【《道路压实雪力学性质分析综述》2200字】

道路压实雪力学性质分析综述目录TOC\o"1-3"\h\u17000道路压实雪力学性质分析综述 117581.1道路冰雪分类 1172901.2道路压实雪的形成原因 1194641.3压实雪影响因素 284411.4除雪作业评价 264231.5路面压实雪的力学与机械性质 4道路冰雪分类依照日本冰雪协会对路面冰雪的调查研究，可以从中知晓按照路面堆积冰雪的大致情况分类,本文从其中一项节选一个部分,如图2-1所示。图2-1 道路积雪分类道路压实雪的形成原因根据我国的气候条件和交通情况，路面形成压实雪的原因共可以归纳为三类：（1） 碾压。冬季降雪过后，由于道路行驶车辆和出行路人的不断碾压，新降积雪会从密度较小的状态变成密度高且紧凑的压实雪。（2） 反复融冻。冬季昼夜温差，一次除雪残留等其他因素，都会导致路面积雪会在一段时间内出现融化—冻结—再融化—再冻结的过程，导致最后形成坚硬的冰层。（3） 冻雨。冻雨刚刚降落在巨大沉积地面之下的冰即可迅速下降形成巨大沉积冰层,雨量越大，所形成的冰层也就愈厚实。压实雪在路面的存在形式如下图所示图2-2压实雪存在形式简图压实雪影响因素压实雪形成的影响因素包括：外界压力、温度、路面表面特征等因素有关。（1） 外界压力外界压力会通过影响水分的析出和路面积雪的密度和强度来影响压实雪的性能，压力的作用会使雪转化成水，同时增加冰雪的密度和强度，导致界面处与路面的接触更加紧密，增加了整体的强度。（2） 路面表面特征道路上的灰尘废物可以作为冰雪的凝结核，帮助路面积雪向冰块转变，同时也会使水的冻结程度不均匀，增大压实雪中粘连层的强度。除此之外道路表面的粗糙程度以及其导热能力和表面润湿性、热膨胀性都可以影响压实雪的强度。（3） 温度和冻结时间温度变化影响包括积雪冻结中的冷凝水含量分析和溢出和积雪冻结、快慢速度；同时冻结时间越长，压实雪的强度越大，直至系统进入热量平衡状态。除雪作业评价（1）除净率除净率是指除冰机械在一次除冰工作后路面积雪的清除程度，是评价除冰机械的重要性能指标。其计算公式可定义为：λ=式中：λS'—清除干净路面面积，mS—待清除路面面积，m2一般来说，当λ≥90%,就可以认为路面冰雪已基本除净，不会给交通出行带来影响。因此除净率的阈值为90%。（2）工作效率其指的是在冬季道路形成积雪之后，除雪机械在一定时间内清除道路积雪，并且恢复正常的道路通行所具备的能力。工作效率越高，带来的后期投入也越少。该指标可以从两个方面去度量：行驶速度和所能清除道路积雪的最大宽度。为了获得更高的工作效率，因此设计方案需要在此施加一定限制。在除冰过程中，因为除冰作业的阻力较大，因此行驶速度势必会受到很大影响。但是，正常情况下，依然要保持不低于5km/h的行驶速度。除雪车在工作中的所能清除道路积雪最大宽度是指一次作业中能够推雪的最大宽度，不宜过大或过小。过大会给驾驶员行车带来隐患，也会增大行车所遇阻力；反之则会降低除雪车的工作效率，因此，正常情况下该参数在2～3m之间即合理范围。本文选择2.5m。（3）清除厚度根据我国气候条件分析，可知我国大部分地区一次降雪超过15cm的情况十分罕见，并且路面的积雪在压实过后，其厚度一般在4cm之下，而且由于压实雪厚度不均匀的现象存在，所以除雪车的能够清除积雪的厚度一定要超过4cm，按照设计要求，本文所设计的除雪车，最大的清除积雪厚度的能力为10cm。（4）避障能力在正常的道路除冰作业过程中，很难避免发生的是遇到冻结在冰块之中的碎石，或是大块石子等障碍物，因此避开障碍的能力也是考核除雪车性能的重要指标，除此之外如果无法合理避障势必会对除雪车带来一定程度的损坏。（5）路面保护在清除路面积雪和压实冰的同时不伤害路面是基本要求，否则禁止上路工作。（6）经济效益如果需要工业化开发，成本也是不得不考虑的重要因素。路面压实雪的力学与机械性质（1）抗压强度影响冰雪的抗压强度有多种因素，包括冰雪所处的道路环境，自身密度，当天的温度等环境因素。图2-3压实雪的抗压强度图2-4不同密度下积雪的抗压强度与温度的变化关系ρ（2）抗切强度抗切强度KQK式中： KQ—冰雪的抗切强度，Pa Fq—铲刃所受切削阻力，N b—切削刃宽度，m； h—切削层厚度，m。该参数便于计算清楚冰雪的阻力即需要提供的牵引力。根据前苏联学者研究：图2-5积雪的抗切强度系数 单位kPa（3）相关系数如下：图2-6积雪与钢铁的摩擦系数图2-7积雪的内摩擦系数路面压实雪的存在很大程度上降低了路面原来的使用性能，具体路况下轮胎附着系数和行驶阻力如下：图2-8冰雪路面的附着系数图2-9冰雪路面的行驶阻力系数（4）莫氏强度理论及莫尔-库伦准则该理论是1900年由莫尔等人提出来的，目前已经广泛应用于现代工程之中。莫氏理论认为材料中某点受到破坏与其受到的中间主应力无关，而是由主应力σ1和σ3共同决定的。在图2-10极限应力圆的包络线抗拉试验，2-抗剪试验，3-抗压试验，4，包络线，5-三轴试验在应用莫氏强度理论时，可以单向拉伸和单向压缩两个极限应力圆的公切线来代替包络线，将包络线进行简化。将该直线形式的包络线称为莫氏-库仑强度准则，如下图2-11所示。莫氏-库伦准则认为：当