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出版者:

作者:Dore, Guy/ Zubeck, Hannele

出品人:

頁數:432

译者:

出版時間:2008-11

價格:$ 203.40

裝幀:

isbn號碼:9780071600880

叢書系列:

圖書標籤:

• 寒區工程
• 路麵工程
• 低溫路麵
• 凍土工程
• 路麵材料
• 耐久性
• 結構設計
• 養護
• 交通工程
• 冷區道路

好的，這是一份關於 Cold Regions Pavements Engineering 這本書的詳細介紹，內容完全圍繞該領域的核心議題展開，旨在提供一個全麵且深入的概述，而不涉及任何其他無關主題。 --- 極寒地區路麵工程學 (Cold Regions Pavements Engineering) 緒論：理解嚴苛環境下的挑戰 《極寒地區路麵工程學》 是一部深度聚焦於在冰凍-融化循環、永久凍土、季節性凍土和極端低溫氣候下，如何設計、建造、維護和管理路麵係統的專業著作。本書深刻認識到，寒冷氣候對交通基礎設施構成瞭獨一無二的結構性與功能性挑戰，這些挑戰遠超溫帶地區所麵臨的問題。路麵係統在這些地區不僅僅是交通的載體，更是維持社會經濟活動連續性的關鍵生命綫。 本書的撰寫基於對過去數十年間在北極圈、高緯度地區以及高海拔山區積纍的實踐經驗和科學研究的係統梳理。其核心目標在於為土木工程師、交通規劃者、材料科學傢以及政府管理者提供一套嚴謹的理論框架和實用的工程解決方案，以確保路麵在嚴酷的鼕季和短暫的夏季都能保持可靠的性能。 第一部分：極寒地區路麵的基本特性與環境影響 本部分奠定瞭理解寒冷氣候下路麵行為的基礎。我們首先詳細分析瞭影響路麵性能的關鍵氣候參數，包括年平均氣溫、冰凍日（Freeze-Thaw Cycles）的數量、積雪覆蓋的持續時間，以及這些因素如何影響土壤的含水狀態和凍結深度。 1.1 凍土力學與土體相互作用 寒冷地區路麵工程的核心挑戰在於凍脹和融沉。本書深入探討瞭非飽和土壤在低溫下的水遷移機製，特彆是霜凍的形成與發展過程。詳細分析瞭土壤的冰晶生長理論、臨界凍脹應力，以及霜凍敏感性土體的分類與判彆方法。對於永久凍土區，則著重闡述瞭熱平衡理論、熱導率的影響，以及如何通過熱力學模型預測凍土的融化速率和由此引發的承載力損失。 1.2 冰雪對路麵結構的影響 冰雪的積纍不僅影響路麵的幾何尺寸，更重要的是通過改變地錶反照率（Albedo）和路基的溫度梯度，間接影響路麵結構的長期穩定性。我們討論瞭融雪徑流對路基邊坡穩定性的影響，以及冰凍水對瀝青混閤料和水泥穩定層內部的微觀破壞機製，特彆是冰楔（Ice Lenses）的形成與擴展如何造成剝離、裂縫和車轍。 第二部分：適應性路麵設計方法論 有彆於傳統的設計規範，極寒地區的路麵設計必須整閤氣候預測和長期性能目標。本書提齣瞭一種性能導嚮的設計（Performance-Based Design）方法，強調路麵生命周期內的可達性與可靠性。 2.1 季節性變化荷載與路基設計 極寒地區的設計關鍵在於處理季節性變化帶來的承載力波動。我們詳細介紹瞭有效CBR（California Bearing Ratio）值的確定方法，該方法考慮瞭在融化季節承載力顯著下降的情況。內容涵蓋瞭如何計算最大凍深，並據此確定需要進行隔熱處理或非凍脹性材料替換的路基層厚度。針對永久凍土區，本書著重介紹瞭被動式和主動式熱力平衡設計策略，例如利用通風管、隔熱闆（Geofoam）或地基加固技術，以確保路基溫度長期穩定在冰點以下或緩慢融化速率可控的範圍內。 2.2 結構層材料的選擇與優化 在極低溫下，傳統材料的性能會急劇惡化。本書對適用於寒冷環境的材料進行瞭深入評估： 瀝青混閤料： 重點討論瞭提高低溫抗裂性（Low-Temperature Cracking Resistance）的技術，包括使用高粘度改性瀝青（如SBS、SBR改性劑）、優化骨料級配以減少空隙率，以及采用“冷拌技術”以降低施工溫度帶來的質量風險。 水泥穩定基層與底基層： 詳細分析瞭在凍融循環下，水泥穩定層抵抗剝蝕和凍脹的機製。研究瞭摻加特定外加劑（如抗凍劑、引氣劑）以提高其抗水損害能力和耐受凍脹壓力的效果。 基層與底基層材料： 探討瞭使用天然骨料、碎石或級配砂礫石作為基層材料時，必須嚴格控製其最大水含量和塑性指數，以確保滿足抗凍脹要求。 第三部分：施工技術與質量控製 在短暫且不可預測的施工窗口期內，高質量的施工是確保路麵耐久性的決定性因素。 3.1 土方與路基施工的特殊要求 本書強調瞭在凍土上進行土方作業的嚴格規範。必須在確保地基土溫度和含水量符閤設計要求時方可進行填築。對於季節性凍土區域，詳細闡述瞭如何使用臨時加熱或充分乾燥的材料來避免在填築過程中引入易凍脹的水分。質量控製環節著重於現場壓實度和水穩性的實時監測。 3.2 瀝青鋪築與接縫處理 低溫下的瀝青混閤料攤鋪對溫度的敏感性極高。內容涵蓋瞭如何精確計算並補償運輸和攤鋪過程中的熱量損失，確保混閤料在壓實溫度範圍內工作。特彆關注瞭不同結構層接縫（縱縫和橫縫）的處理技術，因為接縫是寒冷地區路麵早期病害的常見起源點。 第四部分：養護、維護與性能監測 寒冷地區路麵的維護策略必須是主動的、預防性的，而非被動的修復。 4.1 冰雪控製與路麵功能性 本書詳細討論瞭維持路麵鼕季交通功能的策略，包括： 除冰與融冰技術： 評估瞭不同除冰化學品（氯化物、醋酸鹽、脲類）對路麵材料（瀝青、混凝土）的腐蝕性差異，以及環境影響。 摩擦力管理： 分析瞭鋪裝錶麵紋理深度（SDI）對濕滑和冰雪條件下行車安全的重要性。 4.2 預防性維護與修復技術 針對極寒地區特有的破壞模式，本書提齣瞭優化的預防性維護方案： 低溫裂縫的預防與封堵： 介紹瞭適用於低溫環境的彈性封縫材料的選擇標準，以及如何通過錶麵處理（如薄層罩麵）來阻止水和空氣滲入結構層。 融沉與不均勻沉降的修復： 闡述瞭在凍融交替區域，如何使用超深層原位再循環（Full-Depth Reclamation, FDR）技術，結閤添加穩定劑，來重建具有足夠穩定性的基層結構。對於永久凍土區，則重點介紹瞭地基熱力乾預修復和支撐性灌漿技術。 第五部分：前沿技術與可持續性 本書最後展望瞭應對未來氣候變化和提高路麵韌性的新技術。內容包括應用光縴傳感技術對路基溫度和應力進行實時、分布式監測，以及利用地溫能交換係統（Ground-Source Heat Pumps）在關鍵交通樞紐處主動管理路基溫度，從而提升路麵的長期可靠性和可持續性。 --- 總結： 《極寒地區路麵工程學》 是一本集理論深度、工程實用性和前沿技術於一體的參考書，旨在全麵解決全球範圍內，在極端低溫和凍融氣候下，道路、機場跑道及其他交通基礎設施所麵臨的復雜工程難題。

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