地下道路复合式路面结构设计方法研究

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1、地下道路复合式路面结构设计方法研究第一章绪论1.1研究的背景和意义随着我国经济的快速发展，城市人口的密度不断增加，从而给城市交通带来了相当大的压力[1]。目前，我国一些城市为了解决道路交通拥堵问题,建设了城市轨道交通和高架路。然而，高架路存在着一些缺陷，如震动、噪声、污染等，同时也影响了城市景观；轨道交通虽然可以满足大部分公共客运需求，但是对个性化的机动车出行需求却无法满足[2]。在这样的背景下，城市地下道路以其可以缩短行车里程、保护城市环境、减少房屋拆迁、降低噪音污染等优点而越来越得到人们的喜爱[3]。然而，在以往对城市地下道路的研究主要集中

2、在系统规划、城市通行能力设计、交通组织设计等方面，作为城市地下道路重要的组成部分地下道路路面结构设计却没有得到充分的重视，即许多城市的地下道路路面结构都是依据以前的经验直接得出来的，没有经过专门的研究。由于各地的设计单位不相同，就存在着不一样的城市地下道路路面结构形式，或者有一些地方的城市地下道路干脆采用了一样的地下道路路面结构形式，忽略了温度条件、湿度条件和行车条件等环境因素对地下道路的影响。这样做的结果就导致一些地方的城市地下道路路面结构设计过于保守，造成了资金和人力上的浪费，或者由于设计不够充分，从而导致地下道路路面在很短的时间内就出现了

3、损坏。城市地下道路常常是连接两地的交通枢纽，路面一旦发生病害，不只是影响道路的正常运营，严重者甚至会导致两地间的交通不能正常通行。由于地下道路内有限的空间，大型的维修车辆和器械无法进入，这就给路面维修工作带来了不小的困难，使得维修作业需要较长的时间或者只能做简单的处置。相对较长的耗时会影响道路的正常车辆通行量，而简单的处置则使得地下道路路面养护维修的频率提高，进而形成恶性循环，最后将会影响到整段地下道路的正常通行。综上所述，地下道路不但要具备较高的路面使用品质，更需要足够的耐久性，以此来保证地下道路路面较长的使用寿命，即符合长寿命路面的本质要求

4、。同时，由于地下道路特殊的环境位置，使得地下道路内施工或发生火灾时，极易造成人员和财产的重大损失。因此，地下道路路面结构的选择时，既要考虑路面的使用品质，又要考虑路面的使用寿命，还要求路面结构具有一定的阻燃性或难燃性。.1.2国内外研究现状通过大量文献调查可知，国内外很少涉及到对地下道路的路面结构设计的研究。在地下道路路面结构设计时通常套用公路或城市道路设计规范或者公路隧道设计规范，国内、外缺乏地下道路路面结构设计的专门规范和技术指南。因此，十分有必要进行地下道路路面结构设计方法的研究。国外不少道路工，对AC+CRC复合式路面结构采用不同的理论

5、与方法，进行了初步的计算分析。英国学者Gregory[5]建议将AC+CRC复合式路面的CRC层厚与AC层联系起来用弹性理论分析计算AC层复合式路面结构的作用。日本学者将AC层表面作用的荷载按450角扩散到混凝土板上，按照阿灵顿半经验公式计算板底应力；西辰男通过ajidZadeh等人采用二维有限元法对沥青加铺层内的应力进行了详细分析，研究发现，温度变化引起的水泥混凝土板水平位移和翘曲是造成复合式路面开裂的主要原因，同时提出了计算面层拉应力的方法[7]。第二章地下道路工作环境调查2.1地下道路温度调查分析由于地下道路受到的外界气温条件干扰程度低，

6、因而地下道路具备较好的保温性能，造成了地下道路内的温度条件有别于地面道路。地下道路路面结构究竟处于一个什么样子的温度场当中，对此相应的研究较为缺乏。本文采用实测道路路面温度的方式，通过探究地下道路路面的温度场，以便在今后的地下道路路面结构设计过程中，保证路面具备良好的使用品质。本文应用施工过程安装法[19]，即在地下道路施工的时候对温度传感器进行现场安装，然后再地下道路使用期间对路面各结构层底的温度进行实测。考虑到地下道路路面所处位置不同，从而引发路面结构深度方面的温度的变化。因此，本文分别在地下道路的入口、中间和出口处埋设了三组温度传感器，共

7、6个；并还在这三处位置沿深度方面的沥青面层底部和水泥混凝土层底部分别放置了1个温度传感器。为了保证在地下道路运营期间可以顺利的采集到路面各结构层底的温度状况。因此，在施工期间温度感器的探头通过路面结构层中预留好的排水设置，引到道路边的排水沟，并用防水电工布包裹好探头（见图2.3）。实际测试过程见图2.4。第三章地下道路交通量调查及轴载换算方法研究.........193.1天津市地下道路交通量调查及分布分析.......193.2地下道路复合式路面轴载换算方法研究.......223.3本章小结..........30第四章地下道路复合式路面结

8、构力学性能研究......334.1地下道路复合式路面病害形式及成因分析..........334.2地下道路复合式路面设计指标的选取.....354