甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究
|
摘要
本文基于甘肃黄土分布、工程地质及路用特性研究，对该黄土地区在建和已建的全部高等级公路交通状况进行了详细调查和分析，划分了交通量等级；对甘肃黄土地区代表性的高等级公路，利用三种不同方法实测了土基回弹模量，分析了各测试方法的相关性，建立了相关关系，对土基回弹模量进行了强度等级划分；通过室内外试验比较，推荐了常用的半刚性材料和沥青混凝土设计参数值；利用计算机编制了基于改进遗传算法的优化设计程序AGA—LQ，并成功求解了沥青路面结构非线性优化设计模型；最后经计算提出了甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构，并编制了查询图库软件CX—LQ，供设计单位直接选用，科学简便地解决了甘肃黄土地区的路面设计问题。研究成果对改善甘肃黄土地区的路面设计方法，降低工程造价，避免和减少工程病害，乃至对我国路面设计方法的发展均将发挥积极的作用。
On the basis of the loess distribution, engineering geology and specific properties of road use in GanSu province, this paper divides traffic volume grade according to the conditions of transportation of all high-grade highways which are being built and have already finished. Besides, it analyses the relativity of three different test methods, establishes the related relations, and divides their strength grade after measuring rebound module of subgrade of the representative high-grade highways in GanSu loess area. Furthermore, it recommends the common semi-rigid and asphalt concrete design parameters by comparing the experiment in doors to outdoors, and draws up the optimized design program AGA-LQ based on advanced genetic algorithm and solves the non-liner optimization design model of asphalt pavement construction by computer. Finally ,this paper puts forwards to the typical constructions of high-grade asphalt concrete highways in GanSu loess area, and works out the search diagram data software CX-LQ, provi
ding to design unites to directly choose to use, so as to solve the problem of rode design with scientific and simple means in this area. The research result will improve the design method in GanSu , lower the engineering cost ,and avoid and reduce the engineering diseases. Besides , it will even play an active role in rode design method of our country.
On the basis of the loess distribution, engineering geology and specific properties of road use in GanSu province, this paper divides traffic volume grade according to the conditions of transportation of all high-grade highways which are being built and have already finished. Besides, it analyses the relativity of three different test methods, establishes the related relations, and divides their strength grade after measuring rebound module of subgrade of the representative high-grade highways in GanSu loess area. Furthermore, it recommends the common semi-rigid and asphalt concrete design parameters by comparing the experiment in doors to outdoors, and draws up the optimized design program AGA-LQ based on advanced genetic algorithm and solves the non-liner optimization design model of asphalt pavement construction by computer. Finally ,this paper puts forwards to the typical constructions of high-grade asphalt concrete highways in GanSu loess area, and works out the search diagram data software CX-LQ, provi
ding to design unites to directly choose to use, so as to solve the problem of rode design with scientific and simple means in this area. The research result will improve the design method in GanSu , lower the engineering cost ,and avoid and reduce the engineering diseases. Besides , it will even play an active role in rode design method of our country.
引文
1．中华人民共和国行业标准，《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014—97)，北京：中华人民共和国交通部发布，1997年10月。
2．中华人民共和国行业标准，《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)，北京：中华人民共和国交通部发布，1995年10月。
3．中华人民共和国行业标准，《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057—94)，北京：中华人民共和国交通部发布，1994年12月。
4．中华人民共和国行业标准，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)，北京，中华人民共和国交通部发布，2000年10月。
5．沙庆林编，《高等级公路半刚性基层沥青路面》，北京：人民交通出版社，1998年9月。
6．姚祖康 主编，《路面》(第二版)，北京：人民交通出版社，1999年7月。
7．山西省交通厅、山西省交通科学研究所，《山西省黄土区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构研究报告》，1995年10月。
8．河南省交通厅公路局、长安大学(原西安公路交通大学)编，《河南省干线公路路面典型结构的研究》，1997年11月。
9．西安公路研究所，《黄土高原片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构研究报告》，1995年10月。
10．新疆交通科学研究所、交通部公路科学研究所，《新疆高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年10月。
11．武和平编，《高等级公路路面结构设计方法》，北京：人民交通出版社，2000年1月。
12．湖南省公路管理局、长沙交通学院路桥设计研究所，《湖南干线公路半刚性沥青路面典型结构设计研究》，1993年4月。
13．东南大学交通学院，《华东片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年10月。
14．交通部公路科学科研所、新疆交通科研所，《西北干旱区高等级公
路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年9月。
15．甘肃省交通厅，《甘肃省干线公路网规划(1991～2020)》，1997年8月。
16．李自华著，《新疆地区干线公路典型路面结构的研究(基层部分)》，西安公路交通大学硕士论文》，1997年4月。
17．李文瑛著，《高等级公路半刚性基层薄沥青面层优化设计的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1998年4月。
18．李英宝著，《路面优化设计方法与应用》，西安公路交通大学硕士学位论文，1991年3月。
19．林巧飞著，《沥青路面可靠性分析与目标可靠度的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1995年4月。
20．叶成著，《甘肃黄土分类分区与公路区划研究》，长安大学硕士学位论文，2000年12月。
21．[美]Z．米凯利维茨著，《演化程序—遗传算法和数据编码的结合》，北京：科学出版社，2000年1月。
22．[日]玄光南、[中]程润伟著，《遗传算法与工程设计》，北京：科学出版社，2000年1月。2000年1月。
23. Holland JH. Adaptation in natural and artificial systems [M] J. Michigan: The University of Michigan Press, 1995
24. Goldberg DE. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning [M]. [s. 1.]:AddisonWesley, 1989
25．朱照宏主编，《公路计算机辅助工程》，北京：人民交通出版社，2000年8月。
26．韩凤华、许志鸿、何光著，《公路沥青路面典型结构》，上海：同济大学出版社，1998年5月
27．翟礼生著，《中国湿陷性黄土区域建筑工程地质概要》，北京：科学出版社，1983年5月。
28．兰州市市政工程研究所、西安公路学院，《兰州市路面结构优化组合设计》，1990年12月。
29．甘肃省交通科学研究所，《甘肃省公路路面结构和经验厚度》，1989年4月。
30．陈忠达、武建民、张小荣、徐强，《干线公路沥青路面典型结构的研究》，公路交通科技，2001年4月。
31．孙治军、戴经梁，《沥青路面结构优化设计方法研究》，西安公路交通大学学报，1997年6月。
32．徐传伦、李瑛等，《安徽省公路柔性路面典型结构研究》，华东公路，1998年4月。
33．张晓冰、黄晓明，《半刚性基层沥青路面典型结构厚度设计研究》，中国公路学报，1999年4月。
34．张亮、黄晓明，《公路沥青路面设计计算系统》，华东公路，1998年2月。
35．赵佳军，《柔性路面优化设计方法研究》，道路，1994年第1期。
36．王选仓，姚祖康，《道路交通增长率的预估与方差分析》，华东公路，1993年4月。
37．贾致荣，孙兆云，《浅析路面设计几个参数取值》，华东公路，1998年4月。
38．王凯、毛世怀，《正交设计法在柔性路面优化设计中的应用》，道路。
39．黄卫，《可变容差法优柔性路面结构设计》，东南大学学报，1990年5月。
40．赵佳军，邓学钧、黄卫，《柔性路面结构优化设计方法探讨》，华东公路，1991年4月。
41．李闯民，《公路路面结构类型的评价与选择》，华东公路，1998年10月。
42．邬瑞光，《利用回弹弯沉值确定土基回弹模量》，山西交通科技，1999年6月。
43．李贵顺，《黄土片区土基参数的研究》，山西交通科技，1999年8月。
44．徐强，陈忠达，黄杰，《关于河南省公路三级自然区划的探讨》，河南交通科技，2000年12月。
45．落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁式弯沉仪(BB)的对比试验研究，中国公路学报》，1990年第3卷第3期。
46．许志鸿，周继业，《半刚性基层材料的设计参数》，华东公路，1998年4月。
47．张洪华，《应用FWD测定土基回弹模量的研究》，中国公路学报，1994年第7卷增1期。
48．梁新政，《路基模量反演结果分析》，岩土工程学报，2000年9月。
49．李宇峙，刘朝晖，《湖北省半刚性基层沥青路面典型结构》，公路，1996年第1期。
50．许志军，孙立军，《沥青路面结构组合对使用性能的影响》，同济大学学报，1996年10月。
51．孙世发，《浅谈黄土地区的公路工程地质》，甘肃公路，1993年第1期。
52．赵自成，吕权，《对黄土地区公路设计与施工中诸问题的探讨》，甘肃公路，1995年9月。
53．候建斌，《对西兰公路甘肃段Q_3风成黄土的物理力学性质试验资料的数理统计分析》，甘肃公路，1993年12月。
54．杨兴其，常创新，《河南省高等级公路路面设计综述》，中南公路工程，1996年6月。
55．查旭东，武和平，张起森，《中南片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，中国公路学报，1998年7月。
56．武和平，叶文珍，《半刚性路面典型结构设计方法综述》，国外公路，1995年8月。
2．中华人民共和国行业标准，《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)，北京：中华人民共和国交通部发布，1995年10月。
3．中华人民共和国行业标准，《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057—94)，北京：中华人民共和国交通部发布，1994年12月。
4．中华人民共和国行业标准，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)，北京，中华人民共和国交通部发布，2000年10月。
5．沙庆林编，《高等级公路半刚性基层沥青路面》，北京：人民交通出版社，1998年9月。
6．姚祖康 主编，《路面》(第二版)，北京：人民交通出版社，1999年7月。
7．山西省交通厅、山西省交通科学研究所，《山西省黄土区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构研究报告》，1995年10月。
8．河南省交通厅公路局、长安大学(原西安公路交通大学)编，《河南省干线公路路面典型结构的研究》，1997年11月。
9．西安公路研究所，《黄土高原片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构研究报告》，1995年10月。
10．新疆交通科学研究所、交通部公路科学研究所，《新疆高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年10月。
11．武和平编，《高等级公路路面结构设计方法》，北京：人民交通出版社，2000年1月。
12．湖南省公路管理局、长沙交通学院路桥设计研究所，《湖南干线公路半刚性沥青路面典型结构设计研究》，1993年4月。
13．东南大学交通学院，《华东片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年10月。
14．交通部公路科学科研所、新疆交通科研所，《西北干旱区高等级公
路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，1995年9月。
15．甘肃省交通厅，《甘肃省干线公路网规划(1991～2020)》，1997年8月。
16．李自华著，《新疆地区干线公路典型路面结构的研究(基层部分)》，西安公路交通大学硕士论文》，1997年4月。
17．李文瑛著，《高等级公路半刚性基层薄沥青面层优化设计的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1998年4月。
18．李英宝著，《路面优化设计方法与应用》，西安公路交通大学硕士学位论文，1991年3月。
19．林巧飞著，《沥青路面可靠性分析与目标可靠度的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1995年4月。
20．叶成著，《甘肃黄土分类分区与公路区划研究》，长安大学硕士学位论文，2000年12月。
21．[美]Z．米凯利维茨著，《演化程序—遗传算法和数据编码的结合》，北京：科学出版社，2000年1月。
22．[日]玄光南、[中]程润伟著，《遗传算法与工程设计》，北京：科学出版社，2000年1月。2000年1月。
23. Holland JH. Adaptation in natural and artificial systems [M] J. Michigan: The University of Michigan Press, 1995
24. Goldberg DE. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning [M]. [s. 1.]:AddisonWesley, 1989
25．朱照宏主编，《公路计算机辅助工程》，北京：人民交通出版社，2000年8月。
26．韩凤华、许志鸿、何光著，《公路沥青路面典型结构》，上海：同济大学出版社，1998年5月
27．翟礼生著，《中国湿陷性黄土区域建筑工程地质概要》，北京：科学出版社，1983年5月。
28．兰州市市政工程研究所、西安公路学院，《兰州市路面结构优化组合设计》，1990年12月。
29．甘肃省交通科学研究所，《甘肃省公路路面结构和经验厚度》，1989年4月。
30．陈忠达、武建民、张小荣、徐强，《干线公路沥青路面典型结构的研究》，公路交通科技，2001年4月。
31．孙治军、戴经梁，《沥青路面结构优化设计方法研究》，西安公路交通大学学报，1997年6月。
32．徐传伦、李瑛等，《安徽省公路柔性路面典型结构研究》，华东公路，1998年4月。
33．张晓冰、黄晓明，《半刚性基层沥青路面典型结构厚度设计研究》，中国公路学报，1999年4月。
34．张亮、黄晓明，《公路沥青路面设计计算系统》，华东公路，1998年2月。
35．赵佳军，《柔性路面优化设计方法研究》，道路，1994年第1期。
36．王选仓，姚祖康，《道路交通增长率的预估与方差分析》，华东公路，1993年4月。
37．贾致荣，孙兆云，《浅析路面设计几个参数取值》，华东公路，1998年4月。
38．王凯、毛世怀，《正交设计法在柔性路面优化设计中的应用》，道路。
39．黄卫，《可变容差法优柔性路面结构设计》，东南大学学报，1990年5月。
40．赵佳军，邓学钧、黄卫，《柔性路面结构优化设计方法探讨》，华东公路，1991年4月。
41．李闯民，《公路路面结构类型的评价与选择》，华东公路，1998年10月。
42．邬瑞光，《利用回弹弯沉值确定土基回弹模量》，山西交通科技，1999年6月。
43．李贵顺，《黄土片区土基参数的研究》，山西交通科技，1999年8月。
44．徐强，陈忠达，黄杰，《关于河南省公路三级自然区划的探讨》，河南交通科技，2000年12月。
45．落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁式弯沉仪(BB)的对比试验研究，中国公路学报》，1990年第3卷第3期。
46．许志鸿，周继业，《半刚性基层材料的设计参数》，华东公路，1998年4月。
47．张洪华，《应用FWD测定土基回弹模量的研究》，中国公路学报，1994年第7卷增1期。
48．梁新政，《路基模量反演结果分析》，岩土工程学报，2000年9月。
49．李宇峙，刘朝晖，《湖北省半刚性基层沥青路面典型结构》，公路，1996年第1期。
50．许志军，孙立军，《沥青路面结构组合对使用性能的影响》，同济大学学报，1996年10月。
51．孙世发，《浅谈黄土地区的公路工程地质》，甘肃公路，1993年第1期。
52．赵自成，吕权，《对黄土地区公路设计与施工中诸问题的探讨》，甘肃公路，1995年9月。
53．候建斌，《对西兰公路甘肃段Q_3风成黄土的物理力学性质试验资料的数理统计分析》，甘肃公路，1993年12月。
54．杨兴其，常创新，《河南省高等级公路路面设计综述》，中南公路工程，1996年6月。
55．查旭东，武和平，张起森，《中南片区高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究》，中国公路学报，1998年7月。
56．武和平，叶文珍，《半刚性路面典型结构设计方法综述》，国外公路，1995年8月。