基于灰熵理论的农村公路水泥混凝土路面结构影响因素分析-论文.pdf

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1、北方交通2014年第8期文章编号：1673—6052(2014)08—0066—03中图分类号：U416·216文献标识码：B基于灰熵理论的农村公路水泥混凝土路面结构影响因素分析陈红，贾天工，庞海峰(辽宁省交通厅公路管理局沈阳市110005)摘要：对不同交通量、土基模量及基层材料强度、厚度组合下的水泥混凝土路面结构进行计算，并采用灰熵理论对各影响因素对水泥混凝土路面板厚度的影响程度进行分析，通过计算分析可知，上述因素对水泥混凝土路面设计影响程度由大到小依次为：土基强度、交通量、基层材料强度、基层厚度。

2、关键词：农村公路；水泥混凝土路面；影响因素；灰熵分析由于农村公路具有总量大、分布广的特点，使得为主，大型客车和货车所占比例比较小，基本无牵引农村经济发展及百姓生产生活对农村公路建设的需式拖挂车、挂车。轴载分布较为集中，0～20kN轴求与农村公路建设投资相对短缺的矛盾，成为农村载所占比重最大，约为60％；20～40kN和40～60kN公路建设中的最主要矛盾。因此，在农村公路路面轴载所占比重次之，分别约为2l％和18％。在设计结构设计、施工时，要把握好影响路面结构的主要因基准期内，农村公路标准轴载累计作用

3、次数在200素及其影响程度，在最小投资的前提下，获得满足强～800轴次范围，交通量等级为轻。在进行影响因度和使用功能的路面结构。素计算分析时，为获得较好的数据曲线，将标准轴载水泥混凝土路面由于具有寿命长、耐水陛好、后累计作用次数范围适当放大，取值范围取200～期养护简单等优点，被普遍应用于农村公路建设中。2200轴次。目前，我国现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》1．2水泥混凝土面层(JTGD40-2002)中关于对水泥混凝土路面的计算(1)弯拉强度及弯拉弹性模量理论是弹性地基上的小挠度薄板理论，以荷

4、载应力在轻等级交通条件下，农村公路水泥混凝土路和温度应力综合作用产生的疲劳应力作为水泥混凝面的弯拉强度一般为4MPa，因此，在本次计算中，选土路面设计的控制应力。交通量、基层厚度、基层材取弯拉强度标准值为4MPa，相应的弯拉弹性模量为料强度、土基强度是影响水泥混凝土路面板综合疲28000MPa。劳应力的主要因素。笔者通过对不同参数组合下的(2)应力折减系数水泥混凝土路面结构进行计算，分析了上述各因素应力折减系数的大小是水泥混凝土路面板传荷对水泥混凝土路面板厚度的影响程度，为下一步进能力的表征，其取决于

5、水泥混凝土路面板的接缝形行农村公路水泥混凝土路面设计时，获得经济性较式。在高等级水泥混凝土路面设计时，为了获得较好的水泥混凝土路面奠定基础。好的传荷能力，一般在水泥混凝土路面接缝中设置1计算参数取值传力杆，但这样会使水泥混凝土路面的工程造价提1．1交通量高10％～15％。综合考虑农村公路水泥混凝土路笔者通过对多个地区、多条农村公路的交通量面的技术等级、设计车速及经济性，一般在农村公路及交通构成情况进行调查研究，得知大部分农村公水泥混凝土路面横向施工缝及胀缝中不设传力杆。路的交通荷载以摩托车、小型农用车

6、及中、小型客车因此，在本次影响因素计算分析时，取应力折减系数2014年第8期陈红等：基于灰熵理论的农村公路水泥混凝土路面结构影响因素分析一67一k=1．0，不考虑其大小对水泥混凝土路面板的影响。1．3基层目前，在农村公路建设中常用的路面基层材料主要有水泥稳定砂砾(砾石)、水泥稳定碎石、级配碎石、级配砂砾等，上述基层材料的回弹模量值在200～1200MPa间，因此在本次计算分析中，基层强度的取值范围为200—1200MPa。1．4路面垫层及路基农村公路水泥混凝土路面基本上是在原有砂石路面的基础上铺筑的，

7、即以原有道路为路基，路基状况较好。通过对多条农村公路路基状况调查，路基基本处于干燥或中湿状态，且路基强度较大，回弹模量在35—65MPa范围内。因此，综合考虑到原路的水、温条件及强度状况，在计算分析中不设置路面垫层，路基回弹模量取值范围为35～65MPa。2路面结构计算通过对上述参数在其取值范围内进行正交组合，得到61种参数组合。采用《公路水泥混凝土路面设计规范》(fiGD40—2002)中的弹性地基上小挠度薄板理论对61种参数组合结构进行计算，得到了满足应力要求的水泥混凝土路面厚度，具体计算结果见表

8、1。表1路面结构计算结果3基于灰色关联熵理论的试验结果分析3．1灰色关联熵理论灰色理论是在有限的信息情况下，通过数据处理，在随机的因素序列中找到其关联性的一种系统分析方法。目前常用计算分析方法主要有灰色关联方法和灰色关联熵分析方法。灰色关联法是计算逐点关联测度平均值，这种计算方法具有局部倾向性，即由关联测度值大的点决定总体关联度的倾向，从而使许多关联测度值小的点的信息丢失。灰色关联熵理论是在关联分析方法的基础上进化而来的，其克服了灰色关联分析的关联倾向和