路面平整度量测与评价方法研究

本文研究并介绍国内外路面平整度量测方法及发展状况，各种量测仪具的性能和实用性，并对建立我国路面平整度量测和评价系统提出了几点建议。     

激光辐射式光电弯沉仪

公路建筑计划的胜利实现是与现代化的路面使用质量的检验手段分不开的。众所周知,现行的试验是用МАДИ-ЦНИЛ杠杆式弯沉仪在现场评定路面的强度。 然而用这种装置进行量测的许多研究分析表明,其误差值显著地超过BCH46—72规范值。 在西伯利亚公路学院进行了用现代化工具量测路面表面变形的工作,它同时具有量测所允许的精度。它解决了汽车量测时的问题,并探明了一次量测至发生弹性变形的时     

轮胎/路面噪声量测与分析

该文在分析多种不同的轮胎/路面噪声量测方法基础上,应用随车声强测试法(OBSI)和统计通过法(SPB)对两个路段进行量测.分别得到声强级(SIL)和统计通过指标(SPBI),并分析了不同车速、不同类型路面下的轮胎/路面噪声特性.     

基于外部动态环境的汽车碰撞危险估计算法研究

针对现有紧急情况下车辆的碰撞危险评估算法大多只考虑量测噪声干扰带来的不确定性,提出一种综合考虑路面动态环境不确定性和量测噪声干扰的汽车碰撞危险估计算法。首先,构建"路面状况-车速-最大减速度"模糊推理模型,即由路面状况和自车车速,经模糊推理智能算法快速获取车辆制动最大减速度;建立基于运动学的预测模型,考虑上述路面附着状况动态变化和传感器量测噪声带来的不确定性,采用蒙特卡洛法实时计算自车当前行驶环境下的碰撞概率。根据汽车动力学和道路有关参数预测车辆紧急制动和转向的轨迹,从而得到制动避撞与换道避撞的碰撞概率。以交叉路口和追尾工况为例,对比分析了不同路面情况下制动避撞和转向避撞的碰撞概率,从而为车辆选择合理的避撞方式。结果表明,所提出的危险估计算法与真实交通动态环境下的紧急避撞行为比较相符,具有良好的有效性和可行性。     

路面结构参数同时反算的人工神经网络法

利用传递矩阵方法，计算出柔性路面结构在轴对称荷载作用及层间完全接触情况下的路表弯沉值，以该结果为输入数据训练三层BP网络，得到较精确的网络权值和阈值，在此基础上实现对柔性路面结构层的模量和厚度参数的同时反算，计算分析表明该方法速度快且精度高，既可反算路面结构层的模量又能反算路面结构层的厚度，通过与实际值比较，其计算精度完全满足工程实际的要求。     

柔性路面结构评价知识库系统

路面弯沉常用来无破损评价路面结构状态，根据路面弯沉反算的回弹模量用来表征路面结构层特性，目前各种反算方法的计算结果多取决于分析者个人的经验和输入参数的合理性，常常不一致。为使无破损评价更趋实用，本文建立了知识库系统－路面结构评价系统，该系统能提供合理的路面结构层模量估算值，特别是在数学反算方法无法求出合理结果时尤为实用。     

多轴车辆在复杂路面行驶时的阻力模拟方法研究

本文提出了一种用于多轴车辆测功试验台进行复杂路面模拟时,确定车辆各驱动轴所需施加行驶阻力的方法。本方法通过建立多轴车辆行驶的动力学模型,对车辆行驶中的相关状态量进行计算,进而获得测功机在模拟车辆行驶时所需施加的载荷。与一般方法相比,本方法能够更好地反映具有小坡度、短保持距离、坡度频繁变化等特点的复杂路面对车辆行驶状态的影响,从而使施加载荷更接近于车辆真实的行驶情况。同时通过统计方法将振动台架中使用的路面高程谱进行转换,生成用于本方法使用的测功台架复杂路面地形谱。最后对提出的车辆模型进行了仿真,对比分析了多轴车辆在水平路面和复杂路面上等速、加速、滑行和制动等行驶情况下车辆各个状态量的变化情况,仿真结果初步验证了方法的可行性。     

基于反算模量的接缝传荷能力的评价

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测弯沉盆的反算模量研究了水泥混凝土路面的接缝传荷能力，提出了以板边弯沉盆反算的面板模量Eb与板中弯沉盆反算的面板模量Ez之比表征接缝传荷系数的方法，通过实际路面结构的验证表明，Eb/Ez很好地表征了接缝的传荷能力和使用性能，可供工程应用参考。     

高速公路路面排水

本文简介了高速公路路面排水形式，从暴雨迳流和水力方面，给出确定路面排水设施主要尺寸的计算方法和算例，并对分散性排水有关问题作些探索。     

遗传算法反算路面结构层的模量

路面模量反算,是根据落锤式弯沉仪FWD等公路无损检测仪器测得的弯沉盆数据,利用力学理论和数学方法,通过弯沉盆的拟合来反求路面的材料特性参数。该文利用遗传算法反算路面结构层的模量,计算结果表明稳定性好,结果不受初始值的影响,收敛于全部的最优解,反算值可达到令人满意的精度。     

路面/轮胎噪音测试方法的研究

通过对测试仪器的数据采集系统、软件系统、数据量测方法等方面的研究,考虑了环境及测试过程中的偶然性等因素,开发了一套新型路面/轮胎耦合噪声测试设备,实现了实时量测分析评价路面/轮胎噪声,及同时采集车辆速度、路面轮胎耦合噪声和不平整度的数据,进而对速度与噪声、路面不平整度与噪声等进行相关性分析.     

路面管理系统中IRI标定方程的建立

路面平整度是路面使用性能评价中影响行驶质量的主要因素。为了克服不同单位或不同仪器的量测值存在的缺乏可比性及稳定性，本文根据国际平整度指数概念和原则，利用三种量测仪器进行实地试验，经过程序处理，建立了ＩＲＩ标定方程。并在养护检查工作中进行应用。其效果较好。     

基于同伦方法的路面模量反算研究

根据最优化问题的极值条件 ,将模量反算转化为非线性映射求零点的问题 ,结合数值微分计算弯沉对模量的一阶和二阶偏导数 ,建立了基于同伦方法反算路面模量的数学模型 ;并采用 LI-YORKE算法求解微分方程初值问题跟踪同伦曲线 ,获得模量的反算结果 ,在此基础上编制了相应的模量反算程序。通过对 3种路面结构的落锤式弯沉仪 ( FWD)的实测弯沉盆进行模量反算 ,并与国内外其它反算程序比较 ,验证了同伦方法反算结果的精度和可靠性。同时 ,通过选取不同初始值进行反算比较 ,验证了同伦方法的大范围收敛性和反算结果的稳定性。结果表明 ,采用同伦方法进行路面模量反算有效地解决了常规最优化算法的初始值和局部收敛的问题 ,是一种精度好、速度快、效率高、结果稳定且大范围收敛的模量反算方法。     

用“钢钎法”测路基路面结构层厚度

在公路丁程的竣工验收及老路改建中,对路基、路面结构层厚度的检测是对施工质量进行评定的主要指标之一。目前,对路基、路面结构层厚度的检测大多采用刨坑量测的方法,这种方法虽然简便易行,但尚存在许多缺点:①量测不准确;②开挖困难,费时费工;③回填后坑槽处的强度不易保证;④对路面结构的破坏较大。由于上述原因,该法检测点数不易布置太多,使量测精度受到限制。     

路面破损特征量的激光检测研究

为科学准确地计算出某一路段沥青路面的破损量,降低维护费用,研制了路面破损激光检测系统,应用激光测距仪、倾角传感器、陀螺仪等先进电子传感器对路面的破损特征量进行三维测量和定位,来检测路面的破损程度及通过坐标变换法计算出沥青路面的总破损体积量。     

城市路面排水设计计算

为迅速排除路面径流、保证路基稳定、延长路面使用年限、维持车辆正常交通及行人安全,需要合理进行路面排水设计。结合设计暴雨重现期和允许路面最大排水宽度(允许扩展)的概念,可以分为汇水流域地表漫流、道路边沟流和雨水口进流的计算,进而可以确定雨水口的设置间距。该文首先阐述了地表漫流的流量、道路边沟流量和雨水口截流能力的计算方法,然后利用算例说明了连续坡面上雨水口间距设置的计算步骤。     

基于FWD的路面结构层模量直解方法研究

基于FWD实测弯沉盆数据,结合Boussinesq公式和FWD荷载应力分布系数,提出了模量影响因子的概念,研究了利用模量影响因子直接求解路面结构层模量的方法,给出了双层路面体系和三层路面体系各层模量和厚度的详细求解过程,并将计算结果与SID-MOD模量反算软件的计算结果进行对比,结果表明该方法快速、简便,能够满足工程需要。     

考虑路面不平整度因素的车路耦合系统非线性数值模型

利用有限元方法以车路耦合系统作为研究对象,开展路面不平整度影响下的车路耦合非线性数值模拟研究,建立了考虑路面不平整度因素的车路耦合非线性数值模型,包括车辆系统、道路系统、车辆与道路的接触3大部分,并模拟车辆行驶和轮胎的跳起等。在非线性模型计算过程中,设定车辆模型在道路表面以某一设定速度匀速运动,并利用道路不平整度频谱进行Fourier逆变换得到时域模拟的路面不平整度数值,以研究路面不平整度激励下车路耦合振动。研究所得主要结论:(1)在随机性路面不平整度影响下,通过对车路耦合非线性动力模型的计算结果数值以及动力模型所反映振动趋势的验证,得出该模型能较好地反映车路耦合作为一个大系统的振动情况,计算结果可信,具有较高的工程应用价值。(2)路面不平整度越差路面产生的振动位移也越大,算例显示同样条件下C级路面下的最大位移量是A级路面的1.31倍,但路面振动频率受不平整度的影响不明显。     

水泥混凝土路面板硬化翘曲时程变化实测分析

通过铺筑足尺水泥混凝土路面,在连续观测混凝土板不同深度早龄期温度场的同时,基于自主开发的竖向变形观测装置观测了端部自由板和内部约束板在整个早龄期的竖向翘曲变形历史。在此基础上推导了基于五测点的等效线性温度梯度计算公式,提出了基于板的翘曲变形时程和温、湿度时程的水泥混凝土路面板硬化翘曲直接量测方法,为硬化翘曲存在形态的试验量测提供了一种新的分析方法。分析表明:端部自由板翘曲变形幅值(-0.3~1 mm)远高于内侧完全约束板的相应位置(-0.2~0.3 mm)。受约束程度、湿度梯度、温度梯度等因素的影响,板的翘曲呈现显著的非对称性。约束稳定区域等效线性温度梯度随龄期逐渐衰减和稳定至1℃/m,自由板边与自由板角等效内嵌温度梯度时变规律多样。水泥混凝土路面板等效内嵌温度梯度主要集中在-25~25℃/m范围内,约占水泥混凝土路面设计所采用温度梯度的25%,不可忽略,但具体幅值需依据具体路面结构、板块尺寸、早龄期温湿度历史以及混凝土材料性能等因素通过计算或现场实测进行评估。     

模拟退火法在路面结构模量反算中的应用

利用模拟退火法反算路面结构层弹性模量可以避免一般反算方法受初值影响的缺陷。文中探讨了模拟退火法在跃同结构模量反算中的应用，并开发了反分析程序BC-SA，计算结果表明，该方法可行，分析结果令人满意。