Design and Construction of Pavements and Rail Tracks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Gomes Correia, Antonio (EDT)/ Momoya, Yoshitsugu (EDT)/ Tatsuoka, Fumio (EDT)

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2007-5

价格:$ 141.19

装帧:HRD

isbn号码:9780415433624

丛书系列:

图书标签:

• Pavement Engineering
• Rail Track Engineering
• Transportation Engineering
• Civil Engineering
• Infrastructure
• Construction
• Design
• Materials Science
• Geotechnical Engineering
• Railway Engineering

现代城市交通基础设施的综合设计与维护：理论、实践与前沿技术 导言：城市化进程中的关键挑战 随着全球城市化进程的加速，城市交通基础设施的承载能力、可靠性与可持续性正面临前所未有的压力。高效、安全、环保的交通网络是支撑现代经济活动和提升居民生活质量的基石。本著作聚焦于城市交通基础设施的核心组成部分——路面与轨道系统的精深设计、建造技术、长期性能评估及其前沿的维护策略。本书旨在为土木工程师、交通规划师、基础设施管理者以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的知识体系。 第一部分：路面工程的深度解析 第一章：路面结构设计理论与规范演进 本章系统回顾了沥青混凝土路面（ACP）和水泥混凝土路面（CCP）的设计理论基础。重点探讨了经典的多层结构弹性理论在现代荷载条件下的适用性与局限性，特别是对非均匀荷载和温度应力的耦合分析。我们将深入解析性能化设计方法（Performance-Based Design, PBD）的原理，包括应力-应变分析、疲劳损伤模型（如Shell & Aitken模型）以及对车辙和裂缝的预测。同时，详细梳理国际主流设计规范（如AASHTO LRFD、欧洲规范EN 1997）在设计参数选择、可靠性系数确立上的差异与演进，强调基于可靠度指标的优化设计思路。 第二章：先进路面材料与配合比设计 现代路面的性能高度依赖于其所用材料的先进性。本章详细介绍了高性能沥青混合料（HMA）的组成与特性，包括高粘度改性沥青（SBS、SBR改性）的应用、SMA（Ston-Mastics Asphalt）的结构优势、空隙率控制技术，以及对长期抗车辙能力和抗低温开裂性能的量化评估。在水泥混凝土路面部分，重点分析了高强混凝土、纤维增强混凝土（FRC）以及“跑道式”超薄水泥混凝土面层（UTWCC）的应用场景和配合比优化策略。此外，还探讨了再生材料（RAP、RAS）在保证结构性能前提下的最大掺量技术与环境效益。 第三章：路基与基层处理技术 路面结构的长期稳定性始于其基础。本章全面覆盖了路基的选型、土体工程特性测试（如三轴剪切试验、固结试验），以及针对软土地基的处理技术，包括预压、真空预压、石灰/水泥改良等。在基层设计方面，详细阐述了稳定碎石基层（CRB）、水泥稳定碎石（CTB）和泡沫沥青稳定碎基层的施工控制要点、强度指标（如回弹模量）的现场测试与评定标准。特别关注了路面结构在冻融循环环境下的动力响应与加固措施。 第四章：路面施工质量控制与现场检测 从理论走向实践，本章聚焦于确保设计意图得以实现的关键施工环节。详细介绍了沥青摊铺的温度控制、压实度标准（目标空隙率的实现）、碾压层间粘结的控制。对于水泥混凝土路面，涵盖了预应力张拉技术、接缝的精确设置与嵌键处理。现场质量检测方法是本章核心，包括落锤式弯沉仪（FWD）进行动态模量评估、钻芯取样（Core Sampling）进行强度验证、探地雷达（GPR）进行结构分层检测，以及先进的激光断面扫描技术在平整度（IRI）控制中的应用。 第二部分：轨道交通系统的结构工程 第五章：轨道结构动力学基础与荷载分析 轨道系统是高速、重载铁路的生命线。本章首先引入轨道系统的振动模式，包括弹性地基梁理论在轨道结构分析中的应用，以及对钢轨波浪失稳和扣件系统动力特性的研究。核心在于车辆-轨道-路基耦合动力学，通过有限元方法（FEM）对不同速度下轮轨接触力的动态变化进行精确建模，特别是分析在轨道不平顺存在时对钢轨和扣件的冲击荷载，这是保障行车安全和降低维护频率的关键。 第六章：轨道结构组成与设计优化 本章细致剖析了传统有砟轨道（Ballasted Track）和无砟轨道（Slab Track）的设计原理与适用性。对于有砟轨道，重点讲解了道砟的颗粒级配、压实度对承载力和排水性的影响。对于无砟轨道，详细介绍了法国的RST系统、德国的CBS系统以及中国的CRTS系列结构，包括底座板的几何精度控制、二衬结构与混凝土的粘结要求、以及对轨道几何形位（如水平度、轨距偏差）的严格限制。分析了不同轨道结构在承受高速列车大轴重荷载时的长期变形和疲劳表现。 第七章：轨道基层与地基处理 轨道系统的稳定性依赖于坚实稳定的支撑层。本章讨论了轨道下方的路基（如粉土、黏性土）在反复荷载作用下的永久变形机理。对比了传统路基处理方法（如换填、石灰/水泥稳定）与新型地基加固技术（如高压喷射注浆、高强土工格栅复合增强）的性能差异。对于无砟轨道，深入探讨了混凝土基床的配制要求、养护过程中的收缩控制，以及为应对地质差异带来的沉降问题而设计的局部沉降补偿措施。 第八章：轨道结构几何形位检测与动态评估 轨道的安全运行直接取决于其几何精度。本章详述了轨道几何形位（如轨距、水平、方向、线路）的测量技术，从传统的测量仪器到现代的激光扫描和惯性导航系统（INS）集成测量。动态评估方面，重点介绍了利用加速度传感器在线检测扣件系统功能状态、道砟层状态（通过声波法或雷达）的方法。同时，讨论了如何将几何偏差数据与车辆运行稳定性数据进行关联分析，以制定预防性养护方案。 第三部分：基础设施的长期性能管理与可持续性 第九章：路面与轨道系统的损伤机理与诊断 本章聚焦于长期服役过程中发生的退化现象。对沥青路面的疲劳裂缝、高温车辙、水损害（剥落、松散）的微观成因进行了探讨。对于混凝土结构，分析了碱骨料反应（ASR）、冻融破坏和板底空洞的形成过程。在轨道领域，详细分析了钢轨的波磨（Corrugation）、剥落（Slipping）以及扣件系统的松弛和失效模式。本章强调利用无损检测数据（如GPR、红外热成像）对早期损伤进行精确定位。 第十章：预防性维护策略与资产管理（APM） 从传统的“坏了再修”转变为“预测性维护”是现代基础设施管理的趋势。本章阐述了路面管理系统（PMS）和轨道资产管理系统（TAMS）的构建逻辑。通过对历史数据、交通流量（ESALs）、气候数据和检测结果的综合分析，建立寿命预测模型。详细介绍了预防性维护的最佳时机（Maintenance Intervention Timing）和维护措施的选择：例如，路面的超薄磨耗层（Ultra-Thin Overlay）和轨道扣件的预紧力调整。目标是实现基础设施寿命的最大化和全生命周期成本的最小化。 第十一章：智能交通与基础设施的融合 本章探讨了基础设施的数字化转型。介绍了物联网（IoT）传感器在路面和轨道结构中的嵌入式应用，用于实时监测温度、应变、湿度和振动数据。探讨了数字孪生（Digital Twin）技术在基础设施建模中的潜力，如何通过实时数据流构建高精度的虚拟模型，从而辅助进行实时健康监测和灾害预警。最后，讨论了新型材料（如自修复沥青、光纤传感钢轨）在提升基础设施“智能化”方面的研究前沿。 第十二章：可持续发展与环境适应性设计 本章关注基础设施工程的环境足迹。探讨了低碳交通基础设施的实现路径，包括低能耗沥青（如温拌沥青WMA）、高比例再生料的使用，以及在施工阶段减少碳排放的工艺优化。同时，深入分析了基础设施在气候变化背景下的适应性设计，例如如何设计更耐极端高温和强降雨的排水系统，以及如何优化路面结构以应对未来更重的轴载交通流。 结论 本书的综合性在于，它不仅提供了设计与施工的“如何做”（How-to），更深入剖析了背后的“为什么”（Why），并前瞻性地指明了面向未来的技术发展方向。通过跨越路面与轨道两大领域的集成视角，旨在培养工程师应对复杂、多变和高要求的现代交通基础设施挑战的能力。

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