高速公路养护工作区全寿命周期费用（LCC）分析

针对养护工作区全寿命周期费用是高速公路全寿命周期分析方法的重要组成部分,而目前国内对于养护工作区全寿命周期用户费用分析还基本处于空白的现状,对这一领域进行了基础性研究。介绍了国内外对于养护工作区的定义,对养护工作区全寿命周期用户费用组成进行了分析,提出了养护工作区全寿命周期用户费用分析流程及费用分析中所必需的燃油消耗及用户延误费用等计算模型,最后结合实例进行了计算分析。结果分析表明所建立的养护工作区全寿命周期费用流程及相关模型对于完善高速公路LCCA方法是必要及有效的。     

移动荷载下路面结构应力响应分析

实际中汽车总是以一定的速度行驶在路面上,首先将汽车荷载简化为移动的均布荷载,借助大型有限元软件ABAQUS,利用三维动力有限元方法,分析了移动荷载下车辆正常行驶状态、慢速行驶及刹车情况时路面结构内部应力响应规律。分析结果表明,较低的速度将会使路面结构内部产生更大的应力,各应力分量与速度变化基本呈线性关系;刹车过程中在路表面产生的水平荷载对路表面层附近的水平剪应力影响相当大,在刹车较频繁区域,提高面层及其层间接触面的抗剪强度,可减少或防止推挤、拥包等病害的出现。分析结果可为路面结构设计和路面施工提供理论参考。     

软土地基上不同沥青路面结构的适应性研究

采用通用非线性有限元程序ABAQUS分析了淮盐高速公路试验路4种路面结构的工后沉降、不均匀沉降及层底拉应力。分析结果表明,在两层半刚性基层之间或刚性与半刚性基层之间设置级配碎石夹层的路面结构有较好的抵抗塑性变形的能力。有效减缓软土地基不均匀沉降对沥青面层造成的不利影响。由此,提出了不同于常规的半刚性基层沥青路面,具有应力消散能力,适应于软土地基的合理沥青路面结构。     

软基差异沉降对夹层路面结构的影响分析

软土地基上路基的不均匀沉降变形加速了沥青路面结构的早期破坏;由于国内90%以上的高速公路都是常规的半刚性基层沥青路面结构,不能很好地消散不均匀沉降产生的附加应力,因此有必要提出新的适应软土地基上的路面结构形式。依托淮盐高速公路中设有级配碎石夹层结构的试验段,采用ABAQUS非线性有限元分析了该路面结构在不均匀沉降时的底基层和应力控制层层底的附加应力。结果表明,不均匀沉降增大时,底基层和应力控制层的水平向附加应力都呈线性增大;底基层厚度一定时,底基层模量越大,其层底拉应力越大,而应力控制层水平向附加应力明显减小,但是底基层厚度不宜太厚;相对于半刚性基层路面,设有级配碎石夹层结构的路面有更大的强度储备,更能适应软基不均匀沉降。所得结论对今后软土地基上的路面结构设计有一定的指导意义。     

3种路面方案选择方法的对比应用

在进行路面方案选择时,常采用层次分析法和模糊综合评判方法,评判结果依赖于专家的判断,方案评判的可信度较低。借鉴路面管理系统、寿命周期费用等研究成果,提出了一种新的选型方法———性能费用比法,给出了详细的使用步骤,并结合实例进行了3种选型方法的对比。结果表明,性能费用比法不仅具有专家评判的优点,而且评判结果更合理全面,完全定量化,是进行路面方案选择的有效方法,将得到日益广泛的使用。     

灰色关联聚类在半刚性基层材料性能优化指标确定中的应用

进行半刚性基层材料的性能评价时,传统方法往往需要全面考虑强度(抗压强度)、稳定性(抗冻性、干缩性、温缩性和抗冲刷性)和疲劳性能。文章利用半刚性基层材料抗压强度与其他性能指标之间的关系,采用灰色关联聚类分析方法,获得了半刚性基层材料的性能优化指标———综合压缩模量。结果表明,灰色关联聚类方法是指标分类或同类因素归并的有效方法,可在半刚性基层材料的性能优化时使用;采用综合压缩模量作为半刚性基层材料的性能优化指标,具有可行性和实用性,可在沥青路面材料设计和结构设计中推广使用。     

PaLATE在路面方案选择中的应用

在路面方案的选择过程中,以往的研究往往看重路面方案的经济造价,或采用寿命周期费用进行选择。PaLATE工具不仅可以进行寿命周期费用分析,更重要的还能进行环境评价,使方案选择更合理全面,建议在路面方案选择中推广使用。     

表面设置热反射涂层沥青路面结构的温度场研究

作者利用室内试槽铺筑的沥青路面结构进行了热反射涂层路面结构的温度场试验与检测,并结合获得的试验数据,对比分析了路表设与不设热反射涂层两种方案的路表温度、变温速率、温度梯度、变温幅度和相位随深度的变化规律.最后,建立了有限元模型,和应用数值分析方法反算了主要热辐射特性参数.研究成果在保护西部地区冻土上限值和解决城市热岛效...     

基于AASHTO 2002的我国沥青路面设计参数修正

研究了不同季节对交通轴载换算、土基回弹模量的影响以及材料动态参数对路面结构设计的影响,并通过对轴载换算的季节修正,用等效土基回弹模量代替最不利季节土基回弹模量以及用材料动态模量代替静态模量,进行了路面结构设计以及综合结构设计。结果表明,不同季节对交通轴载换算、土基回弹模量存在较大影响,材料动态参数与静态参数差异较大。综合考虑轴载换算的季节修正、土基的等效回弹模量、材料的动态参数,既能满足结构性能要求,又能满足经济性要求。     

双层排水沥青路面孔道自洁性能模拟

雨天车辆轮胎荷载作用下双层排水沥青路面内部会出现动水压力,进而产生"虹吸"作用,带出堵塞孔道内部的尘土,这一效应被称为双层排水沥青路面的自洁。该文借助CT扫描技术获取断面图层,在Simpleware软件中采用三维重构技术构建了双层排水沥青路面几何模型,在有限元软件Flow-3D中建立基于流固耦合方程(FSI)和沉积物冲刷方程(Sediment Scour)的耦合模型,并初始化水膜厚度、轮胎运动条件和路表水文边界条件。对照分析了不同速度、不同水膜厚度以及不同杂物粒径条件下轮胎滚动作用对动水压力效应和孔道自洁作用的影响。分析得出:杂物粒径对自洁效应起决定性作用,相同动水压力条件下,小粒径杂物析出数量较多,大粒径杂物析出质量较大;较大轮胎速度和较大水膜厚度会产生较大动水压力,但对自洁性能影响较小。