沥青路面车辙预估模型验证研究

为准确预估车辙量,有效指导沥青路面结构材料设计,在充分调研山西省3条典型沥青路面车辙数据的基础上,对由同济大学提出的经验分析法车辙预估模型进行验证,并对该预估模型涉及的车辙影响因素进行敏感性分析。结果表明：预估模型得到的面层各亚层车辙预估值与实测值相差较大,但预估得到的沥青路面车辙总变形与实测值较为接近,祁临高速公路偏差15.8%,离军高速公路偏差仅为9.0%;车辙影响因素敏感性分析结果表明,路面温度对于车辙变形的影响最为显著。     

一种新的沥青路面车辙预估方法

随着轴载、轮压和重复荷载次数的增加,沥青路面的车辙病害日益严重,给路面使用者带来了不安全的因素,因此,建立一个合理的车辙预估模型至关重要.该文讨论了沥青路面车辙的主要影响因素与车辙深度的关系,提出了一个新的沥青路面车辙预估公式.运用该预估公式对半刚性基层沥青路面的车辙进行了计算,所得结果和实测值基本吻合,说明该预估公式是有效的.最后对该预估公式的适用性进行了讨论,该预估公式可根据材料特性直接预估车辙深度.     

重载沥青路面车辙预估的温度-轴载-轴次模型

为了弥补现有车辙预估模型的缺陷,建立了基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型;结合路面足尺ALF加速加载的车辙试验,对不同的沥青路面结构开展车辙预估研究,并结合甘肃省武威地区的气候及交通特点,给出了车辙预估的具体方法;最后对车辙预估模型的可靠性进行验证.结果表明:车辙深度与累计轴次满足幂指数关系;温度和轴载是影响路面车辙的重要因素,温度每升高5℃,车辙深度大约增加1.8倍,车辙深度的增加倍数与轴载增加倍数大致相同;提出的基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型具有很高的可靠性,可用于预估同类沥青路面的车辙;强土基薄面层的路面结构具有更好的抗车辙性能.     

沥青路面车辙预估方法综述

该文总结了国内外对于沥青路面车辙预估的各种方法,分析其各自优缺点.并阐述了当今关于车辙预估的新进展及新问题,揭示了车辙预估的发展方向,为今后沥青路面更为精确、实用的预估方法提供参考.     

沥青路面车辙的多参数预估模型研究

利用加速加载试验及室内车辙试验建立沥青路面的车辙预估模型。室内车辙试验考虑了3种不同温度、3种不同轮载及3种不同试件厚度共27种工况,每种工况加载1h得到室内车辙曲线;加速加载试验采用了3种路面结构,利用传感器实测路面温度,每种路面结构采用实际轮胎加载50万次得到加速加载车辙曲线。车辙预估模型采用指数形式,模型自变量包括抗剪强度、剪应力、加载次数、路面温度及行车速度。其中抗剪强度采用单轴贯入试验测定,剪应力采用弹性有限元方法计算,计算中采用的模型参数均为实测参数。以试验数据及力学计算数据为基础利用遗传算法求解模型系数,得到沥青路面的多参数车辙预估模型。通过验证该模型可以很好地拟合试验数据,同时该模型适应度广、精度高。     

基于抗车辙性能的沥青路面长大纵坡界定标准

提出了基于抗车辙性能的沥青路面长大纵坡标准的界定方法。首先根据现场车辙调研数据对同济大学车辙预估模型进行标定,使之适用于具体工程;然后基于标定后的车辙预估模型和沥青路面容许车辙深度确定出车辆在长大纵坡上的临界车速;同时根据现场车速调研数据对汽车爬坡模型进行修正,使之反映车辆在长大纵坡上的实际车速变化;再根据修正后的汽车爬坡模型和车辙预估模型,推导出车辆在从坡底爬坡开始,达到临界车速时所行驶过的坡长,即为对应特定坡度的坡长限值;最后给出了多哥壹号公路改建工程中长大纵坡界定标准的实例。结果表明,基于沥青路面抗车辙性能长大纵坡界定标准较规范中基于行车安全的标准更为严格,可以作为规范中标准的补充。     

钢桥面浇注式+SMA组合结构车辙变形深度预估

为了阐明浇注式沥青混合料室内60 ℃车辙试验结果与实体工程应用中表现出的高温稳定性不一致的原因,揭示钢桥面浇注式沥青混合料+改性沥青SMA组合结构车辙变形发展规律,采用理论研究与工程应用相结合的方法,以马鞍山长江公路大桥为依托,采用建设期现场铺装用沥青混合料成型试件,进行了40 ℃、60 ℃、70 ℃温度条件下、接地压强为0.5,0.7,1.0 MPa的组合结构车辙试验,建立了车辙深度与温度、接地压强、作用次数之间的函数关系。通过试件模型的有限元分析和混合料抗剪强度计算,提出了不同温度、接地压强条件下的抗剪性能参数,建立了与温度、荷载作用次数、抗剪性能参数相关的车辙深度预估模型。同时,根据实桥温度场、轴载谱,分温度、荷载区间进行了轴载作用次数统计和车辙深度计算,并用实桥车辙对预估模型进行验证。结果表明：车辙深度与荷载作用次数呈对数函数关系,与温度和抗剪性能参数呈幂函数关系,相关性显著;所提出的预估模型计算所得车辙累计深度与现场历年实测结果基本一致,该桥15年设计寿命期末的车辙深度预估值将达到2.354 mm;基于实桥结构、铺装材料、交通、气候条件所建立的预估模型,可实现车辙破坏深度的有效预估,对指导中国钢桥面浇注式沥青铺装设计具有重要作用。     

沥青路面车辙预估方法的综述和改进

对现有车辙预估方法进行了综述。在吸收国外先进经验的基础上，提出了一种使用车辙试验确定材料永久变形材料的车辙预估方法，从而达到了结构设计和材料组成设计一体化。经初步应用，该方法预估结果和路面实测值符合较好。     

全厚式高模量沥青混凝土路面结构设计及力学分析

利用路面专用程序PADS计算全厚式高模量、全厚式普通和半刚性基层3种沥青混凝土路面结构厚度;根据弹性层状理论体系,建立了上述3种沥青混凝土路面结构三维有限元模型,对路面结构在荷载作用下的设计层层底应力状态进行对比分析;应用美国MEPDG推荐的沥青混凝土路面永久变形预估方法对沥青混凝土路面结构进行车辙预估,并对其疲劳寿命进行了计算.结果表明,全厚式高模量沥青混凝土路面结构能够有效减薄路面结构厚度,是抗车辙性能及疲劳性能综合最优的路面结构类型.     

车辙预估模型研究

论文旨在依托汉堡车辙试验建立起高精度的车辙预估模型。对6种混合料进行不同温度与轮载压力下的汉堡车辙试验,以及标准条件下的抗剪强度试验,借助ABAQUS软件计算汉堡车辙试件的最大剪应力;以6种沥青混合料的汉堡车辙深度、试验温度、最大剪应力、抗剪强度和加载次数作为基础参数,通过多元拟合分析,建立起基准速度为66km/h的简化车辙预估模型;基于沥青混合料的时间硬化蠕变模型,理论推导行车速度与路面车辙的关系,将简化的车辙预估模型经速度修正后得到最终的车辙预估模型。研究结果表明,温度对沥青混合料永久变形的影响很大,当其他条件相同时,70℃的车辙深度约为50℃的4.5倍;轮载压力是影响混合料永久变形的另一敏感因素,当其他条件相同时,0.7 MPa的车辙深度约为0.5 MPa的1.7倍;混合料永久变形与加载次数呈非线性关系;所建立的车辙预估模型中的各个变量对方程均有显著意义,实测值与预估值具有很高的拟合度,说明该模型是可接受的,且可预估任意行车速度下的路面车辙。     

基于车辙试验的空隙率效应模型的建立

采用常见的3种沥青混合料，旨在通过室内车辙试验，分析不同试件空隙率对车辙试验结果的影响程度，探讨了不同空隙率试件试验结果之间的内在联系。通过大量车辙试验，对比不同孔隙率试件车辙试验结果，发现孔隙率变化会对试验结果产生重大影响。同时，在室内车辙试验的基础上，对不同空隙率、不同轮载作用次数下车辙深度进行回归分析，建立了标准试验条件下，混合料车辙深度的空隙率效应模型（VEM）。分析表明，以7％作为基准空隙率可以得到与实际更为接近的预估车辙深度。该模型可预估不同空隙率混合料在不同轮载作用次数下的车辙深度，也可对不同空隙率试件在不同轮载作用次数下的车辙深度进行转化。     

柔性路面车辙预估的粘弹性方法

沥青混合料的粘弹性流动导致沥青路面产生永久变形(车辙)。对于粘弹性体系,永久变形与材料的弹性参数无关,但可通过采用粘性参数的线弹性模型预估出来。为了确定沥青混合料在较大环境变化条件下的粘性,该文引入了一个新的基于常规试验数据的简单理论方法,并将根据此方法得到的车辙预估深度与法国新近的一个足尺试验数据进行对比,结果表明此线性车辙模型的适用性较好。     

基于直道足尺车辙试验的沥青路面重载轴载换算方法研究

车辙现已成为沥青路面一个严重问题,车辙也将发展成为沥青路面设计指标之一,故需建立起与其相对应的轴载换算公式。通过对3种典型的沥青路面结构进行直线式加速加载足尺试验,对不同重载作用下路面车辙随荷载作用次数的变化关系进行分析,得到了车辙预估方程,进而用等形变法建立了基于路面车辙等效的重载轴载换算公式。实验证明,利用该这个公式,再通过车辙预估方程计算的车辙与直道实测车辙数据拟合情况较好。     

沥青路面车辙评价指标与分级标准研究

为准确评价沥青路面的车辙状况,有效指导沥青路面车辙病害的养护,在现有沥青路面车辙评价方法的基础上,对典型路段沥青路面激光车辙仪测试的车辙横断面面积信息进行挖掘分析,建立了车辙横断面面积与车辙深度的对应关系。采用简化的车辙积水模型,对车辙深度重新分级,同时对现行车辙评价模型进行了修正,制定了车辙深度与横断面面积的分级标准。     

沥青混合料抗车辙性能的灰色理论分析

基于对秦巴山区内公路沥青路面车辙病害成因的调查与分析,通过室内模型试验和对已有研究成果的总结,利用灰色理论分析了不同影响因素对沥青混合料抗车辙性能的影响程度,并建立了以沥青用量、碾压次数及级配类型等因素为参数的沥青混合料抗车辙性能预估模型。研究结果表明:沥青混合料的集料粗细程度与分形维数成反比,集料越细,其分形维数越大,反之越小;沥青用量对沥青混合料抗车辙性能的影响程度最大,级配类型和温度次之,碾压次数的影响最小;沥青混合料抗车辙性能的主要影响因素为沥青用量、集料级配类型及温度;基于材料组成和外界环境因素建立的沥青混合料抗车辙性能预估模型为沥青路面抗车辙设计提供了依据和手段。     

沥青路面车辙不同防治措施的效果对比分析

目前,由于交通量的快速增长和重载、超载车辆比例的不断上升,路面车辙已经成为我国沥青路面破坏的主要形式,是沥青路面发生早期破坏、导致路面使用性能下降的主要诱因之一.针对路面车辙的防治问题,国内外提出了诸多方法,进行了大量研究和工程实践.但不同防治措施的效果如何,缺乏系统的比较和分析.该文在参考国内外大量文献的基础上,结合室内试验研究结果,对沥青路面车辙防治方法进行了分类,对不同车辙防治方法的效果进行了对比分析,并分析了不同防治措施的作用机理,为合理、科学地选择沥青路面车辙防治措施提供指导和参考.     

高速公路沥青路面车辙发展规律及影响因素分析

为掌握路面车辙深度的发展规律,选取江苏省不同交通等级的高速公路沥青路面路段,分析路面车辙深度随时间和空间的演变规律,建立两阶段车辙深度预估模型,并探究荷载和材料对路面车辙程度的影响。结果表明,随着通车时间的增长,路面车辙深度初期增长迅速,之后逐渐趋于平稳;随着车辙深度的增加,沥青路面车辙深度逐渐由上面层下移至中面层;车辙深度随着当量轴载作用次数(ESAL)的增加而逐渐增大,双层改性沥青路面的车辙年增量相对较小,而单层改性沥青和三层普通沥青路面的车辙年增量明显较大,荷载和材料性能是沥青路面产生车辙病害的主要影响因素。     

抗车辙性能强的合理沥青路面结构初探

本文利用系统车辙预估模型，分析研究不同沥青路面结构的车辙反应，为寻求抗车辙性能强的合理路面结构提供了一条研究途径。     

基于Ham-burg车辙试验的沥青路面车辙损坏分析

该文针对河南某段高速公路沥青路面出现的车辙病害,通过调查发现车辙变形主要是由沥青面层产生的,其中沥青加铺层变形约占车辙总量的86%。通过对典型车辙断面钻芯试样进行汉堡车辙试验,分析沥青路面各结构层相对变形。结果表明:汉堡车辙试验能较好地模拟沥青路面在高温和荷载作用下的变形,可用于旧沥青路面抗车辙性能评价;沥青混合料加铺层下层的流动变形是路面车辙变形的主要原因;选择合理的加铺厚度及优质材料能够提高沥青路面抗车辙性能。     

基于时间硬化模型的路面车辙预估分析

为了对路面结构车辙发展进行定量的预估分析,本文建立了三维路面有限元模型,基于时间硬化的蠕变本构模型对三种典型结构的车辙进行了预估分析。结果表明,基于该模型的预估方法能够有效的模拟车辙发展。