沥青路面表面纹理重构与构造深度预测模型

为了实现通过调整混合料的级配设计来获得期望的路面平均构造深度的目标,采用高精度三维激光扫描技术,采集了AC、SMA、OGFC三种典型级配的沥青混合料试件表面纹理特征信息。通过邻域插值法对采样数据的异常值和离群值进行替换,并通过均值滤波对采样数据进行降噪处理后,三维重构了试样表面;在采用傅里叶变换得到重构表面频域信息的基础上,根据宏观纹理的波长对应的频率设计带通滤波器,从重构表面中分离并提取出了路面宏观纹理。应用蒙特卡罗算法计算了路面的平均构造深度,通过采用筛上质量比-粒径积同时考虑了混合料的粒径和筛孔通过率对平均构造深度的影响。采用多元线性回归、随机森林和人工神经网络的方法,建立筛上质量比-粒径积与平均构造深度的预测模型,研究了混合料级配对沥青路面平均构造深度的影响。研究结果表明：均值滤波在去除噪声信号的同时也比较完整地保留了高程轮廓特征,三维重构的试样表面特征与原始表面特征一致;平均构造深度会受到级配曲线中除最大公称粒径外的其他粒径及筛孔通过率的影响;通过多元线性回归、随机森林和人工神经网络3种模型建立了以各筛孔尺寸的筛上质量比-粒径积为自变量,平均构造深度为因变量的回归模型,得到的...     

基于聚焦深度的沥青路面微观纹理三维图像重构方法研究

沥青路面微观纹理三维图像重构是研究其微观性能的基本方法之一,针对国内外沥青路面微观纹理三维图像重构方法的不足,运用聚焦深度法,通过单目体视显微镜沿垂直沥青试块表面方向拍摄序列图像,采用改进的Laplacian聚焦算子进行序列图像融合并确定融合图像中每点所属的高度层次,用高斯插值算法得到每点准确的高度值,进而实现沥青路面微观纹理三维重构.与激光轮廓仪测量的断面轮廓线进行对比分析,验证了其精度和可行性.试验结果表明该方法可以高精度重构沥青路面三维微观纹理.     

基于三维激光的车辙表面纹理特征研究

路面的车辙损坏严重影响行车安全,时常引发交通事故,造成重大经济损失。该文为了探究车辙表面的纹理特征,设计试验模拟车辙的形成过程,采用基于三维激光的深度相机采集车辙和非车辙的点云数据,计算车辙的表面纹理特征参数。选取平均构造深度MPD、功能参数和体积参数。经计算结果分析,有车辙的平均构造深度MPD、突出谷部高度S_vk、谷部的空隙容积V_vv的数值均小于非车辙。利用这3个参数建立SVM的车辙判断预估模型,判断准确率为91.7%。     

沥青路面宏微观纹理对摩擦系数的影响研究

鉴于目前路面表面摩擦力测量方法的不足,为探讨路面宏观、微观纹理与摩擦系数之间的关系,文中采取实验室车辙板,使用便携式三维道路路面分析仪LS-40扫描试件表面三维纹理特征,用BM-Ⅲ型摆式摩擦系数测定仪测量试件表面摩擦系数。通过傅里叶变化将三维纹理分解成宏、微观纹理,再将表征宏、微观纹理的特征指标MPD与摩擦系数BPN拟合,以确定他们之间的相关性。结果表明,宏观、微观纹理与摩擦系数均具有较好的一元负相关性,并且宏微观纹理同时分析时与摩擦系数的二元相关性更强。     

沥青路面构造深度检测技术研究

为研究沥青路面构造深度检测技术,本文将路面构造的概念进行深入分析,同时汇总当前国内外常见的一些沥青路面构造深度检测方法,结合工程实践,采用铺砂法和激光构造深度仪法对试验段路面深度进行检测,研究结果表明:不同沥青路面构造深度检测方法具有不同的优劣性,在工程中应用时宜因地制宜的采用合适的检测方法;试验段路面铺砂法和激光构造深度仪法的检测结果平均值分别为1.89mm和1.90mm,试验段路面抗滑性能较好;铺砂法和激光构造深度仪法的检测结果皮尔森相关系数达到0.97,验证激光构造深度仪法具有较好的检测效果。     

基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能研究综述

沥青路面纹理形貌是影响道路抗滑性能的重要因素,而路面纹理具有自相似分形特性,因此借助分形特性实现路面纹理量化,对研究路面纹理与抗滑性能之间的联系具有重要意义。从宏观和微观这2个层面总结了沥青混合料纹理和集料纹理的单重、多重分形特性相关研究;分析了分形理论在路面抗滑级配设计和抗滑集料筛选中的应用,总结了基于分形理论的多种抗滑级配设计模型,提出了基于分形理论的集料优选新思路;对比分析了分形理论与参数统计法、力学解析法及有限元模拟法在路面抗滑性能预测中的结合应用。研究结果表明：分形分析为路面纹理描述提供了新思路,但其分析方法仍未突破关键瓶颈,在模型精确性、标准化、系统性方面仍有一定限制;分形理论与抗滑级配设计和抗滑集料筛选的结合应用仍处于探索阶段,需进一步加强设计方法的合理性研究,验证其在实际工程中的适用性;横向对比各类基于纹理分形特性的抗滑预测模型性能,结果表明,有限元模拟预测模型在实际应用中能更准确地还原复杂条件下的胎-路接触状态,更具发展潜力。展望了基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能的未来研究方向,主要包括多尺度的纹理分形特征与抗滑性能的关联规律、实际工程分形参数判别标准,以及基于分形理论的智能抗滑预测体系构建。     

基于激光轮廓仪的沥青路面轮廓特征的三维重构技术

根据自主研发的激光轮廓仪采用小间距、多条线的测量理念采集测量点的空间坐标,并借助MATLAB软件平台对测量数据进行处理实现沥青路面的三维重构。将室内模拟的不同轮廓特征的沥青路面的重构图和实验路段不同离析程度的沥青路面的重构图与对应重构区域的平均构造深度指标进行对比分析,对比实验结果表明:该沥青路面轮廓特征三维重构图直观性强,与平均构造深度表征的路面情况相吻合;同时工程实验路段的三维轮廓图能直观呈现出不同区域的离析情况,可为沥青路面施工质量控制提供参考。     

碾压工艺对沥青路面构造的磨损作用研究

为解决沥青路面磨耗层压实度和抗滑构造完整性的均衡问题,从沥青混合料的压实机理和碾压温度控制着手,分析碾压模式、压实曲线特征对压实度的影响,并基于图像处理技术采集与计算不同碾压模式下的沥青路面构造破坏程度。结果表明:相同碾压遍数下,优先使用胶轮碾压可以显著提高路面密实度;沥青路面的压实度与碾压遍数可以使用对数模型表征,模型参数具有明确的物理意义;数字图像法可以提取路面磨损特征,提出的磨损率指标能够有效评价碾压工艺对路表构造的破坏程度;随着钢轮振压温度的下降,路表构造磨损率显著增加,建议在保证沥青路面压实度所需遍数的前提下,避免钢轮低温振动碾压。     

提高水泥砼路面纹理构造深度的施工工艺

纹理构造深度是水泥砼路面板质量评定的重要指标之一,对于大多数采用传统小型机具人工铺筑的水泥砼路面,表面构造深度指标较难达到要求.通过国道325线恩城改线工程路面构造深度的施工,论述该施工工艺与技术要求.     

基于三维检测技术的沥青路面多维指标体系研究

随着三维检测技术的不断发展,通过道路三维检测设备获得道路网状况数据来分析路况水平,为道路科学化决策提供数据依据。本文通过研究建立了基于三维检测技术的沥青路面的多维指标体系,对路面属性进行了多维分解,建立了基于三维数据的多尺度路面属性指数(路面破损、平整度、车辙、桥头跳车等)与物理性能的对应关系,提出了满足不同检测目标所需达到的三维精度、不同尺度的数据要求以及不同路面属性指标的计算方法。     

沥青路面车辙LSTM--BPNN特征融合预测模型研究

为探究预测性能更优的沥青路面车辙变形预测模型,更好地捕捉预测过程中基本特征和时序特征的潜在关联性,通过下载并预处理LTPP数据库中与沥青路面车辙相关的路面结构材料、交通荷载、气候环境及路用性能数据,构建一个高质量样本数据集。并使用注意力方法融合BP神经网络和长短期记忆神经网络,建立性能更优的基于深度学习的LSTM-BPNN车辙预测模型。最后将此模型与其他4种常用预测模型进行比对试验,评估该模型的精确性和有效性。结果表明:LSTM-BPNN模型预测性能表现优异,训练集和测试集上的R~2分别达到0.821和0.796,能充分捕捉与沥青路面车辙相关的基本特征和时序特征;在比对试验中此模型R~2和RMSE均好于其他常用模型;另外此预测模型具有较强的泛化能力,将目标特征和预测特征进行更换,可实现更广泛的应用。     

西藏地区沥青路面裂缝类病害特征研究

由于西藏地区沥青路面受到特殊的气候环境与地质的作用,沥青路面病害形式复杂多样且路面性能衰减速率快。通过对西藏典型区域沥青路面病害调研,分析了西藏地区沥青路面裂缝类病害的特征,以横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝3类形式为主探讨了沥青路面裂缝类病害所占比例,介绍了裂缝类病害的常见处治措施,并提出了裂缝类病害的基本处治步骤。     

提高水泥砼路面纹理构造深度的施工工艺

纹理构造深度是水泥砼路面板质量评定的重要指标之一，对于大多数采用传统小型机具人工铺筑的水泥砼路面，表面构造深度指标较难达到要求。通过国道325线恩城改线工程路面构造深度的施工，论述该施工工艺与技术要求。     

基于激光纹理仪的沥青路面表面离析评价方法

通过总结大量工程项目的使用经验,从统计学的角度提出一套评价沥青路面表面离析的方法。首先利用激光纹理仪获得沥青路面表面构造深度的信息,其次依据统计学的方法对该信息进行分析量化,然后通过Matlab软件编程,根据离析分级定量界限绘出离析效果四维图,最后根据离析效果四维图分析评价整个区域内的离析状况及其分布。工程应用实例表明：该方法操作便捷,对路面无损伤,评价的结果与路面实际情况比较吻合,能够为具体工程提供指导依据。     

应用构造深度表征沥青路面的离析

为了研究沥青路面的离析，在生产实践分析的基础上提出离析的本质是沥青混合料颗粒组成、混合料结构和空隙结构存在的变异。其具体表现形式是三者独自或组合出现的状态。之后为了判别离析，提出以表面特性指标——构造深度分析离析的方法，并分析了路面检测构造深度数据的概率分布函数，证明其符合正态分布。最后设计不同级配和变异的同一级配沥青路面的构造深度实验，验证了以构造深度判别沥青路面离析的可行性。     

国外沥青路面粗构造测试方法及应用

该文介绍了国外路面粗构造不同的测试方法,并对不同设备之间的相关性进行了分析.探讨了粗构造和路面摩擦性能关系,最后陈述了粗构造在沥青路面施工过程中对离析问题的检测及质量控制作用,并对两个预测路面构造深度的模型进行了介绍.     

柔性基层沥青路面三维粘弹性有限元分析

柔性基层沥青路面由于基层强度和刚度减小,在汽车荷载作用下土基和路面材料的非线性力学特性更明显,因而在进行路面的力学分析时应考虑这些材料的非线性特性.利用ANSYS通用有限元软件,建立了柔性基层沥青路面典型结构的三维实体模型,利用非线性有限元的方法对柔性基层沥青路面的空间非线性力学响应进行了分析和研究.     

沥青路面典型点位应力应变分布特征研究

采用BISAR3.0力学计算软件和《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)推荐的双圆荷载加载模式,选取八个典型点位,提取其应力应变数值。应力应变沿路面深度分布规律表明:最大应力应变出现在A点或D点,面层内最大剪应力、剪应变出现在A点或C点;横向应力应变较纵向、竖向变化复杂;剪应力、剪应变变化规律一致,分析等效,采用其一便可代表路面的剪切状态;沿路面深度横、纵向应力仅数值变化而方向不变,横、纵向应变不仅数值变化且方向变化。     

沥青路面裂缝修补结构及受力特征研究

本文根据实际沥青路面裂缝修补的结构形式,建立有限元模型进行模拟,分析荷载作用下3种工况、4种宽度的裂缝修补结构内部的受力状态,包括剪应力、拉应力和压应力的最大值及其分布位置等。结果表明沥青路面裂缝修补结构内部受力破坏的界面位于修补材料与裂缝壁的粘结面,对灌缝材料与裂缝壁间的粘结性能要求高于对材料自身的力学性能要求;竖向荷载对剪应力有较大影响,而水平荷载则影响裂缝内部灌缝材料的拉压应力。建议在进行裂缝修补时可根据交通量特点选择相应性能要求的灌缝材料。