中国路面工程学术研究综述·2024

近年来,中国公路建设成果斐然,路网规模快速增长、关键技术不断突破。为进一步提升中国路面工程学科水平及国际影响力,推动路面工程可持续、高质量发展,从公路韧性评估与恢复、长寿命路面结构与材料、公路交通能源自洽、低环境影响公路技术、路面材料基因与高通量、公路数字化及智能化、公路智能检测与高性能养护等七大研究方向,系统梳理了近年来国内外路面工程的发展现状、前沿热点问题与未来发展趋势。具体围绕公路绿色化、韧性化、智能化、长寿命与交能结合等领域,遴选了20个热点研究方向,涵盖公路致灾因素及失效机理、公路韧性评估与恢复、公路韧性提升关键技术、公路长寿命路面结构足尺试验、公路结构与功能寿命增强技术、公路清洁能源采集技术、公路能源自洽设计、公路路域环境影响测试与评估方法、低环境影响路面新材料、沥青路面温拌再生技术、路面材料基因研究、路面材料跨尺度计算、路面材料基因与高通量研究、公路数字化建模技术、公路数字孪生仿真技术、公路运维数据驱动技术、公路探地雷达检测技术、路面性能轻量化检测、公路沥青路面抗滑性能检测及恢复技术、公路高性能预防养护技术等主要内容。该综述可为中国路面工程学科发展提供指引和参考,为路面工...     

温拌SBS沥青混合料旋转压实特性

采用旋转压实仪(SGC)成型温拌SBS沥青混合料试件,根据体积参数的变化规律确定了最佳拌合温度,根据旋转压实曲线对温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的压实特性进行了对比分析.分析结果表明:与热拌沥青混合料相比,用旋转压实法确定温拌沥青混合料成型温度降低约20℃,动稳定度提高30%,低温抗裂和抗水损害能力相差不大.在压实初期...     

无线充电道路电能传输与设施部署方法综述

为总结国内外无线充电道路技术进展，对比分析电磁谐振式、电容式和辐射式等电能传输方法的优缺点，重点分析提高电磁谐振式工作性能的方法，并结合城市出租车、城市公交系统和公路交通系统的充电需求阐释道路无线充电设施部署方法。分析表明：当前无线充电效率相对偏低，需进一步提高充电效率，但其影响因素众多，需进一步加强对电容式和辐射式功率传输的研究及三种方式之间的经济效益对比，并考虑将无线充电道路设施的部署优化模型进行试点运行和测试，从而更快推进出租车、城市公交系统以及公路交通系统无线充电的应用化。     

温拌沥青混合料马歇尔变温变击实功设计方法

为了建立温拌沥青混合料组成设计方法,在不同温度和击实次数下进行了AC-13C温拌沥青混合料的马歇尔击实试验,分析了温拌沥青混合料体积特性。分析结果表明：随着击实温度的降低和击实次数的减少,温拌沥青混合料的空隙率和矿料间隙率增大,沥青饱和度降低;与热拌沥青混合料相比,温拌沥青混合料中沥青被集料吸收的含量（质量分数）、有效...     

沥青混凝土路面车辙病害调查及机理分析

基于江苏省某段高速公路沥青混凝土路面车辙病害的原因调查,通过现场取芯试验,分析路面各沥青层厚度、沥青混凝土路面现场空隙率以及沥青混合料级配油石比组成,并结合理论分析,有助于对车辙的形成机理作一深入的探讨.     

钠基蒙脱土改性沥青的制备及性能研究

为研究钠基蒙脱土对沥青技术性能的影响,采用熔融插层法制备了钠基蒙脱土改性沥青,利用XRD分析了钠基蒙脱土改性沥青的微观结构,并通过室内试验测试了钠基蒙脱土改性沥青的针入度、软化点和延度。结果表明:钠基蒙脱土扩大了层间距,形成了插层型纳米复合结构;钠基蒙脱土提高了沥青的黏度和高温性能,改善了沥青的感温性,但略降低沥青的低温性能;钠基蒙脱土的最佳掺量为4%左右。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

沥青混合料高温性能的流变指标评价

为探讨油石比和空隙率对沥青混合料高温性能的影响,对AC-20改进型沥青混合料进行单轴静载蠕变试验研究。结果表明:流变时间Ft值与混合料高温稳定性有较好的相关性,Ft值越大,混合料的高温抗变形能力越好;柔量~时间半对数曲线直线部分的截距a值和斜率m值越大,混合料的高温性能越差,相关性相对较差;当空隙率大于4%时,空隙率越小,混合料高温性能越好;在最佳油石比下,混合料具有较好的高温性能。     

智能道路无线充电系统耦合线圈互操作性分析

无线充电线圈的互操作性是智能道路无线充电系统的关键性能指标。为分析耦合线圈的互操作性，首先建立了无线充电系统及耦合线圈的仿真模型，选取了3种不同形状和对应尺寸的线圈作为发射线圈和接收线圈，利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，分别分析了不同形状和尺寸以及不同组合形式线圈对无线电能传输系统效率和耦合线圈互操作性的影响。另外，采用MATLAB/Simulink对无线充电系统的传输效率进行了仿真分析。为验证仿真结果的准确性，对无线电能传输的试验装置进行了测试验证。研究结果表明：随着线圈传输间距的不断增加，线圈的自感不变而互感不断降低，同时其耦合系数和系统的输出效率也会随之减小；圆形线圈的互操作性优于方形线圈，其中方形-方形耦合线圈互操作性最差，圆形-圆形耦合线圈互操作性最优，其最大传输间距提升9%~12%；大尺寸线圈的互操作性优于小尺寸线圈，且线圈尺寸的变化对于互操作性的影响大于线圈形状。研究结果为智能道路无线充电系统设计提供了理论依据。