高速公路货车轴载与路面损坏关系研究

针对目前高速公路交通载荷研究的不足,首先基于高速公路收费数据建立了断面标准轴载累计当量轴次计算模型。在此基础上,结合路面技术状况检测数据,提出了高速公路未养护路段路面使用性能变化的分析方法,并建立了标准轴载累计当量轴次与路面使用性能变化回归模型。最后,以陕西省汉宁高速公路为例,计算得到了各断面上行和下行的标准轴载累计当量轴次,并求解和验证了货车轴载与路面损坏的回归模型。     

基于灰色马尔可夫模型的连续配筋混凝土复合式沥青路面性能研究

为分析连续配筋混凝土复合式沥青路面性能衰减规律,依托湖南潭邵(湘潭—邵阳)高速公路K1054+000—K1100+500路段连续配筋混凝土复合式沥青路面2016—2021年路面状况指数检测数据,采用灰色马尔可夫模型对该路段2022—2024年路面状况指数衰减情况进行预测,预测值分别为90.36、89.94、89.54。研究结果表明,连续配筋混凝土复合式沥青路面的性能衰变曲线大致呈反S形。     

乳化沥青冷再生路面性能衰变规律研究

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变规律,给冷再生路面结构设计提供依据,选择我国南方某高速公路路面维修工程中137 km乳化沥青冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通63个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,在经受了63个月3 271×104次的累计当量轴载且未做任何大中修养护的情况后,乳化沥青冷再生路面PCI,RQI仍为优,RDI指标仍为良;路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,且路面寿命因子α显著长于常规路面结构;路面病害以从上而下发展的Top-Down裂缝为主,病害影响深度一般仅局限在表面层,乳化沥青冷再生路面符合永久性路面特征。乳化沥青冷再生路面技术状况受到原有路面技术状况、施工变异性等因素的影响,且这种影响随着使用期的延长逐步显现。PCI衰变规律呈明显的快-慢-快三阶段特征,RQI和RDI衰变规律呈明显的快-慢-平三阶段特征,为进一步提升乳化沥青冷再生路面性能,应加强路面预防性养护。     

乳化沥青冷再生路面性能衰变与病害特征分析

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变特征,选择我国南方某高速公路路面维修工程中153车道公里乳化沥青厂拌冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通29个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面结构强度指数PSSI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,经受了775万次累计当量轴载作用后,乳化沥青冷再生路面PCI、RQI、RDI、PSSI指标均处在优的等级。乳化沥青冷再生路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,但是表征耐久性的路面寿命因子ɑ高于常规路面结构。路面最主要的病害是翻浆,其次是Top-Down裂缝。PCI、RQI指标随交通量增长的衰变规律呈明显的"快-慢"两阶段特征,在运营初期出现较快的小幅衰减后,乳化沥青冷再生路面性能在相当长的时间内保持高位稳定。PSSI在85~90和60~85范围内与PCI分别存在良好的线性相关关系,PSSI从90降至85会造成PCI的显著下降,PSSI超过90之后与PCI基本没有相关性。为保证冷再生路面性能和使用寿命,路面PSSI指标应始终保持在90以上。     

应用线弹性疲劳损伤理论的沥青路面轴载换算

应用疲劳损伤力学基本原理,探讨了适用于沥青路面轴载换算的新方法,并对该方法拟合的公式与规范按弯沉等效推荐的当量轴载换算公式进行了比较。计算结果表明在进行沥青路面轴载换算时,采用不同的等效换算原理,将导致非标准轴载与标准轴载当量换算系数上的不同,前者较后者大。这种差异一方面直接影响沥青路面的结构厚度设计,对设计年限内累计当量标准轴载作用次数的低估,必然导致沥青路面早期破损现象的发生;另一方面揭示弯沉等效表征的是路面结构的瞬间刚度性质,代替不了路面结构的长期疲劳强度特性。     

干线公路沥青路面典型结构的研究

考虑自然环境、交通状况、筑路材料等因素，通过路况调查和理论分析，筛选出了适宜于河南省干线公路沥青路面典型结构，路面典型结构按公路等级推荐，共3类39种结构，而且提出了轴载换算简化方法和季节修正系数，当量轴次增长率的概念。     

基于沥青路面使用性能指标的罩面层使用寿命预测研究

为预测沥青路面罩面层的使用寿命,依托河北宣大高速罩面后沥青路面使用性能多年实测数据,应用SPSS拟合所取S型模型中的参数,确定各指标预测方程,并对各指标进行回归分析和误差分析。预测结果表明:路面损坏状况指数PCI、路面车辙深度指数RDI和路面抗滑性能指数SRI均在约第5年时衰减到临界值,说明罩面层达到使用寿命,需要再一次进行罩面处理。     

基于回归分析法的甘肃省河西地区高速公路沥青路面使用性能预测

路面使用性能预测是科学养护决策的基础。为科学掌握甘肃省河西地区高速公路路面使用性能衰变规律,合理预测大修年限,本文提出了基于回归分析法的沥青路面使用性能预测方法,并运用连霍高速张掖段路况数据分析了使用性能预测的过程。结果表明:建立甘肃省高速公路沥青路面使用性能预测回归模型的方法简单实用,预测误差较小,为之后能准确掌握甘肃省沥青路面使用性能变化趋势并得到合理的养护决策提供可靠依据。     

高速公路沥青路面检测与评定研究

以湖南某高速公路部分路段路面为研究对象,主要从路面破损程度、路面平整度和路面抗滑动性能三方面对其路面状况进行调查统计,在此基础上分析和评估其路面状况,确定该路段路面损坏状况指数PCI综合评定等级及路面结构强度指数PSSI综合评定等级;最后分析沥青路面病害成因及养护方案设计原则,为路面养护设计提供指导。     

基于灰色理论的沥青路面使用性能预测模型

依托辽宁某高速公路工程多年的路面检测数据,应用灰色理论对其进行分析,建立了沥青路面性能衰减模型,对模型进行精度检验,确定模型对路面性能预测的准确性,然后对路面衰变模型进行分析,预测辽宁省某高速公路路面近年的性能衰变过程,从而确定需要采用的养护方式。     

基于灰色理论的高速公路路面使用状况衰变预测

路面使用状况会随着公路使用年数的增加而不断衰变.对路面使用状况衰变进行预测,可为公路养护措施的选择和实施时机的选择提供参考.以京哈高速公路路面使用性能检测数据为依托,基于灰色理论,建立高等级沥青混凝土路面使用状况的预测模型,对路面使用状况的衰变进行了预测.通过预测值与实际值的对比,验证了预测模型的实用性与可靠性.结果表明,灰色预测模型可用于路面使用性能衰变的预测中,预测精度较高,计算原理明确,具有较强的实用性,可为公路管理部门提供养护管理决策依据.     

养护干预下路面性能衰变预测模型

研究养护干预下路面使用性能的衰变状况和衰变模型是路面结构寿命周期内制定养护维修决策的重要内容。文中基于广肇高速公路路面性能检测数据,考虑养护干预对沥青路面性能衰变状况的影响,提出特定养护措施下沥青路面性能的双参数曲线和灰色系统理论+马尔可夫转移概率衰变模型,以评价不同养护条件下沥青路面性能的衰变规律。     

沙漠公路倒装式沥青路面力学性能研究

沙漠地区昼夜温差大,年最热月、最冷月极端气温均较为明显,公路产生温缩、干缩开裂病害难以避免,造成路面结构强度下降。基于此,提出沙漠公路倒装式沥青路面结构试验段方案,利用粒料类柔性基层防止或延缓沥青路面反射裂缝。根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）中路面结构验算方法,采用HPDS计算软件,分析研究倒装式沥青路面级配碎石层厚度、模量对路面结构力学性能影响以及路面结构的疲劳衰减性能。结果显示：级配碎石层过厚,容易造成沥青层的弯拉疲劳开裂,且路表弯沉值小幅减小,而厚度过小,不宜压实,容易产生离析,应以15～18 cm为宜;级配碎石层回弹模量越大,半刚性层疲劳开裂和沥青混合料层疲劳开裂对应的累计当量轴次以及沥青混合料层永久变形量均增大,半刚性层层底拉应力明显减小。     

江西省高速公路沥青混凝土路面早期病害及原因分析

通过对江西省高速公路沥青混凝土路面的调查,总结出早期病害的主要3种类型,分别为裂缝、坑槽和车辙.造成这些早期病害的深层次原因有:交通量大,超载车辆多,不少高速公路路面承受的累计当量轴次远远大于当初的设计轴次;路面设计理论不能反映路面的真实状况,路面结构形式单一;通过分析江西省5个气象台站30年的年降雨量、年极端最低气温和最热7 d平均气温等气象数据,实测乐温高速公路柔性基层试验段沥青混凝土路面内部的温度场,可知当地较大的年降雨量和较高的路面温度对沥青混凝土路面不利;施工中存在许多不利环节;路面养护有时不能对症下药.最后提出了防治早期病害的建议.     

基于混合效应模型的沥青路面使用性能预测

以华北某地区普通公路干线网为研究对象,根据2008—2015年路面损坏指数PCI、路面行驶质量指数RQI以及路面车辙指数RDI实测数据,结合路面结构、交通量、养护历史和地形等不同因素,利用统计分析技术建立和标定沥青路面使用性能预测模型。首先选定模型的预测指标及其影响变量,同时对相关数据资料进行收集和预处理,针对数据具体特点,以分析标定法为研究手段,采用混合效应模型方法对模型中的参数进行估计,最终通过实例验证模型的精度。结果表明:(1)PCI,RQI和RDI预测的平均误差分别为1.8,0.5和0.8。残差分布接近正态,说明模型很好地解释了数据的变异性;(2)模型简单,预测精度高,并且解释和量化了时间、养护类型、地形、行政等级、养管单位、技术等级、路面厚度以及交通量等因素对指标预测的影响。     

公路轴载谱与当量轴次的深度学习计算及应用

以高速公路与普通国省道为对象，旨在实现全网范围的轴载谱和当量轴次计算。首先，以公路沥青路面设计规范为依据，分析路段轴载谱和累计当量轴次的计算需求；之后，针对现有轴载检测覆盖条件，提出以公路交通情况观测调查数据为支撑的计算方法；进而，针对多源数据的融合目标，建立广义回归神经网络模型，实施深度学习计算流程；最后，以徐州市公路网为实例，对所提出方法进行验证应用。推算结果中，全网路段平均轴载谱与实际规律总体一致；验证样本中3轴车偏差最小，6轴车偏差最大；通过计算当量轴次，获得了用于养护决策支持的区域重载路段分布和分级。     

农村公路沥青路面基层状况评价指标研究

农村公路大多数属于低等级公路,技术标准一般采用三、四级公路技术标准。JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》中的评价体系是以高等级公路为数据基础,并且规范中的路表弯沉和路面破损状况之间没有明确的相关性,这不能很好地适用农村公路沥青路面基层技术状况评价。为了弥补不足,提出适用于农村公路沥青路面基层技术状况的评价指标,对基层技术状况进行研究。该文基于辽宁省农村公路沥青路面病害类型和特征,通过大量的沥青路面钻芯取样建立了路面破损类型和基层破损状况的统计关系,提出并阐述了基层失效率(BR)和路面基层技术状况评价指标基层失效指数(BCI)的概念。基于统计学中概率分布原理,建立面层病害与基层失效的映射关系模型,提出了BR与BCI的计算方法。将基层失效指数(BCI)作为评价指标指导试验路养护决策,提出的养护方案合理且适用性良好。     

龄期对乳化沥青冷再生路面承载能力的影响

结合湖南省潭邵高速公路再生项目,通过室内乳化沥青冷再生混合料龄期试验,采用有限元方法,探讨乳化沥青冷再生层养生龄期对路面承载能力的影响。分析结果表明,路面的累计当量轴次随着乳化沥青冷再生层养生龄期的增加而增加,且增加的速率随之减小;路面的极限轴载随着龄期的增加而降低,且降低的速率随之减小;龄期从5 d到28 d,乳化再生层厚度从8 cm增加到18 cm,累计当量轴次增加幅度在104%～242%,极限轴载降低幅度均在36%左右;随着乳化再生层养生龄期的增加,路面累计当量轴次与极限轴载将趋于某一稳定值。     

半刚性基层沥青路面交通荷载适应能力分析

根据路面状况和车辆轴载的长期检测数据,以及路面养护维修历史数据,分析了几种典型路面结构下路面破损状况、路面平整度、路面强度与累计当量轴次之间的关系。根据所得到的典型路面结构的使用性能变化规律,分别按路面破损状况、平整度、强度指标估计路面结构能够承受的交通荷载作用次数,得到了典型半刚性沥青路面结构的交通荷载适应能力。     

交通荷载对高速公路使用寿命和养护特性的影响分析

从路面性能衰变的"负指数"模型和性能影响因子的生长曲线出发,分析交通荷载对高速公路使用寿命和养护特性的影响,研究推导出理想状态下公路使用寿命、服务效果和养护费用随交通荷载增长的变化关系回归计算式,推导出的回归计算式由轴载比x的幂指数和指数函数的乘积构成。针对幂指数回归方法中估计寿命损失值偏低,而评估服务效果和养护费用增长过高的问题,通过临长高速公路养护实例进行验证可得,推导出的回归计算式准确率高、适用性强,最后,分析验证了重载交通下高速公路具有病害发展快、性能下降快、养护费用和优先级高的养护特征,提出了公路管理部门制定养护计划的相关建议。