基于集料特性及级配的沥青路面抗滑力模型研究

为研究沥青路面抗滑衰减变化规律,在考虑集料特征、混合料级配及交通荷载等作用条件下,研发一种路面抗滑力预测模型进行路面抗滑力预测,从而建立集料特性、路面表面特征与摩擦系数(SN)的统计分析模型,其中集料特性采用传统的测试方法(酸性不溶物、硬度、微型狄法尔磨耗值及磨光值)及集料成像系统(AIMS)进行测试;路面表面特性采用动态摩擦测试仪(DFT)和CTM测试方法,路面SN值采用锁轮拖车进行测试,从而建立以交通等级、初期及末期集料磨光值(采用AIMS测试)的函数,以及采用两参数威布尔分布的集料级配函数,并采用统计分析方法研发一种新的沥青路面SN预测模型。     

SMA-13沥青路面抗滑表层抗滑性能分形评价方法研究

为了定量评价沥青路面抗滑表层抗滑效果及其抗滑性能衰减情况,结合室内试验已有研究成果,以集料体积(质量)分维数为自变量,路面抗滑性能长期评定指标(摆值、构造深度)为因变量,建立两者的关系模型,并结合分形理论进行分析,从而对沥青路面抗滑性能进行分形评价。研究结果表明:沥青路面抗滑性能分形评价方法的结果与室内试验结果一致。     

沥青路面三维纹理构造特征研究

通过利用路面纹理测量系统,扫描和提取密级配AC-13和AC-16沥青路面混凝土三维纹理数据,利用MATLAB软件重构沥青混凝土路面三维纹理模型,计算和分析沥青路面三维纹理构造参数,研究三维纹理构造参数与抗滑性能指标的关系以及路面三维纹理构造深度与路面有效接触面积比之间的关系。研究表明,路面三维纹理构造参数与抗滑性能之间具有良好的线性关系;沥青路面纹理构造深度可以为实际道路上轮胎嵌入路面纹理的构造深度与抗滑性能的影响提供理论依据。     

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。     

沥青混合料抗车辙性能的灰色理论分析

基于对秦巴山区内公路沥青路面车辙病害成因的调查与分析,通过室内模型试验和对已有研究成果的总结,利用灰色理论分析了不同影响因素对沥青混合料抗车辙性能的影响程度,并建立了以沥青用量、碾压次数及级配类型等因素为参数的沥青混合料抗车辙性能预估模型。研究结果表明:沥青混合料的集料粗细程度与分形维数成反比,集料越细,其分形维数越大,反之越小;沥青用量对沥青混合料抗车辙性能的影响程度最大,级配类型和温度次之,碾压次数的影响最小;沥青混合料抗车辙性能的主要影响因素为沥青用量、集料级配类型及温度;基于材料组成和外界环境因素建立的沥青混合料抗车辙性能预估模型为沥青路面抗车辙设计提供了依据和手段。     

基于激光扫描技术的粗集料纹理粗糙度评价

采用高精度激光位移传感器对不同粗集料的轮廓进行纹理测试,建立摩擦系数和磨光值之间的联系,揭示路面抗滑性能衰减过程中粗集料形貌变化特性。结果表明:辉绿岩与玄武岩集料表面分形维数值较高,花岗岩集料轮廓分维值最小;粗集料表面摩擦系数与表面轮廓分形维数值之间呈线性正相关关系;粗集料纹理随着磨损时间增加呈现单调衰减状态,路面磨耗层粗集料在条件允许下应优先考虑玄武岩与辉绿岩集料。     

粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响

良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的重要保障,而集料品质是影响沥青路面抗滑性能的重要因素之一。集料的耐磨光性能直接决定路面抗滑性能的衰变规律和抗滑终值。因此,集料磨光值的表征和评价对沥青路面全寿命周期抗滑性能的研究具有重要意义。为充分明确粗、细集料对沥青路面长期抗滑性能的影响,引入了3种新的试验方法：①使用Wehner/Schulze (W/S)加速磨光试验对不同种类粗、细集料的磨光值进行评价;②使用自主研发的轮式加速磨光机对9组试样进行加速磨光试验;③使用W/S试验仪抗滑测试机体在速度为60 km·h^-1和水膜覆盖条件下测量试件磨光后的动摩擦因数。结果表明：①集料矿物成分是决定磨光值的重要因素,且磨光值越高沥青路面的长期抗滑性能越好;②密级配沥青路面细集料对路面长期抗滑性能的影响比粗集料更大;③W/S加速磨光试验不仅较Polished Stone Value (PSV)试验结果精度更高,还能评价细集料的抗磨光值;④不同抗滑检测设备与试验方法间具有较大的差异性,轮式加速磨光试验能对试件的全磨耗周期行为进行表征,W/S抗滑检测则可在高速动态旋转和水膜覆盖条件下进行检测(且不受人为操作影响和可重复性高),二者的工况模拟和工作原理具有较强的科学性与可靠性。未来工程应用中,应尽量提高细集料的磨光值,以进一步提高路面抗滑性能;同时,如需精确地表征集料磨光值差异性与路面抗滑性能之间的关系,建议使用W/S试验进行研究。     

沥青混合料加速加载试验机开发及抗滑衰减模型研究

为了研究沥青路面抗滑性能衰减特性,该文分析了汽车行驶时轮胎-路面作用状态及抗滑机理,开发了能充分模拟行车对路面作用的加速加载试验机,同时以此设备为手段,研究了几组典型级配沥青混合料抗滑性能衰减规律,提出了沥青混合料抗滑指标衰减非线性指数模型,模型参数能较好地反映沥青路面抗滑水平的衰减特性。     

室内沥青路面抗滑性能衰减规律研究及模型分析综述

综述了集料、级配、沥青、车辆等因素对沥青路面抗滑性能的影响。并且对室内模拟沥青路面抗滑性能衰减规律的试验手段、方法,以及研究抗滑性能衰减规律模型中的一些问题进行了梳理。     

MS-2型微表处在路面抗滑性能处治中的适用性研究

为深入研究微表处路面构造与级配及沥青含量的关系,选取抗滑性能指数不足的代表性路段6处,在路面采取微表处处治前后,现场分别实测路面构造深度和抗滑性能指数,研究微表处在路面抗滑性能不足处治中的适用性。得出构造深度与集料级配和沥青含量有很好的相关性;构造深度与抗滑性能指数没有明显的关系;微表处只能暂时提高路面的抗滑性能,不能起到长效作用。     

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。     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

新SAC13沥青混合料性能控制参数研究

沥青路面是我国高等级路面的主要形式,由于级配选用不合理、石料选择不当,再加上施工工艺不科学,新建沥青路面常常出现水损坏、车辙等病害,进而降低了道路的使用寿命。采用新SAC粗集料断级配矿料级配设计方法,计算出混合料的级配组成;并进行了不同级配和石料的路用性能试验,且在此基础上研究了SAC级配和石料对混合料性能的影响规律。     

沥青混合料级配的控制

使用合格集料并利用级配控制原理使设计混合料级配与要求值一致,能够大幅度减少路面离析,减少维修费用,延长路面使用寿命。主要阐述了沥青混合料级配控制原理;对级配控制原理的检验;混合料的集料规格选用规则;分析了一种沥青混合料应由几种规格集料组成。     

多孔排水沥青路面

由于多孔排水沥青路面具有独特的排水功能和良好的抗滑性能,能较好地解决雨天行车安全问题,通过对多孔排水路面的材料选择、级配要求、施工工艺等关键问题进行研究与分析,确保了该类型路面的铺筑质量,可为同类工程提供参考。     

湿热地区沥青混合料配合比设计研究

针对我国南方湿热多雨的气候条件,通过采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行矿料级配设计和检验,提出了与之相应的贝雷法检验指标适用范围。研究表明,采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行设计,可使矿料级配达到骨架密实结构的效果,具有良好的抗永久变形能力和抗水损害能力,并较好地改善了沥青路面施工中的级配离析问题和压实度不足问题,满足了湿热地区对沥青路面的性能要求。     

沥青路面最佳罩面厚度的确定

针对目前国内沥青路面罩面设计方法的不足,借助于同济大学对新建和罩面改建后的沥青路面使用性能的研究成果,将寿命周期费用分析引入罩面设计,提出基于性能的沥青路面罩面设计方法。该方法主要包括两部分:一是对于新建路面和使用不久、路况尚好的路面,进行最佳罩面时机和最佳罩面厚度的选择(已在参考文献1中述及);二是对于已需进行罩面的路段,只进行最佳罩面厚度的选择,本文即是针对此情况。文中考虑了寿命周期和一个性能期罩面厚度的优化,给出了几个性能期最佳罩面厚度设计诺谟图。     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

沥青混凝土路面车辙病害原因的调查分析与评价

对江苏省某段高速公路沥青混凝土路面车辙病害的原因进行分析调查,通过现场取芯试验,分析了路面各沥青层厚度、沥青混凝土路面现场空隙率以及沥青混合料级配油石比组成,结合路面结构的有限元分析,提出了沥青混凝土路面车辙防治的技术措施。