1、溫度對道路結構的影響2.1溫度對道路結構的影響 1，溫度應力 自然界的氣溫變化和日照輻射會對混凝土結構產生很大的影響。由于混凝土熱傳導性能差，溫度作用會使結構表面溫度迅速變化，而結構內部的溫度則變化很小，這就導致混凝土結構各部分處于不同溫度狀態，由此產生溫度變形。當溫度變形被結構內外約束阻礙時，會產生很大的溫度應力，引起結構變形、開裂甚至破壞。溫度應力是一種約束力，其主要特點有：溫度對剛性路面的影響溫度對剛性路面的影響2.1溫度對道路結構的影響溫度應力已經不再符合簡單的胡克定律關系但伯努利的平面變形規律依然存在，即，溫差應力與平面變形后所保留的溫度應變及自由應變差成反比；溫度荷載沿板厚方向呈非

2、線性分布，故截面上溫度應力分布也具有非線性特性；在結構中溫度應力是瞬時變化的，具有明顯的時間性；在結構變形或撓度最大值，應該是出現在結構不同部分的溫度面積矩達到最大的時刻。 2，溫度裂縫： （1）溫度裂縫分為淺層裂縫和深層裂縫。結構在溫度作用下首先出現淺層裂縫，縫寬0.010.02mm,，淺層裂縫對溫度應力的的影響程度很小。當車輛荷載與溫度荷載共同作用或溫度荷載很大時，鋼筋與混凝土之間的粘結被破壞，淺層裂縫發展成深層裂縫。深層裂縫的出現會使溫度應力發生很大的松弛，但一般來說第一條裂縫出現時的松弛程度要比后續裂縫出現時松弛程度大很多。 （2）結構在溫度變化反復作用時，將出現新的溫度裂縫，原有裂縫

3、將進一步開展或閉合。 （3）溫度配筋對分散溫度裂縫、減小裂縫開展寬度有較明顯的作用。2.1溫度對道路結構的影響1，氣溫引起路面裂縫，氣溫引起路面裂縫 若道路所在當地氣溫晝夜溫差大，就會使路面長期經受反復的膨脹和收縮，使物質內部的組織結構發生變化。隨著氣溫的降低，瀝青的瀝青的黏滯度增高，強度增大，變形能力降低，此時易出現脆性脆性破壞破壞。氣溫下降，特別是急驟降溫時，瀝青層受基層的約束而不能迅速收縮就會生產很大的溫度應力，若累計溫度應力超過瀝青混合料的極限抗拉強度時路面便會開裂。 溫度對瀝青路面的影響溫度對瀝青路面的影響2.1溫度對道路結構的影響 若道路所在當地氣溫晝夜溫差大，就會使路面長期經受反

4、復的膨脹和收縮，使物質內部的組織結構發生變化。隨著氣溫的降低，瀝青的瀝青的黏滯度增高，強度增大，變形能力降低，此時易出現脆性破壞脆性破壞。氣溫下降，特別是急驟降溫時，瀝青層受基層的約束而不能迅速收縮就會生產很大的溫度應力，若累計溫度應力超過瀝青混合料的極限抗拉強度時路面便會開裂。 2.1溫度對道路結構的影響 在高溫條件或荷載作用下，瀝青路面會產生變形，其中不能恢復的部分形成車轍病害。如果得不到及時、恰當的維修，路面車轍病害將加劇路況的惡化，直接威脅行車安全，也會大大縮短瀝青路面使用壽命。 2.1溫度對道路結構的影響 如果路面的基層為半剛性基層，由于其自身剛度大，抗變形能力較差，在溫度驟然下降時

5、會產生收縮變形，而其下臥層（土基或底基層）與該層之間的摩阻作用抑制了其收縮，從而在該層內部產生拉應力，當此應力超過其抗拉強度時基層就會產生裂縫。半剛性基層開裂以后，在瀝青面層與半剛性基層間的裂縫處會形成一個“薄弱點”，該點在荷載應力與溫度應力的共同作用下會使瀝青面層底面產生應力集中。如果瀝青面層較薄，則會引起開裂，隨之在行車和大氣因素的反復作用下，裂縫逐漸向上擴展。直至瀝青層表面。這種裂縫稱為反射裂縫反射裂縫，它一般為橫向裂縫。2.1溫度對道路結構的影響2，瀝青混合料的高溫流變，瀝青混合料的高溫流變高溫失穩高溫失穩 黑褐色的瀝青混合料具有較強的吸熱能力，而整個路面又構成了一個巨大的溫度場，到達

6、路面的太陽輻射一部分被路面反射掉，余下的部分被路面吸收而提高溫度。路面表面發出長波輻射又吸收大氣長波輻射，構成路面的有效溫度。 由于熱量的大量聚集、積蓄，使得路面溫度不斷升高。由于熱量難以從瀝青路面中散出，使瀝青路面長時間處于高溫狀態，在外部荷載的作用下就很容易產生流動變形，導致路面產生塑性變形，粗骨料重新排列，容易產生泛油、擁包和車轍現象。瀝青混凝土的強度、模量等也隨著溫度的升高而降低 。 瀝青路面的高溫穩定性受溫度的影響很大，在20以下的中低溫狀態下，瀝青路面處于硬塑狀態，溫度變化對混合料的高溫穩定性幾乎沒有什么影響，溫度提高,瀝青混合料的模量降低,抗車轍能力迅速減弱。在4060范圍內，瀝

7、青混合料在溫度上升5時，其變形量增加近2倍。隨著溫度的升高，瀝青的黏滯度降低，瀝青混合料的黏聚力也隨之降低。可見，環境溫度是影響瀝青混合料高溫穩定性最大的因素。2.2道路溫度場研究道路溫度場研究 國內外的研究學者對溫度場的研究，歸納起來主要有兩種：一種是理論分析法，他的原理是根據氣象學和傳熱學采用數值分析方法或解析的方法來建立路面溫度場預估模型；另一種是數理統計法，他是利用實測的路面溫度數據及氣象資料采用統計回歸的方法建立路面溫度場的預估模型。（1）barber溫度場計算模型溫度場計算模型 對于溫度場預估模型，最早是由barber在1957年提出的，其預估模型較為復雜，涵蓋路面材料的熱物理參數

8、及溫度、太陽輻射的氣象參數，可用于一天內各時刻道路結構不同深度溫度場的計算，適用性較強。其預估模型為2.2道路溫度場研究道路溫度場研究2.2道路溫度場研究道路溫度場研究秋山正敬路表溫度預估模型秋山正敬得出路表溫度Ts與Ta在晴天、陰天為曲線關系，雨天為直線關系，模型為2.2道路溫度場研究道路溫度場研究2.3溫度荷載的計算方法溫度荷載的計算方法 混凝土結構溫度荷載的計算方法一般有以下3種， （1）按Fourier的熱傳導方程求解， （2）按近似數值求解， （3）按半理論半經驗公式求解。（1）按）按Fourier的熱傳導方程求解的熱傳導方程求解 對于各項為均質的固體，根據Fourier的熱傳導理論，可得下列三維不穩定導熱方程（無內熱源時）： 根據實測資料分析表明，混凝土結構在長度方向溫度變化不大，可以忽略為平面溫度場：在建立熱傳導方程之后，為了確定所需要的溫度場，還必須指導初始條件和邊界條件，通過初始條件和邊界條件求解溫度場。2.3溫度荷載的計算方法溫度荷載的計算方法（2）近似數值分析 近似數值分析主要包括有限差分法和有限單元法兩種。由于有限單元法吸收了差分離散處理的優點，概念清晰，易于編制電算程序，因此逐漸開