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第一章 冻土及冻土概况1

第一节 冻土及冻土工程地质区划、分类1

一、冻土概况1

二、冻土工程地质区划原则和指标1

三、冻土区划2

第二节 道路工程冻土分类5

一、道路工程冻土分类标准及指标5

二、依据冻土人为上限分类7

三、依据冻土路基稳定性分类7

第三节 冻土分布状况9

一、西部高山高海拔冻土分布9

二、青藏高原高海拔冻土分布10

三、高纬度多年冻土15

第四节 冻土地区气候及地温特征17

一、冻土地区气温变化趋势17

二、太阳辐射条件18

三、降水量变化18

四、冻土地区地温状态19

第二章 冻土地区道路使用状况调查与分析20

第一节 冻土地区路基病害调查与分类20

一、冻土路基病害调查20

二、冻土路基病害类型与特征22

第二节 冻土地区路基病害机理分析24

一、冻土路基病害发展过程24

二、冻土路基病害成因定性分析30

三、冻土路基病害成因定量分析37

第三节 冻土地区路面病害调查与分类50

一、沥青混凝土路面病害调查及主导类型50

二、水泥混凝土路面病害调查及主导类型52

第四节 冻土地区路面病害机理分析52

一、沥青混凝土路面病害机理分析52

二、水泥混凝土路面病害机理分析54

第三章 冻土地区路基路面温度场数值模拟及分析55

第一节 冻土路基天然上限退化现状55

一、气候变暖对冻土路基天然上限的影响55

二、冻土地区路基温度场变化规律56

三、沥青路面对冻土路基温度场影响的分析74

四、水泥混凝土路面对冻土路基温度场影响的分析78

第二节 冻土地区路基水-热-力三场耦合模拟分析79

一、水-热耦合控制方程及模拟计算79

二、力-热耦合控制方程及模拟计算81

三、水-力耦合控制方程及模拟计算83

四、水-热-力三场耦合数值模拟结果与分析83

第三节 冻土路基温度场数值模拟85

一、温度场控制微分方程85

二、温度场计算的有限元方程86

三、温度场计算模型及材料参数88

四、基于ABAQUS软件的温度场计算实施89

五、温度场数值模拟结果与分析91

第四节 沥青路面下伏冻土路基温度场的数学模型及计算分析96

一、路基内热流耦合的基本模型及边界条件确定96

二、隔热冻土路基模型及分析97

三、块、碎石冻土路基对流模型及分析102

四、无动力热棒冻土路基等效传热模型及分析113

第四章 冻土地区路基稳定性分析及变形预测127

第一节 冻土地区路基稳定性及变形特征分析127

一、冻土路基变形主要影响因素127

二、冻土路基变形计算128

三、不同工程措施的路基变形分析131

第二节 冻土融沉变形混合物理论135

一、冻土混合物的基本假设136

二、混合物理论基本方程及不等式137

三、混合物热力学本构方程138

四、冻土融沉中的相变考虑150

五、冻土融沉中的唯象关系150

六、冻土融沉过程的固结方程152

第三节 冻土融沉变形试验及数值计算153

一、冻土融沉试验及结果分析154

二、冻土融沉数值计算及结果分析164

第四节 冻土地区路基变形预测分析169

一、基于偏最小二乘法的冻土路基变形预测169

二、基于人工神经网络的冻土路基变形预测188

三、冻土路基变形及应力分析202

第五章 冻土地区道路线形设计218

第一节 冻土地区车辆动力性能评价及运行速度模型建立218

一、冻土地区车型W/G分析法218

二、冻土地区车辆动力性能评价218

三、冻土地区道路车辆运行速度影响因子敏感性分析222

四、冻土地区道路运行速度模型226

第二节 冻土地区道路平面线形设计228

一、直线长度228

二、高海拔冻土区驾驶员反应时间与停车视距232

三、平曲线最小半径与超高236

第三节 冻土地区道路纵断面设计245

一、纵坡坡度245

二、纵坡坡长247

三、坡弯组合252

四、竖曲线253

第四节 冻土地区路基横断面组成设计255

第五节 高原冻土区道路线形指标推荐256

第六章 冻土地区道路路基设计259

第一节 冻土地区路基设计理论沿革及设计原则要求259

一、冻土地区路基设计理论沿革259

二、冻土地区路基设计原则和要求263

第二节 冻土地区一般路基横断面结构设计265

一、路堤设计265

二、路堑设计269

三、低填浅挖及零断面路基设计272

四、挡土墙设计273

第三节 冻土地区特殊路基结构设计276

一、不良地质地段路基设计276

二、块、碎石路基设计277

三、隔热层路基设计285

四、遮阳板路基设计293

五、无动力热棒路基设计296

六、通风管路基设计303

第四节 冻土地区过渡路段路基结构设计304

一、填、挖过渡段路基设计304

二、路基与桥（涵）过渡段路基设计304

三、融区与多年冻土区过渡段路基设计304

第五节 冻土地区路基排水设计305

一、边沟设计305

二、排水沟设计305

三、挡水埝设计305

第六节 取、弃土场设计306

第七章 冻土地区道路沥青混凝土路面耐久性设计307

第一节 冻土地区沥青结合料性能评价及其选择307

一、现有沥青指标评价体系307

二、沥青FDT试验及机理分析308

三、基于韧性比RT/V指标的沥青评价体系313

四、沥青结合料的选择原则及流程318

第二节 冻土地区沥青混合料配合比设计320

一、冻土地区沥青混合料配合比基本设计思路320

二、影响沥青混合料性能的敏感性指标分析320

三、冻土地区沥青混合料设计控制指标及试验参数推荐值327

四、基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计流程图327

五、设计实例材料参数以及混合料试验指标329

第三节 冻土地区沥青混合料路用性能评价331

一、低温韧性指标合理性论证及其计算方法331

二、非常规马歇尔试验336

三、抗冻性能评价343

四、低温抗裂性能评价349

五、高温性能评价351

六、冻融循环低温弯曲韧性评价355

七、冻融疲劳特性评价358

八、抗水损性能评价364

第四节 冻土地区道路沥青路面结构类型选择365

一、冻土地区沥青路面结构初步选择365

二、冻土地区道路基层材料性能优化379

第五节 冻土地区沥青路面结构设计390

一、冻土地区沥青路面典型结构设计要求、原则及设计流程391

二、冻土地区道路设计参数确定392

三、试验路路面结构拟定395

四、推荐沥青路面典型结构组合407

第八章 冻土地区筑路新材料研究及其性能评价408

第一节 硅藻土改性沥青胶浆性能408

一、原材料技术性质408

二、硅藻土改性沥青的制备409

三、硅藻土改性沥青常规指标试验410

四、硅藻土改性沥青高温动态剪切试验412

五、硅藻土改性沥青低温弯曲梁流变试验414

六、硅藻土改性沥青机理分析416

第二节 硅藻土改性沥青混合料配合比设计417

一、原材料技术性能417

二、硅藻土拌和方法418

三、矿质混合料级配优选418

四、硅藻土改性沥青混合料最佳沥青含量确定418

第三节 硅藻土改性沥青混合料低温抗裂性能研究420

一、沥青混合料低温弯曲性能评价420

二、老化对低温抗裂性影响的研究422

三、硅藻土改性沥青混合料水稳定性研究423

第四节 硅藻土改性沥青混合料高温性能研究425

第五节 硅藻土改性沥青混合料隔热性能研究426

一、热传导试验426

二、热导率试验429

主要参考文献431