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水泥混凝土路面结构可靠性设计与评估研究

作　者: 刘文
导　师: 李清富
学　校: 郑州大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 水泥混凝土路面 路面设计方法 路面结构可靠性 模糊随机可靠度 耐久性 评估 BP神经网络模型
分类号: U416.216
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 373次
引　用: 3次
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内容摘要


公路交通是国民经济、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施，是衡量一个国家国民经济实力和现代化发展水平的重要标志。由于车辆荷载和道路环境等因素作用的不确定性以及路面结构设计参数的复杂性，使得水泥混凝土路面结构设计与实际情况存在不相符现象，因此，如何进一步完善现行的路面设计方法以及如何科学合理地对现有路面性能进行评估，一直是国内外学术界与工程界关注的热点问题。本文在分析总结国内外大量相关研究成果的基础上，结合我国水泥混凝土路面工程实际状况，对上述问题进行了较深入系统的研究，主要内容包括： (1) 简要介绍了工程结构可靠性基本理论，分析对比了路面结构与一般工程结构在可靠度和极限状态表述等方面的差异，提出了适合路面结构特点的可靠度分析方法。 (2) 结合国内外大量调研资料，对影响水泥混凝土路面结构可靠性的因素及其不确定性进行了较为系统的研究，并按高、中、低三级变异水平给出了各项设计参数的变异范围推荐值。 (3) 运用模糊随机可靠性理论建立了水泥混凝土路面结构模糊随机可靠度设计模型，并进一步讨论了其中各项设计参数的变异性。 (4) 系统地分析了影响水泥混凝土路面结构耐久性的主要因素，通过引入动态可靠度指标和耐久性设计系数的途径，建立了水泥混凝土路面结构耐久性设计验算方法，该方法与现行的水泥混凝土路面结构设计方法具有较好的协调性。 (5) 系统分析了现有水泥混凝土路面结构可靠性评估的特点，并从路面使用性能的角度建立了现有水泥混凝土路面可靠性评估的神经网络模型，通过评估实例验证了该模型的有效性。 综上所述，该项研究成果不仅进一步完善了路面结构设计理论，而且对路面工程实践也具有十分重要的指导意义。

全文目录


第一章 绪论  8-13
  1.1 研究的工程背景与研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及存在问题  9-12
  1.3 本文完成的主要技术工作  12-13
第二章 工程结构可靠度的基本概念和路面结构可靠度  13-23
  2.1 工程结构可靠度的基本概念  13-18
    2.1.1 结构的极限状态  13-15
    2.1.2 结构可靠度  15-16
    2.1.3 结构可靠度指标  16-18
  2.2 路面结构可靠度的基本概念和特点  18-21
    2.2.1 路面结构可靠度的定义  18-20
    2.2.2 路面结构的极限状态  20-21
    2.2.3 路面结构可靠度的特点  21
  2.3 结束语  21-23
第三章 水泥混凝土路面结构参数变异性分析  23-35
  3.1 水泥混凝土路面结构的不确定性  23-24
  3.2 参数的概率分布检验方法  24-25
    3.2.1 W检验法(Shapro Wilk检验法)  24-25
    3.2.2 D检验法(D'Agostino检验法)  25
  3.3 水泥混凝土路面结构设计参数的变异性  25-30
    3.3.1 水泥混凝土路面设计参数时效性处理  25-27
    3.3.2 水泥混凝土路面结构设计参数的变异性  27-28
    3.3.3 水泥混凝土路面结构设计参数的变异等级  28-30
  3.4 交通量参数的预估偏差  30-32
  3.5 设计方法与实际情况的不相符性  32-34
  3.6 结束语  34-35
第四章 基于可靠度理论的水泥混凝土路面结构设计  35-55
  4.1 水泥混凝土路面结构可靠度设计方法  36-44
    4.1.1 水泥混凝土路面结构可靠度定义  36-41
    4.1.2 模糊随机可靠度计算  41-44
  4.2 水泥混凝土路面使用性能寿命预估的变异性  44-48
    4.2.1 水泥混凝土路面结构设计参数的变异性  45
    4.2.2 水泥混凝土路面结构疲劳寿命的分析  45-47
    4.2.3 设计参数变异对路面结构使用性能变异的影响  47
    4.2.4 水泥混凝土路面使用性能寿命预估方程的检验  47-48
  4.3 路面标准轴载累计作用次数预估的变异性  48-51
  4.4 路面结构可靠度系数和目标可靠度  51-53
  4.5 水泥混凝土路面结构可靠度设计步骤  53-54
  4.6 结束语  54-55
第五章 水泥混凝土路面结构耐久性设计研究  55-66
  5.1 水泥混凝土路面结构耐久性研究概述  55-57
  5.2 影响水泥混凝土路面结构耐久性的因素  57-59
    5.2.1 路面混凝土的材料组成  57-58
    5.2.2 路面混凝土的冻融破坏  58
    5.2.3 混凝土的碱集料反应  58-59
    5.2.4 车轮的磨耗  59
  5.3 水泥混凝土路面结构的耐久性设计  59-63
    5.3.1 水泥混凝土路面耐久性定义  59
    5.3.2 水泥混凝土路面动态可靠性及动态可靠指标  59-61
    5.3.3 公路水泥混凝土路面耐久性设计  61-63
  5.4 应用举例  63-65
  5.5 结束语  65-66
第六章 现有水泥混凝土路面结构可靠性评估  66-79
  6.1 现有水泥混凝土路面结构可靠性评估的特点和定义  67-69
  6.2 现有水泥混凝土路面结构可靠性分析的基本方法  69-72
    6.2.1 新建水泥混凝土路面结构的可靠性预测  69
    6.2.2 现有水泥混凝土路面结构的可靠性评估  69-70
    6.2.3 现有水泥混凝土路面结构的使用性能评估方法  70-72
  6.3 现有水泥混凝土路面可靠性评估的人工神经网络模型  72-77
    6.3.1 BP反向传播神经网络的原理  72-74
    6.3.2 BP人工神经网络的改进  74-75
    6.3.3 BP神经网络在水泥混凝土路面结构可靠性分析中的应用  75-77
  6.4 应用举例分析  77-78
  6.5 结束语  78-79
第七章 结论与展望  79-81
致谢  81-82
参考文  82-87
附录  87

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程 > 路面：按使用材料分 > 水泥混凝土路面
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