版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、沙漠地區(qū)地處祖國北方,自然環(huán)境十分惡劣,夏季炎熱,地表最高溫度高達70℃左右,冬季嚴寒,地表溫度降至-30℃以下。道路處在這樣的環(huán)境中,路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生諸多破壞;寒冷潮濕地區(qū),路基凍脹造成的路面變形破壞更加嚴重,這些病害發(fā)生與路基路面熱狀況直接相關(guān)。為了盡量避免道路運營過程中病害發(fā)生,在設(shè)計和修建沙漠高等級公路時就應(yīng)充分地考慮路基路面熱狀況分布。本文結(jié)合西部交通建設(shè)科技項目,全面系統(tǒng)地研究了持續(xù)變化的自然環(huán)境因素與路基路面溫度場之間的關(guān)系
2、,并得到以下主要結(jié)論: 基于Harlan熱質(zhì)遷移模型和Darcy定理推導出凍結(jié)條件下風積沙土路基二維水熱耦合遷移數(shù)學模型。根據(jù)地表能量平衡原理建立了水熱耦合遷移問題邊界條件,利用現(xiàn)有資料回歸分析出路基水熱參數(shù)隨土質(zhì)含水量和干密度的關(guān)系式。應(yīng)用系數(shù)效應(yīng)滯后的全隱式有限差分格式并在每段時間采用線性迭代法來處理非線性水熱耦合遷移方程。本論文建立的自然條件下水熱耦合數(shù)學模型,相對Harlan模型而言,考慮了溫度梯度對水分遷移的影響;綜合
3、各種氣候環(huán)境因素的影響,采用了第三類邊界條件;針對道路層狀體系特點,計算模型區(qū)分了路面材料凍結(jié)和未凍結(jié)時的熱物參數(shù),建立的數(shù)學模型比較接近實際情況。通過對試驗路溫度和最大凍深計算,驗證了水熱耦合模型的正確性。利用該模型最終能夠根據(jù)氣象資料和路基水熱參數(shù)準確預估出路基水熱狀況和最大凍深以及凍脹情況。為季節(jié)性凍土地區(qū)在路基設(shè)計中減少病害,制定相應(yīng)的防治措施提供參考依據(jù)。 利用本文建立的水熱耦合數(shù)學模型研究了內(nèi)蒙古錫林浩特地區(qū)沙漠公路
4、207國道K135+000處凍融期間道路水熱狀況分布規(guī)律。比較了水熱耦合效應(yīng)和未考慮水分影響單場兩種計算方法分別計算的道路溫度值,結(jié)果顯示了水分對路基溫度的影響。該地區(qū)道路凍結(jié)深度隨時間線性變化,平均凍結(jié)速度達到2~3cm/d,最大凍結(jié)深度為3m左右,整個凍融期大約為180天。風積沙土路基在凍結(jié)過程中水分遷移主要發(fā)生在凍結(jié)鋒面處,凍結(jié)前后在路面基層底部和最大凍深位置下含水量變化較大。 為了探索沙漠地區(qū)路面結(jié)構(gòu)溫度場的分布規(guī)律,提
5、供路面工作環(huán)境溫度指標。本文從氣候?qū)W和傳熱學基本理論出發(fā),研究沙漠地區(qū)路表和大氣之間傳熱機理,將對流換熱和輻射換熱結(jié)合在一起提出路表復合換熱系數(shù)概念,采用級數(shù)形式確定出任意氣候條件下氣溫和太陽輻射量的數(shù)學表達形式。在分析實測數(shù)據(jù)和氣象資料基礎(chǔ)上,建立了完全依賴環(huán)境氣候因素和路面材料熱物參數(shù)的沙漠地區(qū)層狀路面結(jié)構(gòu)瞬態(tài)溫度場數(shù)學模型,考慮到路表復合換熱系數(shù)隨外界環(huán)境變化,采用解析理論和Newton-Naphson迭代法推導出非線性邊界條件路
6、面溫度場的計算方法。這一方法和目前研究最大區(qū)別在于邊界條件是非線性的,和過去相比,該模型簡潔方便、符合實際,計算方法準確可靠、易于編程處理,利于工程實際應(yīng)用。計算和實測結(jié)果表明,路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)最大溫度誤差不超過2℃,證明該方法有效、可行。利用該方法根據(jù)氣象資料和路面材料熱物參數(shù)能夠方便準確地預估出路面結(jié)構(gòu)熱狀況,預測路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計年限內(nèi)溫度極端情況,為路面設(shè)計人員在不利溫度條件下設(shè)計具有足夠的高溫穩(wěn)定性和較好的低溫抗裂性的沙漠高等級公路提
7、供了理論指導依據(jù)。給出了路面最高、最低溫度、路面最大變溫速率以及最大溫度梯度的理論預估公式。分析了環(huán)境因素和路面材料熱物參數(shù)對路面溫度場的影響。影響溫度場主要因素除了氣溫和太陽輻射量外,還有材料熱物參數(shù)和風速。面層材料影響較大,而基層材料除隔溫材料之外影響甚微。 給出如何利用本文建立的路面結(jié)構(gòu)溫度場計算方法確定沙漠地區(qū)瀝青路面溫度設(shè)計值、抗疲勞試驗有效溫度、抗車轍試驗有效溫度和水泥混凝土路面最大溫度梯度。論文中推薦的沙漠地區(qū)路面
8、最高溫度設(shè)計值為60℃~70℃,比SHRP標準估計的設(shè)計值高9℃~10℃;最低溫度設(shè)計值為-25℃~-40℃,基本和SHRP標準估計的設(shè)計值相近,誤差為1~2℃。沙漠地區(qū)抗疲勞試驗溫度為13.3℃~18.8℃;抗車轍試驗有效溫度為50.3℃~56.7℃。給出的試驗溫度考慮了與瀝青路面路用性能有直接關(guān)系的路面溫度,克服了現(xiàn)行規(guī)范中路面材料實驗溫度僅在幾個特定溫度下進行的缺陷。沙漠地區(qū)水泥混凝土路面最大溫度梯度設(shè)計值為1.01~1.09℃/
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 沙漠地區(qū)路面典型結(jié)構(gòu)研究.pdf
- FAI摩托車電噴系統(tǒng)工作環(huán)境溫度場的試驗研究.pdf
- 甘肅地區(qū)瀝青路面溫度場研究.pdf
- 多年凍土地區(qū)路面類型對路基溫度場的影響.pdf
- 沙漠地區(qū)公路路基合理填土高度研究.pdf
- 基于環(huán)境溫度的蓄熱緩釋路面材料研究.pdf
- 融雪化冰路面溫度場及工作狀態(tài)研究.pdf
- 影響沙漠地區(qū)路基填土高度原因分析研究.pdf
- 瀝青路面溫度場分布規(guī)律研究.pdf
- 果子溝地區(qū)路面與橋面鋪裝溫度場研究.pdf
- 探究沙漠地區(qū)運輸方法
- 沙漠地區(qū)長大縱坡瀝青路面穩(wěn)定性控制研究.pdf
- 沙漠地區(qū)高速公路路基壓實技術(shù)研究.pdf
- 瀝青路面溫度場預測及應(yīng)用.pdf
- 多孔水泥混凝土路面溫度變化規(guī)律與溫度場分析.pdf
- 基于組合模型的沙漠地區(qū)軟土路基沉降預測研究.pdf
- 瀝青路面溫度場的數(shù)值模型研究.pdf
- 低溫地區(qū)瀝青路面溫度場有限元分析
- 瀝青路面溫度場的測試與分析.pdf
- 瀝青路面溫度場預估方法及其應(yīng)用.pdf
評論
0/150
提交評論