气候条件对南京地区高速公路沥青路面车辙影响研究

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1、气候条件对南京地区高速公路沥青路面车辙影响研究摘要：本文介绍了国外SHRP研究成果，并总结了南京地区的近年气候数据，通过计算得出不同温度对南京地区高速公路沥青路面车辙的影响。关键词：温度；沥青路面；车辙；影响1国内外研究现状简介综合国内外研究的情况，尽管影响沥青路面温度场的因素很多，但主要因素为气温和太阳辐射。在美国SHRP研究计划中，其所建立的温度场模型并没有直接使用太阳辐射建立模型，而是采用地区纬度来表征该项因素的影响。但是在国内外其他模型中，如同济大学孙立军的模型中，则直接使用太阳辐射建立模型。然而，太阳辐射强度的观测需要用特殊的仪器和方法，不利于

2、日常道路养护管理工作使用。另一方面，由于SHRP计划针对的是美国道路设计的研究，其预估模型也是针对美国境内部分代表性地区道路的数据回归而得到。在SHRP研究报告中，提出路表温度在高温条件下是由路表的热气流决定的，而该热气流又受到包括直接太阳辐射、热扩散、空气对流、热传导以及路面辐射等影响，并为此建立了一个热平衡公式，然而，该热平衡公式不但计算过于复杂，而且还是非确定型的。Huber通过回归分析，建立了路表最咼温度的确定型公式：式中：Ts—路表最高温度（工）；Ta—最高气温（°C）；Lat—纬度（°）o该公式表明，路表最高温度受到最高气温和道路所处纬度两个

3、因素影响的线性叠加，与最高气温呈线性关系，与纬度呈二次函数关系。可见，Huber用纬度表征了不同地区的气候特性对路表最高温度的影响，而用气温表征了气候对当前路表最高温度的影响。在给出路表最高温度计算公式的同时，Huber还给出了路面某一深度处的最高温度与路表最高温度的关系式，如公式（1.2）所示：式中：Td（max）—路面某一深度处的最高温度（工）；Ts（max）—路表最高温度（°C）；d—距路表的深度（mm）。可见，路面某一深度处的最高温度与深度存在三次方的关系，也即路面最高温度沿着路面深度呈现非线性的变化。2南京地区的历年气候分析南京属亚热带湿润气候

4、区。由于市区西、北两侧濒临长江，东部为宁镇山脉环绕，小地区性气候特征明显，具有夏热冬冷，春秋历时短暂的气候特征。据有关资料记载，本区年平均气温15.1°C,月平均最高气温27.6°C（7月），极端最高气温42瓦，极端最低气温-14T。年平均降水量1019mm,四季风向变化大，春夏季节多东南风，秋冬季节多偏北风，全年主导风向为东南风，最大风速2〜27m/so全年无霜期237天。南京地区历年年平均气温相差不大，均在151以上，寒冷气候相对(1)根据已有研究成果可知，空气温度低于2(rc时，沥青路面基本不会发生车辙病害；而根据室内车辙试验的结果，对于普通沥青混

5、合料，当试验温度达到4CTC时，沥青混合料的变形速率以及总变形量均会有较为明显的增长。而对于改性沥青混合料，则该温度要适当提高。根据不同最高气温下路面最高温度的分布情况，当最高气温达到25£时，南京地区高速公路路表以下10cm深度内的路面最高温度均超过40°C,也即当最高气温达到25£时，南京地区高速公路的上中面层内最高温度均超过了40°Co因而，可选择25°C作为车辙变形快速发展临界温度。偏少。全年以7月份气温达到最高，一般情况下1月份或2月份会出现全年的最低气温。温度是影响沥青路面混合料性能变化的一个重要因素，不同温度下沥青路面在荷载作用下的影响差异

6、很大，因此本文选择了五档温度梯度：日最高温度分别为：$35°C,[30,35)°C,[25,30)°C,