第３０卷，第２期中南公路工程Ｖ０１．３０，Ｎｏ．２２００５年６月ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｎ．．２００５沥青路面温度状况试验研究周晋辉（湖南湘潭公路桥梁建设有限责任公司，湖南湘潭４１００１１）［摘要】对沥青路面温度状况进行了现场试验测试，建立了湖南地区沥青路面不同深度处的温度状况和当地的气象资料（气温、太阳辐射量）之间的关系，提出了湖南地区沥青路面温度的预估方法。［关键词】沥青路面；温度；预估方法［中图分类号】Ｕ４１６．２１７［文献标识码］Ｂ［文章编号】１００２—１２０５（２００５）０２—０１８５—０３ＴｅｓｔＳｔｕｄｙｏｎＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｉｎＡｓｐｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔｓＺＨＯＵＪｉｎｈｌｌｉ（ＨｕｎａｎＸｉａｎｇｔａｎＲｏａｄａｎｄＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉａｎｇｔａｎ，Ｈｕｎａｎ４１００１１，Ｃｈｉｎａ）［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ持续变化的气候影响，导致了暴露于自然环境根据高纬度地区的数据得出的，在其他地区同样会中路面结构内部温度分布的不均匀和不稳定，使路有问题，所以ＳＨＲＰ并没有采用。面产生不同的损坏形式，如高温导致沥青面层产生本研究通过对现场试验数据及试验数据分析，车辙，低温导致路面缩裂等，并影响路用沥青的选建立了湖南地区沥青路面不同深度处的温度状况和择。如果可以利用路面周围的气温来准确地预估沥当地的气象资料（气温、太阳辐射量）之间的关系，提青路面在不同的深度和水平位置处的温度，就可以出了湖南地区沥青路面温度的预估方法，研究成果大大提高路面结构设计的针对性，并实现在不同的对指导湖南地区高等级沥青路面设计和施工方面有路面层次使用不同等级的沥青分级标准，从而提出重要的意义。更加经济合理的设计方案。１沥青路面温度状况观测确定路面温度的方法通常分为２类：理论法和数理统计法。路面温度的理论研究最先是由１．１观测内容Ｂａｒｂｅｒ…在１９５７年做出的。Ｂａｒｂｅｒ首先建立了路面①外界条件观测。测试外界环境中影响沥青表面温度和路面表面以下３．５英寸处的温度与气温路面温度场的主要因素，包括：气温、太阳辐射、相对湿度、风速、雨量和云量。以上数据从测试点附件的和太阳辐射资料之间的关系。其后Ｓｔｒａｕｂ汜。，Ｂｅｒｇｂ。气象站获得。以及我国的严作人¨Ｊ１、吴赣昌№’对此进行了更进一②沥青路面结构温度。测试沥青路面不同深步的研究。统计方法是根据实测的路温和气象资度处、不同时间的温度状况。采用ＰＴｌ００工业铂电料，通过回归分析建立路温推算公式，其特点是计算阻测试路面温度，其数据使用ＥＮＶＡＤＡ—ＥＮ８８０型１２方法简单、推算精度高，但其结论只局限于相应的地通道数据采集仪采集。区。这其中当属ＳＨＲＰ的研究成果具有代表性，１．２实测路段的选择及温度传感器布置方案ＳＨＲＰ—Ａ一６４８Ａ报告指出∽Ｊ，在高温条件下，路表面①观测路段简介。观测点选在湖南省选择临温度是由路表的热气流决定的，而路表热气流是由湘一长沙高速公路临湘收费站附近，其路面厚度状多方面的因素决定的；对于沥青路面低温时的设计况如下：上面层５ｃａ；中面层６ｃｍ；下面层７ｃｍ。温度，ＳＵＰＥＲＰＡＶＥ原来是以冬季最低气温作为路面②温度传感器布置方案。在路面结构中钻取低温设计温度。后来考虑到此温度比实际的低，加直径１０ｃｍ芯样一个，温度传感器沿芯样深度方向拿大Ｃ—ＳＨＲＰ研究提出新模式旧。，Ｃ—ＳＨＲＰ的模式是布置。待温度测量试件埋人路面，填充的沥青混合【收稿日期】２００５—０３—３０【作者简介】周晋辉（１９６４一），男，工程师，主要从事公路桥梁建设工作。万 方数据１８６中南公路工程第３０卷料完全冷却变硬后即开始沥青面层温度的观测。每Ｏ次观测持续１５～２０ｄ左右。在观测日内，使用数据采Ｏ集仪器每天２４ｈ连续观测，采样频率为１次１１０ｍｉｎ。Ｏ０２沥青路面温度状况分析ｐ＼瑙赠ＯＯ０２．１对路面温度的一般认识∞∞伯∞舳∞∞∞Ｏｌ路面温度随着气温的变化而变化。在夜间，当７月日期气温达到一天的最低温度时，路面的表面温度是整个路面结构中的最低温度，而沥青面层底部的温度图１路面典型温度与气温高于路面表面温度，在白天，当气温达到最高温度时，路面中的温度分布状况与夜间恰恰相反，且由于太阳辐射的原因，路面的最高温度要远远高于空气｜｜蓦的最高温度。可见，路面表层在一天之内经历的温度变化幅度是最大的，这种大幅度的温度变化对路鹾面表层的沥青混合料性质产生很大的影响。典型的路面温度与气温之间的关系如图１所示。从图中可见，路面的温度与气温之间存在着一图２１２咖处日最高路面温度与日最高气温关系定的相关关系。虽然在１２ｍｍ处日最高路面温度与日最高气温２．２路面最高温度与气象资料关系回归分析之间存在一定的相关关系，但同样也存在诸如温度用于指导路面设计的应该是路面结构中的最高历史、太阳辐射等着其他的因素影响到路面１２ｍｍ温度。在路面温度实测期间，路面结构中的最高温度处的日最高温度。绝大多数出现在路面的最上层（１２ｍｍ处）。１２ｎⅡｎ采用逐步回归的方法得到以下结果，如表１所处日最高温度与日最高气温之间关系如图２所示。示。表１路面最高温度回归模型模型回归模型７ｋ（。。）（１２一）“编号ｃ。ｎｓｔＬ（。，）ｓ。（～）（ｖ４。。（一）２ｊ：ｉ：＝『）２Ｒｒ１２ｒ１８１～８．３４０１．９１４０．０１２７３７．２９０．６４４２２４．３６１０．０７２２０．０５２４０．０８８３８７．４１０．６４９３２２．６２３１．４７３０．０４４５０．０７８２３一１．４８８７．２９０．６７８４２２．３“１．６３００．０４４２０．０７６６３一１．３ｌｌ０．３２１７．４９０．６７８５３３．７０１—３．４７７—０．０６６４０．１２４２．９１３７．０００．７０３６—１６．６５６４．０５８１２．０８０１１．２０９４．３８０．８７８７３．３５１０．０２８４５４．０５８１３．９８６１１．２０９３．３３０．９３３８４６．１１６—３．４３８—０．０７７５０．１４０４．４４４—１４．３６１１１．９２６３．１８０．９４５表１中，（ｖ４－。（。。）２了ｉｉ）２，代表温度与辐射２．３路面最高温度预测模型有效性分析的综合系数；咒（。ａｘ）为日最高气温，ｏＣ；Ｓｏ（。。。）为日根据路面１２ｍｍ处最高温度回归方程和相关的气象资料计算出了８月下旬路面１２ｍｍ深度处最高最大的太阳辐射强度，ｗ，ｍ２；Ｔ１８、Ｔ１２和死为１８ｈ、ｈ和６温度和实测路面最高温度之间的关系，如图３所示。１２ｈ之内的平均气温，℃。从上图中可见，绝大部分的点均匀地分布在直由表１可知，可以采用模型８预测路面最高温线ｙ＝ｘ两侧或者落在其上。数据点落在直线Ｙ＝度：ｘ上，表明该点的计算日最高温度与实测最高温度瓦。。（。。。）（１２。。）＝一３．４３８兄（。。，）一相同，数据点分布在直线的两侧，路面最高温度回归ｏ．０７７’５Ｓｏ（。８ｘ）＋０．１４０（◆／Ｔａ（ｍａｘ）２Ｓｏ（ｍａｘ）一）。＋方程有较高的准确性。４．４４４瓦一１４．３６１Ｔ１２＋１１．９２６Ｔ１８＋４６．１１６３使用该回归方程预测路面１２ｍｍ处的日最高温结论度的回归指数Ｒ２＝０．９４５，方差ｓ＝３．１８。万 方数据①实测结果表明，在夏季高温时段，湖南省境第２期周晋辉：沥青路面温度状况试验研究的，并且可得到具有较高精确度的结果。１８７ｐ髻塞竺恒喧略［参考文献】［１］Ｂａｒｂｅｒ。Ｅ．Ｓ．ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＭａｘｉｍｕｍＰａｖｅｍｅｎｔｆｒｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ韶琳走ＷｅａｔｈｅｒＲｅｐｏｒｔｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈｗａｙＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄＢｕｌｌｅｔｉｎ，１９５７。１６８：ｌ～８．［２］Ｓｔｒａｕｂ，Ａ．Ｌ．，Ｈ．Ｎ．ＳｃｈｅｎｅｋＪｒ．，Ｆ．Ｅ．Ｐ＝ｙｂｙｅｉｅｎ．Ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ图３８月份路面１２咖处实测日最高温度和计算最高温度关系ＰａｖｅｍｅｎｔＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＲｅｌａｔｅｄｔｏＣｌｉｍａｔｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈｗａｙＲｅ－ｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ，１９６８，２５６：５３～７７．［３］Ｂｅｒｇ，Ｒ．Ｌ．ＥｎｅｒｇｙＢａｌａｎｃｅＰａｖｅｄＳｕｒｆａｃｅ．ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅ·内沥青路面结构内最高温度可达到８０℃，这对沥青路面的使用性能有很大影响，而在以往的路面设计中并没有考虑到如此高的路面温度。②在１ｄ之内，沥青路面的上层经历了最高和最低温度，其温度变化幅度是最大的。这种大幅度的温度变化对于路面表层的沥青混合料产生很大的影响，必须在沥青路面的材料设计过程中加以考虑。③尽管路面温度与气温之间并不存在直接的相关关系，但可通过引入其他的气象因素，如太阳辐射强度、温度历史、温度和辐射的综合系数等，建立路面一定深度处的温度与这些参数之间良好的相关关系。④对８月份路面实测温度与通过回归方程得到的计算温度的比较可见，采用本文提出的路面一定深度（１２ｒａｍ）处日最高温度计算式，通过相应的气象资料来计算路面确定深度处的温度是切实可行［８］ｐｅｒｔＮｕｍｂｅｒ２６，ｓｕｂ－Ｐｒｏｊｅｃｔ４２．。１９７４，ＵＳＡｒｍｙＣｏｌｄＲｅｇｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｈａｎｏｖｅｒ，Ｎ．Ｈ．０３７５５．［４］景天然，严作人．水泥路面温度状况的研究［Ｊ］．同济大学学报，１９８０。（３）．［５］严作人．层状路面体系的温度场分析［Ｊ］．同济大学学报，１９８４，（３）．［６］吴赣昌．半刚性路面温度应力分析［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９５．［７］Ｈｕｂｅｒ，Ｇ．Ａ．，ｅｔａ１．ＷｅａｔｈｅｒＤａｔａｂａｓｅｆｏｒｔｈｅＳｕｐｅｒｐａｖｅＭｉｘＤｅｓｉｇｎＳｙｓｔｅｍ．１９９４，ＳＨＲＰ—Ａ一６４８Ａ．ＣａｎａｄｉａｎＳｔｒａｔｅｇｉｃＨｉｇｈｗａｙＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ（Ｃ－ＳＨＲＰ），ＳｕｐｅｒｐａｖｅＶＳ．’１１１ｅＣａｎａｄｉａｎｆｏｒｍａｎｃｅａｔＷｉｎｔｅｒ：ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｅｒ·Ｃ－ＳＨＲＰＴｅｓｔＲｏａｄｓ，２００２，Ｃ．ＳＨＲＰＴｅｃｈｎｉｃａｌＢｒｉｅｆ＃１９．［９］鲁正兰．温度对沥青混合料空隙率的影响［Ｊ］．中南公路工程，２００４，（１）．［１０］娄奕红．预应力混凝土路面的温度应力分析方法［Ｊ］．中南公路工程。２００４，（４）．（上接第１８４页）③仰拱能较好地控制围岩的底鼓，但自身将承受较大的拉应力，因此应在结构上提高仰拱的抗拉性能，如采用钢筋混凝土，调整仰拱的曲率、厚度，与边墙和中墙的连接处采用圆弧形结构等。④围岩塑性区的分布具有不对称性，在支护上也应该突出重点，对塑性区发展较深的部位如内侧拱腰、两侧边墙脚、中墙基础等部位应加强支护，如减小锚杆间距，增大锚杆长度等。⑤三导洞法较中导洞法能更好地控制拱部围岩的沉降，而在控制衬砌的受力和塑性区范围方面二者区别不大，但三导洞法施工步序及对围岩的扰动次数多、衬砌的整体性不好，因此在围岩稳定允许的条件下，尽量应用中导洞法以减少对围岩的扰动和简化施工过程。［７］［４］与数值分析研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０００，１９（５）：５５７—５７２．［２］金丰年，钱七虎．隧洞开挖的三维有限元计算［Ｊ］．岩石力学与工程学报，１９９６，１５（３）：１９３—２００．［３］李强，曾德清．盾构施工中垂直交叉隧道变形的三维有限元分析［Ｊ］．岩土力学，２００１，２２（３）：３３４—３３８．张玉军，刘谊平．上下行隧道立交处围岩稳定性的有限元计算［Ｊ］．岩土力学，２００２，２３（４）：５１１～５１５．［５］刘洪洲，黄伦海．连拱隧道设计施工技术研究现状［Ｊ］．西部探矿工程，２００１（１）：５４～５５．［６］卢耀宗，杨文武．莲花山大跨度连拱隧道施工方法研究［Ｊ］．中国公路学报，２００１，１４（２）：７５—７７．王明年，翁汉民，李志业．隧道仰拱的力学行为研究［Ｊ］．岩土工程学报，１９９６，１８（１）：４６～５３．［８］王岚．雷公山隧道施工监控量测［Ｊ］．中南公路工程，２００３，（４）．［９］周旭．公路隧道的线形设计［Ｊ］．湖南交通科技，２００３，（２）．［参考文献］［１］蒋树屏，刘洪洲，鲜学福．大跨度扁坦隧道动态施工的相似模拟万方数据 沥青路面温度状况试验研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
周晋辉， ZHOU Jinhui
湖南湘潭公路桥梁建设有限责任公司,湖南,湘潭,410011中南公路工程
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