié)果處于次時,說明路面結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重,僅用使用性能指標(biāo)無法反映實際的路面技術(shù)狀況,在已有評價系統(tǒng)基礎(chǔ)上,增加板底脫空、傳荷能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度三個結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)進(jìn)行季凍區(qū)水泥混凝土路面技術(shù)狀況評定,更加符合實際狀況;針對水泥混凝土板不同的傳荷能力,提出了利用落錘式彎沉儀檢測結(jié)果判定季凍區(qū)水泥混凝土板底脫空的標(biāo)準(zhǔn);利用SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練確定了增加結(jié)構(gòu)性能評價指標(biāo)后的季凍區(qū)路面技術(shù)狀況評定模型各指標(biāo)的權(quán)值,PCI 的為 0.36、RQI 的為 0.29、SRI 的為 0.08、PSSI 的為 0.08、TK 的為 0.07 和 KJ的為0.12;利用SPSS軟件,建立了 IRI修正預(yù)測模型和DBL預(yù)測模型,模型的決定性系數(shù)方差貢獻(xiàn)率均在90%以上,說明擬合程度高,兩個模型的經(jīng)驗值殘差和回歸標(biāo)準(zhǔn)化殘差都符合正態(tài)分布,新建模型的預(yù)測結(jié)果優(yōu)于已有模型。開發(fā)了操作簡單、界面友好、功能齊全的季凍區(qū)水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),可確定合理的養(yǎng)護(hù)時機(jī)、適用的養(yǎng)護(hù)對策。研究結(jié)果可為季凍區(qū)水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)管理提供有效的技術(shù)支撐,具有實際應(yīng)用價值。
【圖文】：

圖２－２調(diào)查路段月平均氣溫逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｍｏｎｔｈｌｙ邋ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｕｒｖｅｙｅｄ邋ｓｅｃｔｉｏｎｓ逡逑

圖２－３調(diào)查路段月平均降雨量逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｍｏｎｔｈｌｙ邋ａｖｅｒａｇｅ邋ｒａｉｎｆａｌｌ邋ｖａｌｕｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｕｒｖｅｙｅｄ邋ｓｅｃｔｉｏｎｓ逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U418.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2655371