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基于全寿命理论的改扩建公路路面结构优化研究
| 论文题名： | 基于全寿命理论的改扩建公路路面结构优化研究 |
| 关键词： | 公路改扩建工程;路面结构;受力分析;全寿命周期成本 |
| 摘要： | 由于建设年限早，很多公路设计标准低、线型不合理。随着交通量快速增长，公路拥堵严重，又因设计年限临近，公路路面病害增多，需要对原有公路进行升级改造。但公路改建工程中，以往经济评价未考虑公路养护成本等因素，选用方案经常出现建设成本低，但最终全寿命的成本很高的情况。故非常有必要将全寿命成本引入公路改建工程中，在公路设计年限具有良好服务能力的同时，实现经济效益最大。 本文根据国内外改扩建公路研究成果，拟定六种典型公路改建方案，采用有限元建模计算，分析各方案在车辆荷载作用时的受力情况。同时结合全寿命周期分析方法，确定受力性能最优、经济效益最大的改建方式和最优的结构层参数，为公路改扩建工程设计施工提供依据，并得出以下结论。 （1）各因素对公路路面结构性能的影响由大到小依次为：混凝土面板厚度>基层厚度>基层模量>垫层厚度>垫层模量，新旧水混凝土面板有0.8%~12.4%性能差异。 （2）随着水泥混凝土面板厚度增加，可提高路面结构的受力性能，但面板厚度增加到一定程度时，对混凝土面板的影响有限，并不经济。加铺基层的厚度影响亦然。因此推荐水泥混凝土面板厚度28~32cm，加铺基层厚度16~20cm。 （3）按受力性能分析，路面改建方案中方案三较优，公路拓宽方案中方案六较优。随着水泥混凝土厚度增加，各公路改建方案的受力性能差异缩小。 （4）公路改建方案中，建设成本越高，养护费用反而越低，且价值残余和养护资金占全寿命周期成本的比例达到35.5%~58.2%。基于项目寿命周期成本的公路改建方案经济性比选非常有必要。 |
| 作者： | 刘帅 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 杨建明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南华大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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