基于LCA的高速公路养护维修能耗与CO_2排放研究

采用全寿命分析方法(LCA)对高速公路沥青路面材料物化、建设施工、养护维修阶段的能耗与排放展开了全面分析。通过指数型路面性能衰减曲线确定养护维修的初始决策时间点,并采取VISSIM微观交通仿真软件对养护维修工作区的交通延误进行了量化分析。研究表明,该功能单位路面结构在其材料物化阶段、建设施工阶段、养护维修施工阶段能源消耗与CO_2排放共计5 308 274.25 MJ、395 758.72kg,而由养护维修引起车辆延误造成的能耗与排放均在4.0×10~7 MJ与3.0×10~6 kg以上,将交通延误的环境影响计入养护维修阶段具有重要意义。敏感性分析表明,交通量在相应时间点增长至该路面在养护施工封闭车道情况下的极限通行量,车流变为压缩状态后交通延误产生的能耗与排放呈指数型增加,且全长分车道施工是相对环保的施工组织方法。     

钢桥面铺装疲劳性能研究综述

钢桥面铺装疲劳问题一直是全世界所关注的难题。综合近些年国内外钢桥面铺装疲劳试验模型、理论研究方法及新兴铺装材料疲劳方面的最新研究成果,对其优缺点、应用现状等展开全面系统的分析,结果表明:在试验模型方面主要有小梁弯曲试验、劈裂疲劳试验、复合梁试验、直环道加速加载试验及试验桥模型,复合梁模型以其对钢桥面铺装实际疲劳过程的准确模拟、高精度、试验可控性好及适于室内进行等优势在铺装体系疲劳性能研究方面运用最为广泛,但其边界条件问题仍未解决,小梁弯曲疲劳模型对单纯铺装材料的疲劳研究效果最好;在理论研究手段方面有唯像学、能量法及力学近似法3类,唯像学结合复合梁试验及数理统计应用较多,但近些年在能量法及力学近似法方面的应用在不断提升;在新兴铺装材料的研究方面以刚性材料超高性能混凝土系列及高延性水泥基复合材料(ECC)铺装研究力度最强、应用前景最好,但两者在复杂应力、环境下疲劳问题和与钢板界面黏结方面研究有待加强,尤其是ECC铺装各项性能研究尚处于起步阶段,离实际应用仍很遥远。     

大跨径钢桥沥青铺装层裂缝行为研究进展

综合国内外最新研究成果,对大跨径钢桥面沥青铺装层的裂缝行为展开了全面的分析,介绍了断裂力学相关理论,基于断裂力学理论采用室内试验与数值模拟手段研究了铺装层疲劳开裂,综述了裂缝行为机理以及裂缝几何因素(缝长、缝深)、铺装体系(铺装层、正交异性板、黏结层)及外界环境(温度、重载及超载、水)对铺装层裂缝行为的影响。研究结果表明,铺装层疲劳裂缝的研究方法主要有三点弯曲梁试验、楔入劈裂试验的室内试验与数值模拟,以及钢桥面铺装层体系足尺3D有限元模拟方法,运用离散元虚拟模型的细观分析方法对裂缝行为机理的研究较室内试验更好,且3D模型效果较2D更优;总体而言,铺装层裂缝扩展速率随裂缝长度、深度的增加而增大,外界荷载的持续作用使铺装层处于更加不利的工作状态,优化铺装体系设计可以延缓铺装层裂缝扩展速率。研究结果可为钢桥面沥青铺装的抗裂设计及后期维修养护工作提供参考依据。