沥青路面材料渗数反演技术的研究现状

该文对国内外现有的几种具有代表性的由实测弯沉盆反演沥青路面材料参数实用技术进行了综合的评述，在此基础上，提出了沥青路面材料参数反演技术今后的研究方向。     

基于FWD弯沉盆和大数据分析的沥青路面模量反演方法的合理性分析

沥青路面模量反演是评价沥青路面结构承载能力及路面材料衰变的重要方法。提出了基于FWD弯沉盆和大数据分析的模量反演方法并开发了相应的反演软件,结合交通部足尺环道沥青路面的实测弯沉盆数据来反演四层路面结构的模量,并从测试温度差异、测试荷载差异及测试设备差异等方面,对反演结果的规律和规律的合理性进行了分析。结果表明,反演结果合理,符合路面经验模量的取值范围,反演结果的变化规律与材料特性及工程实际经验符合。反演方法兼具反演精度高和反演速度快等特点。     

沥青路面阻尼特征参数及路表动态弯沉盆分布特征研究

为解决沥青路面模量参数反演时有效动态理论弯沉盆数据获取问题,采用动力有限元数值分析方法,探讨了结构层材料阻尼参数的计算求解方法,建立了路基阻尼参数的预估分析模型,考察了测试荷载的动力效应以及层间非连续接触行为对路表动态弯沉盆的影响规律。研究结果表明:路基阻尼参数是影响路表动态弯沉分布的重要因素,并受路基模量的影响最为显著,而其他路面结构层参数对其影响可以忽略不计;FWD动静荷载作用下沥青路面路表弯沉盆的分布规律明显不同,相同的路面结构层间接触状态不同,路表弯沉盆的分布规律也存在着明显的差异;有效的结构层模量参数反演分析应充分考虑FWD测试设备的动力特性,以及路面层间实际接触条件。     

刚性基层沥青路面参数动态反演

为了对刚性基层沥青路面结构的模量反演提供参考,采用谱单元法作为正分析方法,利用实测弯沉时程曲线和理论计算结果构造优化目标函数,通过数值优化方法对沥青路面力学参数进行动态反演,并与传统静态方法反演的结果进行了比较。结果表明：传统静态方法反演得到各结构层的弹性模量,动态方法反演能得到沥青层动态模量主曲线和相位角主曲线以及其他结构层的弹性模量;动态模量和相位角主曲线组成完整的黏弹性参数,可以更全面地描述沥青混合料的力学特性与频率的相关性;动态反演方法采用各传感器处弯沉时程曲线作为优化过程中的约束条件,静态反演方法中仅采用弯沉曲线峰值作为优化约束条件,约束力度远小于动态反演方法,导致静态反演结果的变异性远大于动态反演结果,尤其是基层和底基层,静态方法反演结果的变异系数可达动态反演结果的2倍以上,而且反演得到的各结构层的弹性模量处于材料典型取值范围内的百分比明显小于动态反演结果。静态反演方法易引起"模量窜层"现象,造成反演结果失真,无法客观地对路面结构层进行质量评定;动态反演方法能利用实测弯沉时程曲线的全部信息,保证反演结果收敛于真实值,有效避免"模量窜层"现象,为路面质量评定提供有效途径。     

带裂缝CTB沥青路面路表动态弯沉盆分布特征

为解决沥青路面模量参数反演时有效FWD弯沉盆测试数据甄别问题,采用三维动力有限元数值分析方法,探讨了半刚性基层沥青路面存在不同形式裂缝时路表动态弯沉盆的分布特征,提出了有效弯沉盆测试数据的筛选指标和标准,并结合依托工程进行了验证分析。研究结果表明:0.2 mm的裂缝宽度是决定半刚性基层沥青路面裂缝面之间是否存在接触行为的临界值;裂缝破损条件下,半刚性基层沥青路面路表动态弯沉盆分布规律与完好路面结构存在着显著的差异;直接路表弯沉及表面模量指标合理可靠,可以针对实测弯沉盆测试数据有效地进行筛选。研究成果为基于FWD测试技术正确实施半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,提供了前期技术依据与保障。     

基于弯沉的沥青路面结构模量反算方法

对现有的5类由实测弯沉反演沥青路面结构模量的方法进行了综合阐述,并对沥青路面结构模量反演技术的发展方向进行了预测。     

超载对沥青混凝土路面结构的影响及治理措施

根据超载对半刚性材料应力应变影响,推荐重载作用下材料设计参数;通过超载对沥青路面影响的研究,提出了沥青路面设计方法,以及限制重载标准和综合治理措施。     

长寿命沥青路面结构材料参数变化的力学响应

在车轮荷载作用下,长寿命沥青路面结构层材料模量变化时,其力学响应有很大不同。文中选取合理路面结构与参数取值范围,采用有针对性的网格划分方法,建立了长寿命沥青路面结构力学响应三维有限元分析模型;并以典型长寿命沥青路面结构为对象,分析总结了结构层材料模量变化时长寿命沥青路面力学响应的变化趋势,为长寿命沥青路面的实践、设计理论与设计方法的研究提供理论参考。     

油管式汽车动态称重仪材料参数反演

为了确定油管式汽车动态称重仪的仿真材料参数,根据油管的主要作用采用VPG技术中的简化方法,将钢丝/橡胶复合层视为弹性材料,该弹性材料的待定参数为弹性模量E和泊松比μ。依据反演的基本原理设计了获取观测数据的试验方案,将有限元法与人工神经网络两种计算方法相结合,对参数E和μ进行了反演。最后将反演结果代入有限元模型中进行计算,其结果与实测数据吻合较好。     

广东省公路半刚性基层和沥青面层材料路用性能的研究

通过对广东省各地路用材料使用情况的调查和材料力学性能试验，在满足现行沥青路面设计规范的基础上。提出了适合广东省采用的半刚性基层沥青路面结构设计参数的建议值。     

基于粘弹性理论橡胶沥青路面力学参数的计算分析

沥青混合料是一种热流变简单材料,沥青路面的开裂、车辙、疲劳等破坏问题都与沥青混合料的粘弹性特性有关,因此沥青混合料粘弹性参数的确定对开展沥青混合料及沥青路面研究尤为重要.以橡胶沥青路面AR-AC13为例,通过试验和理论计算确定橡胶沥青路面粘弹性参数,确立本构模型,为橡胶沥青路面进一步力学研究提供依据.     

Numerical Simulation of Low-temperature Shrinkage Cracking of Asphalt Pavement Based on Cohesive Zone Model

低温缩裂是沥青路面使用过程中遇到的主要病害之一,为了更清楚地揭示沥青路面低温缩裂的机理,基于内聚力模型,运用ABAQUS有限元软件对沥青路面的低温缩裂过程进行数值模拟.建立了粘弹性分析的模型,对约束试件温度应力试验(TSRST)进行数值模拟,其数值模拟结果与试验结果非常接近；拟定路面结构内聚力及粘弹性材料参数,模拟了不同降温时间情况下沥青面层断裂损伤的情况.结果表明:低温缩裂模型中加入粘弹性参数后,路表面层发生初始损伤的起始温度要求更低；从断裂过程上来看,弹性的沥青面层开裂具有瞬时性,开裂过程极为短暂;加入粘弹性材料参数后,沥青路面开裂具有过程性,比弹性的路面结构更接近实际沥青路面的开裂状况.     

基于热物理特性的沥青混合料的研究

为了减少高温车辙病害的产生,提出采用"主动"降低沥青路面温度的方式以降低车辙病害产生的方式。研究分析了沥青混合料及其骨料的热物参数与沥青路面温度的关系。采用Williamson公式和热学导热系数推算公式计算分析骨料热物参数对沥青混合料热物参数的影响,在室内试验中用常功率平面热源法进行验证;应用传热学中一维导热方程和巴勃模型,研究了路面结构热力学材料参数对于沥青路面结构温度的影响。结果表明,在正常的高温条件下,导热系数较小的材料其路面结构内部的温度相对较低。在室外试验中,普通沥青混合料与采用导热系数较小的材料制备的沥青混合料的底层温度相差可达6℃。     

超薄沥青路面面层参数影响分析及合理化取值研究

超薄沥青路面结构是采用较厚的、高强度的半刚性基层和超薄沥青混凝土面层组成的沥青路面结构。由于在高等级公路中应用很少,其力学响应的研究尚属空白。从考察超薄面层模量及组合、面层总厚度及组合对超薄沥青路面结构的各项力学指标的影响入手,通过分析路面材料参数对路面结构整体及局部受力的影响,确定材料参数的影响程度及合理化取值。     

温度荷载下沥青路面裂缝扩展的数值模拟研究

基于线弹性断裂力学的有限元法,分析了沥青路面开裂以后的温度应力及裂缝在温度作用下的扩展规律,对裂缝尖端的应力强度因子及其与路面温度分布和路面材料特性参数之间的关系进行了数值分析。分析结果表明,在沥青路面的抗裂设计中,合理设计沥青面层的厚度和优选温缩性小的路面材料是提高沥青路面抗裂性能的两个重要方面。     

考虑材料特性随温度变化时沥青路面的温度应力

把沥青路面视为层状弹性体系,并将材料特性作为随温度变化的参数,推导了沥青路面温度应力问题的理论解.首先,利用热弹性理论来描述层状弹性体系的温度应力问题,同时考虑了材料特性的随温度变化.其次,通过对热弹性力学的平衡方程进行Laplace和Hankel积分变换得到了单一层问题的解,再利用传递矩阵法得到了多层弹性体系温度应力问题的理论解.最后,将该理论解用于沥青路面温度应力问题的计算,并与材料特性取常数的情况进行了对比.结果表明随温度变化的材料特性对沥青路面的温度应力有显著的影响.     

关于弯沉综合修正系数的探讨

分析我国沥青路面设计方法中存在的静态参数与动态指标配套使用，及由于弯沉综合修正系数引起的不合理现象，引入材料的动态参数计算沥青路面路表弯沉，并与路表实测弯沉进行比较，使沥青路面设计中设计参数与控制指标状态一致，并去除弯沉综合修正系数及其不当影响。     

抗裂排水型路面结构设计的探讨

本文通过对抗裂排水型沥青路面结构设计方法和我国规范沥青路面设计方法分析比较,提出了设计方法之间的异同点,主要的不同点有设计指标、材料的设计参数,并进行了试验分析,建立了土基CBR值与土基回弹模量E0     

甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究

基于甘肃黄土分布,通过详细调查和分析计算,进行了交通量等级和土基强度等级划分,实测影响路面设计的主要材料参数,提出了甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构,供设计单位选用,科学简便地解决了该地区的沥青路面设计问题。     

沥青路面节能减排量化分析

文章通过调查研究目前国内沥青路面建设和运营阶段能源消耗与气体排放现状,收集路面材料、机械设备、施工流程以及施工工艺参数,分析影响沥青路面节能减排的关键因素,论证生命周期理论用于沥青路面节能减排量化分析的可行性,选择基于流程的生命周期分析方法用于沥青路面节能减排量化分析,以定额法和排放因子法为基础,提出沥青路面节能减排量化计算方法,为沥青路面新型环保材料、新设备的研发和先进的施工技术的应用是否达到节能减排的目的提供科学的指导。