天然岩沥青改性沥青路面抗车辙性能分析

分析了天然岩石沥青改性剂的作用机理,通过车辙试验和动态蠕变试验研究了岩沥青改性沥青混凝土的高温性能,并采用有限元分析计算了岩沥青改性剂对沥青路面结构抗车辙性能的影响。研究结果表明:岩沥青改性剂可提高沥青混凝土的模量,使混合料的动稳定度值和蠕变模量得到大幅提高,明显改善了沥青混合料的高温性能;与普通沥青路面结构相比,岩沥青改性沥青路面结构的抗车辙变形能力可提高20%。     

基于BP神经网络的路面使用性能预测模型

建立路面使用性能预估模型是路面管理系统的关键工作.该文结合重庆市某高速公路的养护情况,以当量轴次、路龄、每年最热月的月平均最高气温、每年最冷月的极端最低气温、每年的年降雨量、养护费用作为输入节点参数,以路面的综合评价指标(PQI)作为输出节点参数,训练BP神经网络模型,并使用训练好的模型预测路面使用性能的发展情况.     

低等级公路行车速度分布与行车环境协调性分析

低等级公路交通环境复杂,交安设施不完备,安全问题较为突出,然而在实施一些道路条件改善措施后,甚至可能出现事故率提升、超速现象愈发严重等情况。对低等级公路来说,行车环境中各因素之间的协调性是保障安全的重点,需对行车环境对驾驶行为及交通安全性的内在作用机理进行研究关注,使道路条件"供给"与驾驶行为"需求"保持一致性。研究采用GARMIN GDR35行车记录仪,在自然驾驶条件下,大量获取在低等级公路上驾驶人行车环境和行车速度的资料。根据道路线形与路面条件、周边景观绿化条件、道路附属设施条件等3类要素对行车环境进行分类,并筛选出不同环境类别下的行车速度形成数据集。然后选择高斯混合模型对数据集中速度的分布情况进行拟合,并采用EM算法对模型中的参数进行估计。分析结果表明,不同行车环境下的行车速度主要呈双峰分布,体现了不同行车环境的协调性;当两个分布所占比例差大于0.95时,可看成是单峰正态分布,行车速度的离散性小,行车环境的协调性好;所占比例差小于0.3时,可形成弱双峰分布,行车速度离散性大,行车环境的协调性差,总体上会带来较大的安全风险。试验发现,行车环境不协调的情况普遍存在于低等级道路之中,在进行有关安全保障措施时,应给予行车环境协调性评估分析足够的重视。     

基于支持向量回归的视距计算模型建立和应用

为了更加有效地对山区高速公路隧道段的行车视距进行检验,建立基于支持向量机的视距计算模型,并将该模型应用于实际隧道的视距检验中。首先对驾驶人视觉图像识别的道路中心线建立视觉车道模型,提取6个特征值作为形状参数,包括视曲线长和视曲率,相关性分析发现上述6个参数之间存在显著的线性相关性,采用主成分分析法将6个参数降维成2个独立的主成分。然后基于支持向量机建立计算行车视距的模型,训练测试完成后,该模型的均方误差为0.071 8,拟合优度为0.359。最后,利用该模型对浙江上三高速公路新昌至白鹤段的10个隧道路段进行视距检验,发现南往北向马岙岭隧道和北往南向龙山隧道存在运行视距不足的情况,对照各个隧道的驾驶人视觉图像,发现这2处地点存在不合理的视觉环境设计,包括速度控制、视线诱导和增强等设施,导致在行驶过程中,视觉环境供给的视距难以满足驾驶人需求的视距。研究结果表明:横向减速标线配合隧道口彩色路面提醒可对隧道入口段进行有效速度控制,从而降低行车视距的需求;通过在隧道内设置闪光式轮廓标和出口外设置绿化带或植被护坡可以增强驾驶人视觉感知,从而减少隧道入口段黑洞现象和出口段白洞现象的持续时间,增加视觉环境中供给的视距;2种设计都有助于实现视距供需的平衡。     

路面最大压实度与筛孔通过率的数量关系探析

文章以第四届全国研究生数学建模竞赛试题为基础,假设路面结构由立方体单元结构组成,每个立方体单元结构由若干个直径不同的圆球组成,模拟集料的筛孔通过率与路面压实度的上界之间的数量关系,并对模型进行了分析评价和改进。     

基于Johnson-Cook黏塑性模型的沥青路面车辙计算

采用Johnson-Cook模型描述沥青混合料黏塑性本构关系,通过不同温度和不同应变率下单轴压缩试验确定沥青和改性沥青混合料的Johnson-Cook黏塑性模型参数,利用ANSYS瞬态动力学分析理论,分析了在设计年限内当量轴次和超载等不同条件下对沥青路面车辙变形的影响。结果表明:使用天然岩沥青改性沥青面层比基质沥青面层的抗车辙性能均提高20%,符合沥青路面车辙变形实际情况;基于Johnson-Cook黏塑性模型的车辙计算方法,为沥青路面车辙研究提供了一种新的思路和技术途径。