路面抗滑性能检测与预估方法综述

针对道路工程中路面抗滑性能检测与预估中存在的问题,分别从力学机理、检测方法、预估模型3个方面系统梳理了路面抗滑性能相关成果及进展;基于传统的库伦摩擦定律,阐明了路面抗滑性能的摩擦力学机理,从路面、轮胎以及接触环境3个方面总结了抗滑性能的影响因素;总结了抗滑性能的直接与间接测量方法,重点分析了路表纹理检测技术的难点以及测试数据的预处理方法;对比分析了抗滑性能预估的传统经验统计模型、力学模型以及机器学习等方法的优点与不足。研究结果表明:影响路面抗滑性能的因素众多,传统的摩擦理论难以描述橡胶与粗糙表面接触界面第三体的力学行为,因此,需要进一步研究具有润滑介质的接触界面摩擦机理;抗滑性能直接检测方法功能单一,成本较高,表面纹理的高速无接触自动化检测更加符合未来智能一体化检测需求,但高精度、大量程检测以及数据清洗仍是需要突破的瓶颈;相比现行的各类预估模型,经验统计模型及机器学习弱化了胎-路接触特性,导致预估模型缺乏扩展性;推行有限元仿真力学模型方法,有望进一步揭示复杂物理场下的摩擦机理,从而开发更精准、高效的路面抗滑预估模型。      

基于PQI评价沥青路面施工质量的有效检测频率

为了最大程度地提高检测效率,准确评价沥青路面施工质量,通过采用新一代无核密度仪(PQI380),获取新建沥青路面大样本密度检测数据,并分别利用数理统计分析和灰度图的评价方法,用不同检测频率的样本来评价沥青路面施工的均匀性。综合两种方法既考虑了数据总体的一致性,又结合了离析区域位置和施工效果的一致性,研究结果表明:无核密度仪是一种精度高和速度快的道路无损检测手段;PQI评价沥青路面施工均匀性的最小有效检测频率为测点间距1m。     

基于沥青介质法混合料理论最大相对密度影响因素的灰关联分析

为准确测定沥青混合料的体积参数,以及克服沥青路面芯样空隙率或压实度代表性差,避免主控指标验收计算不准确导致沥青路面早期损坏,提出用沥青介质法测定马歇尔试件或芯样的理论最大相对密度。基于沥青介质法测定不同沥青材料及级配类型的马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青的性质、油石比和毛体积相对密度对沥青混合料理论最大相对密度的影响程度。根据灰关联度排序结果表明:矿料级配对于沥青混合料理论最大相对密度影响最大,矿料颗粒愈细,影响程度愈高;毛体积相对密度次之,反映了试件的密实程度对其影响较大;沥青用量和性质相对较小。     

基于介电特性的沥青混合料密度预估优化模型

为了提高沥青路面传统密度预估模型精度,开展了沥青混合料密度预估模型参数优化研究。基于混合材料的介电混合模型,引入散射体影响系数v和形状因子u,推导出沥青混合料密度预估理论模型的通用公式;采用Percometer介电常数仪测量不同类型沥青混合料试件及其组分（沥青和矿料）的相对介电常数,基于麦夸特法和通用全局优化算法,求解通用公式密度预估值与表干法实测密度值的误差最小值,确定了ISO（Influence Coefficient and Shape Factor Optimization）模型的v和u最优解,并对ISO模型进行了可靠性SW检验;最后通过不同密度预估模型对比分析,验证了ISO模型密度预估的优越性。研究结果表明：ISO模型的v和u值分别为5.1、-4.5,采用ISO模型预估沥青混合料密度有效可靠;密级配沥青混合料的公称最大粒径越小,ISO模型密度预估值与实测密度值的拟合优度越高,平均相对误差越小;相对瑞雷模型和ALL模型,ISO模型密度的预估效果最好,能显著提高空隙率偏大沥青混凝土的密度预估精度。研究为更加准确地预估沥青路面密度提供了新方法。