高速公路病害诊断与养护决策研究

论文摘要

改革开放以来,我国高速公路事业经过二十多年的快速发展,至2010年底高速公路通车总里程达7.4万公里。随着我国经济的快速发展,高速公路路面状况下降与道路服务需求提高之间矛盾的日趋增长,如何对运营中的高速公路实施正确的养护维修以保证良好的路面服务功能,成为高速公路养护管理的重点。其中,准确的病害诊断和科学的养护决策是高速公路养护工作的关键。济青高速公路是山东省第一条高速公路,1993年建成通车至今,保持着良好的运营状况,其养护与管理具有良好的借鉴意义。本文依托“山东省济青高速公路沥青路面养护管理研究”项目,对济青高速公路沥青路面养护维修历程进行了系统的总结与分析。分析半刚性基层沥青路面的结构特点和性能演变,研究半刚性基层沥青路面运营中病害产生、发展与结构工作状况之间的关系。在济青高速公路养护管理的基础上,提出了较为完善的路面病害诊断方法,即“三次病害确认”,实现病害诊断动态化。探究了高速公路半刚性基层沥青路面病害养护决策与设计,提出了病害养护决策新理念,系统分析了半刚性基层沥青路面在运营初期、中期和中后期不同阶段的养护维修策略,对“局部挖补、整体罩面”的养护思想和养护施工进行了研究。考虑半刚性基层的疲劳破坏,采用有限元软件FLAC3D,对高速公路路面结构进行模拟计算分析。着重研究了在半刚性基层发生疲劳、强度参数下降的情况下,路面结构在车辆荷载作用下的力学响应,分析半刚性基层力学性能下降对道路性能的影响,以及相应于不同疲劳程度下的道路养护策略。如何准确诊断病害产生原因与发展趋势,如何科学进行养护决策,并依此制定正确的养护策略,实施有效的养护维修,对高速公路养护管理具有十分重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 高速公路养护管理概况
• 1.2.2 济青高速公路养护管理概况
• 1.3 研究内容及技术思路
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究技术思路
• 第二章 济青高速公路建设与养护历程
• 2.1 济青高速公路工程概况
• 2.1.1 气候与水文地质状况
• 2.1.2 工程设计与建设概况
• 2.2 济青高速公路养护维修历程
• 2.2.1 道路交通概况
• 2.2.2 养护维修历程
• 第三章 半刚性基层沥青路面病害诊断分析
• 3.1 病害诊断意义
• 3.2 病害类型
• 3.2.1 裂缝
• 3.2.2 车辙
• 3.2.3 沉陷
• 3.2.4 拥包
• 3.3 半刚性基层沥青路面结构
• 3.3.1 半刚性基层沥青路面结构特性
• 3.3.2 半刚性基层沥青路面结构性能演变
• 3.3.3 济青高速公路半刚性结构分析
• 3.4 "三次病害确认"方法
• 3.4.1 "三次病害确认"的涵义
• 3.4.2 "三次病害确认"的流程
• 3.4.3 "三次病害确认"的实施
• 本章小结
• 第四章 半刚性基层沥青路面养护决策研究
• 4.1 养护决策的意义
• 4.2 科学的养护决策理念
• 4.2.1 预防性养护理念
• 4.2.2 重视路面小修保养
• 4.2.3 不轻易铣刨半刚性结构层
• 4.3 阶段性养护维修策略
• 4.3.1 运营初期阶段
• 4.3.2 运营中期阶段
• 4.3.3 运营中后期阶段
• 4.4 "局部挖补、整体罩面"维修方案
• 4.4.1 指导思想
• 4.4.2 维修方案
• 4.4.3 施工关键
• 4.4.4 养护效果
• 本章小结
• 第五章 疲劳作用对半刚性基层养护维修的影响
• 5.1 Flac3D简介
• 5.2 模型建立
• 5.2.1 力学模型
• 5.2.2 几何模型
• 5.3 模拟计算
• 5.3.1 荷载简化
• 5.3.2 参数取值
• 5.4 计算结果及分析
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情祝表