考虑公路等级的沥青路面性能衰变预测方法

为了研究沥青路面使用性能的衰变规律,准确预测未来路面病害发展状况。根据沥青路面面层厚度、基层厚度的不同,将某省国省干线2011—2014年路面病害检测数据进行归类,分别采用4种路面性能衰变模型,以时间和累计当量轴次作为自变量进行回归分析,根据回归模型预测了2015年路面PCI(路面损坏状况指数)值,与实际检测值进行了对比。结果表明:在不同类别中,以累计当量轴次为自变量时,拟合的衰变曲线相关系数均高于以时间为自变量的模型;在2015年路面状况预测值与实际值的对比分析中,高速公路指数形模型的差值最小,其他等级公路S形模型相对较好,但整体情况劣于高速公路;因此,对于高速公路路面性能,推荐采用累计当量轴次为自变量的指数形模型进行预测;对于其他等级公路,推荐采用累计当量轴次为自变量的S形模型进行预测。     

多孔沥青路面路用功能性能的衰变特性研究

多孔沥青路面是一种大空隙骨架结构的路面,具有显著的路面构造深度,有利于提高抗滑性能,并具有降温和降噪功能。依托上海五洲大道的实体工程对多孔沥青路面的功能性能进行分析,使用空隙率作为路面功能性能衰变的特征变量。以不同空隙率(18%~22%)的混合料为研究对象,通过室内试验分析多孔沥青路面在使用过程中的功能性能衰变,包括排水性能、抗滑性能和抗堵塞性能。     

排水性沥青混凝土路面渗水性能及其衰变规律

排水性沥青混凝土路面的大空隙率能够快速排除路表积水,提高路面雨天行车安全性。根据排水性沥青混凝土路面雨水入渗及其排水机理,认为其渗流过程与土壤相似,能够适用于变水头测试仪器。通过现场实体道路14个月的渗水衰变规律测试,提出了排水性沥青混凝土路面的渗水性能与时间的衰变规律。结合日本排水性路面铺装技术,提出了国内评价排水性沥青混凝土路面渗水能力的指标为:通车一年后渗水系数不低于600 ml/15 s。根据室内渗水试验,提出了排水性沥青混凝土路面的渗水系数与路面空隙率之间的关系式。     

乳化沥青冷再生路面性能衰变规律研究

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变规律,给冷再生路面结构设计提供依据,选择我国南方某高速公路路面维修工程中137 km乳化沥青冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通63个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,在经受了63个月3 271×104次的累计当量轴载且未做任何大中修养护的情况后,乳化沥青冷再生路面PCI,RQI仍为优,RDI指标仍为良;路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,且路面寿命因子α显著长于常规路面结构;路面病害以从上而下发展的Top-Down裂缝为主,病害影响深度一般仅局限在表面层,乳化沥青冷再生路面符合永久性路面特征。乳化沥青冷再生路面技术状况受到原有路面技术状况、施工变异性等因素的影响,且这种影响随着使用期的延长逐步显现。PCI衰变规律呈明显的快-慢-快三阶段特征,RQI和RDI衰变规律呈明显的快-慢-平三阶段特征,为进一步提升乳化沥青冷再生路面性能,应加强路面预防性养护。     

基于路面性能衰变规律的预防性养护措施和时机选择

比选路面预防性养护措施和确定其实施时机是路面预防性养护技术的核心。在已有路面性能衰变模型的基础上,通过引入改善系数A和寿命系数B,建立了预防性养护后的路面性能衰变模型,并讨论了改善系数A和寿命系数B的内在含义;进而提出了利用该衰变模型和费用效益比最大为准则的选择预防性养护措施和确定其实施时机的方法。     

内置应变传感器与沥青路面结构协同工作性能研究

为研究传感器与沥青路面结构的协同工作性能,揭示传感器的感知效能及与混合料协同工作的性能演化规律,通过对融合内置传感器的沥青混合料试件,开展多重模式下的力学响应试验,分析不同加载模式和环境工况下的应变响应规律特征;采用ABAQUS软件,建立融合内置传感器的梁试件有限元模型,通过数值模拟与计算,并结合四点弯曲疲劳试验,对内置传感器与沥青混合料协同工作下的交互影响行为和耐久性进行分析。研究结果表明：在逐级加载和动载作用下,传感器表现出良好的感知时效性;实测应变响应受混合料黏弹性质影响存在明显的滞后效应,加载频率f愈大,滞后效应产生的不利影响愈明显;当信息采集频率f^′为加载频率f的120倍时,数据采集效果最佳;应变传感器在温度变化、水-热耦合及不同速率等工况下能保持稳定的应变感知功能,实测应变响应曲线符合沥青路面结构的力学行为特征;与传感器法兰相接触的混合料和传感器自身测力杆处存在明显的应力集中现象,导致梁试件发生疲劳开裂而降低混合料的疲劳寿命;荷载反复作用下,裂缝的形成和拓展及传感器与基体材料发生滑移,造成实测应变难以反映混合料的真实形变,且感知功能呈现协同工作、感知失...     

基于路面使用性能衰变规律的检测周期优化方法研究

针对规范规定的路用性能指标检测周期未能与其衰变形式相呼应的情况,提出了基于路用性能指标衰变形式的检测周期确定方法。通过灰色理论扩充原有数据库,并对扩充数据进行回归分析,确定该指标的衰变方程,再使用规范中规定的评价标准及衰变曲线变化率的最大值确定该指标的优化周期。结合沧州市干线公路工程实际,给出了路用性能指标检测周期的优化过程。     

钢桥面改性沥青SMA10抗滑性能及衰变规律研究

为研究钢桥面改性沥青SMA10铺装抗滑性能及衰变规律,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,对不同温度条件与荷载水平条件下的试件进行加速加载磨耗试验,采集试验过程中的动态摩擦系数D_μ,同时采用摆式摩擦仪、铺砂法及激光扫描仪对加速磨耗试件的摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获取多因素条件下SMA10抗滑性能指标变化数据,并基于Asymptotic模型,采用归一法及导数极值法进行数据处理,建立抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的相关性。结果表明：1)随着磨耗次数的增加,SMA10的抗滑性能衰减速率呈“先快后慢”规律,且各项指标均具有良好的一致性,相关性系数达到0.95以上;2)不同磨耗阶段,抗滑性能指标及衰变速率存在较大差异,相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能影响更大。     

基于室内加速磨耗试验的SMA-13抗滑衰变规律研究

为研究SMA-13沥青混合料的抗滑衰变规律,对比分析了路面摩擦系数以及宏观构造这两个表征,并且对于沥青路面抗滑性能的检测方法以及指标进行了观察,在此基础上,采用自研的路面材料加速磨耗测试仪,对SMA-13混合料进行加速磨耗试验,通过摆式摩擦仪和人工铺砂法,分别测试了不同程度加速磨耗试验后的SMA-13混合料试件的摩擦系数和构造深度,进而研究SMA-13的抗滑衰变规律,结果表明:SMA-13混合料的构造深度与摩擦系数具有良好的相关性,在荷载作用初期,构造深度和摩擦系数衰减较快,后期趋于稳定。表明SMA路面的抗滑性能衰减主要发生在路面通车1~2 a的早期阶段,后期趋于稳定。采用对数法进行拟合,建立了摩擦系数和构造深度的相关性模型,将室内试验结果与工程实践进行对比,进一步验证了SMA-13沥青混合料及其路面抗滑性能的衰变规律。     

基于参数自适应方法的路面性能衰变方程研究

路面性能衰变方程是针对路面在使用过程中性能衰变的预测。应用贝叶斯估计，对路面性能衰变方程的参数自适应进行了研究，得到参数自适应的计算公式。它能够简便的计算出模型所需的参数，不需通过对整体庞大的数据进行回归。最后通过随即生成的样本对提出的自适应算法进行了检验。     

沥青路面弯沉指标的探讨

弯沉是我国沥青路面设计和施工质量控制中通常使用的一个技术指标。近些年来,随着我国沥青路面结构形式的变化,以及美国MEPDG设计方法的影响,国内学术界对弯沉指标产生了不同的看法。为此,从路面结构承载能力角度出发,对弯沉指标的力学含义、工程意义以及设计价值等问题进行探讨,同时,结合我国半刚性基层沥青路面使用状况,分析了弯沉指标对路面使用性能评价的作用,并初步探讨了半刚性基层沥青路面结构的耐久性问题。最终指出,完善弯沉设计指标是完善沥青路面力学经验设计方法的有效途径。     

高速公路沥青路面抗滑性能影响因素及衰减规律分析

采用现场试验及理论分析相结合的方法,分析了路面抗滑性能机理,总结综述了沥青路面抗滑性能的影响因素,结合重庆山区多雨特殊地理气候条件,通过重庆地区4条高速公路6年间的横向力系数测试数据,分析了高速公路沥青路面抗滑性能衰减规律,并提出了保持高速公路良好抗滑性能的建议,研究成果可供高速公路沥青路面养护参考。     

基于力学响应敏感性的沥青路面设计指标分析

以云罗高速公路无机结合料稳定类沥青路面试验路给定的结构型式为基础,分别针对2006版、2017版《公路沥青路面设计规范》和壳牌(SHELL)设计法中的设计指标,利用四因素三水平正交试验,得到极差以进行力学响应的敏感性分析。敏感性分析结果表明:2017版《公路沥青路面设计规范》克服了2006版设计规范中的弯沉难以协调各项单项指标及路面结构型式单一的缺点,2017版设计规范中的设计方法更具有开放性,设计者可选择空间更大。     

基于法国路面设计方法的全厚式沥青路面结构性能分析

为了进一步分析全厚式沥青路面结构性能,基于法国路面设计方法,以力学响应指标表征结构力学性能,以相同条件下服役寿命、开裂风险描述疲劳性能,对比全厚式普通、全厚式高模量沥青路面结构性能.结果 表明:荷载作用下,两种路面结构弯沉、剪应力及拉应变响应主要集中在荷载作用区域,具有较强的荷载集中效应;随着基层厚度的增加,两种路面结...     

基于透水性能的全透水沥青路面结构设计

为了研究全透水沥青路面的结构设计方法,从全透水沥青路面试验路的结构设计入手,综合考虑所设计路面的力学性能和透水性能,以北京当地的设计平均降雨强度作为结构设计的依据,综合考虑不同材料基层的适宜厚度,并最终确定透水基层的厚度,以透水时间、饱和入渗强度和现场渗水试验作为透水性能的检测指标,发现使用该设计方法所设计的全透水沥青路面结构的力学性能和透水性能均满足要求。     

沥青路面性能预测模型研究

沥青路面性能预测模型的形式较多,为了使模型选择更合理,结合工程实例,分析讨论了S型模型、多项式模型、指数型模型及马尔可夫概率型模型的预测效果及模型适用性。研究结果表明,每一类模型都有其适用性和局限性,但S型模型表现出较好的综合预测性能,同时,应用简单方便,具有更普遍的适用性。     

沥青路面抗滑性能研究现状与展望

作为未来道路交通荷载的主流形式,车辆的行驶稳定性与路面抗滑性能存在着直接关系,而且随着时间变化,沥青路面的抗滑性能受各种不确定性因素的影响。为了明确国内外沥青路面抗滑性能的研究现状,对胎-路接触力学模型和路面附着特性、动摩擦因数的计算方法、不确定性影响因素、抗滑性能评价指标和衰变模型以及抗滑性能在无人驾驶车辆安全性中的应用等热点问题研究进展进行了综述与总结,对比分析了现有沥青路面与橡胶轮胎的接触力学模型,探讨了设计、施工及运营阶段中的不确定性因素,归纳了现有沥青路面抗滑性能评价指标及衰变模型,最后论述了沥青路面抗滑性能的发展方向。分析结果表明：基于路表分形理论的Persson迟滞摩擦理论更适用于沥青路面动摩擦因数的计算要求,计入了橡胶对表面粗糙度的有关尺度变形响应及滑动摩擦的温度依存性;考虑路表峰值附着系数时变性的摩擦因数-滑移率（μ-s）曲线附着系数估算方法更能反映路面实际附着特性;当前沥青路面抗滑性能研究在胎-路相互作用机理、评价指标、衰变模型等方面研究不足,需要从时变性、统一性及车辆抗滑需求感应参数等方面进一步深入研究。推行基于时间效应的抗滑评价指标是沥青路面抗滑层设计与抗滑性能评价发展的必然趋势,也是提高中国沥青路面全寿命周期内服役水平的重要方法。     

南疆沙漠地区沥青结合料老化规律及力学性能衰变规律研究

结合南疆沙漠地区特殊的气候特征,进行该地区沥青结合料特殊的老化规律及沥青结合料力学性能衰变规律的研究工作.基于南疆沙漠地区不同服役阶段旧沥青混合料,通过混合料抽提试验回收该地区不同服役阶段沥青结合料中的旧沥青,采用沥青4组分测试技术对不同服役阶段的沥青进行组分分离测试,确定南疆沙漠地区沥青老化规律.采用差示扫描量热法(...     

基于差异磨光的沥青路面抗滑性能研究进展

为保证道路行车安全,沥青路面上面层一般要求采用具有优异抗磨光和抗磨耗性能的集料.但随着中国公路建设速度的提升及优质石料资源的不断消耗,利用优劣集料间的差异磨光特点铺筑高抗滑沥青路面表层的理念逐渐引发关注.该文概述了路表常用粗集料的材料特性及复配沥青混合料的组成设计,介绍了不同天然集料、固体废物、人造集料复配沥青混合料的...