宏观形貌对沥青路面黏性滑水的影响分析

为研究宏观构造对潮湿沥青路面抗滑性能的影响,引入宏观形貌概率正态分布模型,构建潮湿路面-车轮相互作用下的动水压力解析方程及数值解算方法;并将分布模型与现行的路面抗滑指标MTD相联系。在此基础上,以黏性动水压力为基本指标,分析潮湿工况下, AC-13、SMA-13及OGFC-13这3类路型的路面抗滑性能。计算表明,潮湿路面薄层水膜条件下的黏性滑水不完全等同于积水路面条件下的惯性滑水,其胎下动水压分布沿行驶方向显现出非线性变化的特征,且在胎面临近完全接触区边界附近达到峰值后迅速衰减;同时,黏性滑水产生的承载力随行驶速度呈线性增长。另一方面,黏性滑水产生的动水压力与水膜厚度和路面构造深度的比值相关:当路面水膜厚度h在0～3σ之间,动水压力明显随水膜增厚而减小、随构造深度的增加而减小;当路面水膜厚度大于3σ或构造深度足够大时,水膜厚度和构造深度的影响将随之减弱。     

基于行车稳定性的高速公路超高过渡方式对比研究

针对目前公路线性超高过渡段存在行车稳定性不足以及小坡断面排水不良等问题,对高速公路超高过渡方式进行研究。基于动力学软件CarSim仿真平台,构建了3种曲线型超高渐变仿真模型,如三次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型曲线;同时,以高速公路的平曲线为仿真道路模型,分析了横坡为0处的超高渐变率,验证了不同超高渐变方式下的行车稳定性,并输出了相应的稳定性参数变化情况。分析表明:多次抛物线、上半波正弦型、下半波余弦型缓和曲线超高渐变模型的超高渐变率最大值均大于线性过渡方式,分别超出50%,100%及57%。与线性渐变率为一定值不同,采用曲线型超高过渡方式进行过渡的渐变率为连续变化的值,上述超高渐变方法都在回旋线中点达到临界值,且渐变率关于中轴对称。曲线型渐变过渡起终点附近的侧向加速度、横摆角速度曲线较为平滑。通过对3类曲线型过渡形式下的排水长度进行计算分析,结果表明:三次抛物线的过渡形式更有助于超高过渡段的排水。建议超高过渡段中最大超高渐变率与零坡断面位置相结合,以此降低横向排水不畅路段的长度,增强路面排水能力。采用曲线型超高渐变模型对改善多车道高速公路长缓和曲线渐变段的稳定性及排水性能有重要意义。     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。     

改扩建公路的路面排水设计研究

本文结合连霍高速公路洛阳至三门峡(豫陕界)段改扩建工程实践,根据项目区地形、地貌、老路排水现状、超高情况,依据排水设计原则,系统地介绍了改扩建公路路肩排水、中分带排水、新老路之间排水设计,为今后改扩建方式下的路面排水设计提供经验和参考。     

基于 FLUENT 软件轮胎滑水现象模拟研究

基于FL U EN T软件模拟了轮胎滑水产生过程,并计算了不同轮胎花纹、不同车速及不同水膜厚度等条件下轮胎所受动水压强的大小。模拟分析结果表明:①复合花纹轮胎最不易发生滑水,横向花纹次之,纵向花纹最易滑水;②当水膜厚度不变时,同一轮胎所受动水压强随车速的增加而增加,且增长速度随着车速的增加而增加;③当车速不变时,同一轮胎所受动水压强随水膜厚度的增加而增加。以动水压强等于轮胎内部压强时轮胎发生滑水为判断标准,建立了轮胎临界滑水速度与水膜厚度的关系,并根据已有水膜厚度方程,推算出了临界滑水速度与降水量的关系。      

多路拱法在改扩建设计中的研究应用

高速公路改扩建项目数量逐年增加,由双向四车道改扩建为双向八车道后,如原道路超高渐变段与纵坡小于0.5%的段落叠加,扩建后由于路面宽度增加较多,雨后积水现象严重。通过对多路拱设计方法的分析研究,为原纵坡平缓超高渐变路段提供了超高渐变的方案,以解决改扩建后路面排水问题。     

高等级公路超高过渡段设计B值取值的探讨

平曲线超高过渡段是高速公路雨天易积水路段和事故多发路段,通过研究高等级公路超高过渡段设计中B值的不同取值,对超高过渡段的行车舒适性及其对路面排水的影响进行了探讨,旨在减少雨天超高过渡段的路面积水,提高司乘人员的舒适度和行车安全性,可供浙江省内高等级公路超高设计参考.     

山区高速公路路堑边沟排水设施设计方法研究

针对山区高速公路中较典型的挖方路堑段,在“缓坡”、“超高”等不利线形几何组合条件下,首先对路堑边沟坡度进行分析计算,验证与相关规范条文要求的符合性;其次对典型边沟型式及断面进行水文水力分析计算,对边沟泄水能力、流速进行定量分析,重点研究了缓坡段内由于超高横坡度对边沟泄水能力的影响,从而探讨不利几何设计条件下边沟的设计要点;最后选取典型“缓坡+超高”不利几何工况,计算分析不同纵坡、坡面条件下典型边沟设施泄水能力及流速,可为今后类似工况下边沟排水设施设计思路提供参考。     

芜湖-合肥高速公路路基拼宽方式研究

以芜湖-合肥高速公路陇西至林头枢纽段改扩建工程为例,结合老路路基防护、超高排水、通道净空不足及路面良好、交通量大等主要特点,进行造价、交通组织便捷性、施工效率等对比,得出单侧拼接优于两侧拼接的结论,并提出单双拼的适用性条件。     

连霍高速公路郑州段路面改扩建设计

结合连霍高速公路郑州段路面改扩建工程实践,针对原连霍高速公路郑州段现有路面状况、强度及路面结构形式,分析现有路面病害产生的原因,依据改扩建完成后车辆分布特点,提出分车道路面设计原则,以路表面病害及弯沉作为改善设计指标,在对旧路改善多方案比选的基础上,根据项目实际情况,提出适宜的旧路面改善方案,为其他项目路面改扩建提供参考。     

基于“移动水坝”的高速公路雨天行车安全性研究

为了减少雨天交通安全隐患,保障高速公路行车安全,根据雨天高速公路实际行车状态、路面径流特点和车辆水膜相互作用探究雨天安全行车速度。首先,提出“移动水坝”概念,并分析“移动水坝”现象出现的原因和形成机理;依据水力学基本理论探究“移动水坝”现象中水膜厚度和车辆滑水限速值的变化规律;然后,利用Fluent软件仿真车辆对水流的阻挡作用,依据外侧车道大车行车间距的水压力探究连续“移动水坝”形成的条件,并确定外侧车道大车在不同行驶速度下相应的临界车头时距;最后,应用流体力学原理仿真分析车辆行驶速度和水膜厚度与轮胎受到的动水压力之间的关系,确定不同降雨强度下内侧车道小客车的滑水限速值。研究结果表明：雨天在高速公路外侧车道行驶的大车会对路面径流产生阻挡作用,出现“移动水坝”现象;“移动水坝”作用下水膜厚度较正常排水状态下增加,导致内侧车道行驶的小客车滑水限速值降低;设定试验条件下外侧车道大车间距40 m时,两车的水坝作用连续,增加大车车头时距可以减弱连续“移动水坝”作用;车辆行驶过程中轮胎受到的动水压力随水膜厚度及行驶速度的增加而增大,小客车在“移动水坝”作用下发生滑水的概率增加,根据轮胎动水压力值和滑水值确定不同降雨强度对应的临界滑水速度,可相应作为雨天高速公路小客车行驶速度限值。     

马巢高速公路超高段路面排水设计简介

高速公路超高段排水设计是公路设计者面临的难题之一。本文依托马巢高速建设工程,在总结以往工程经验的基础上,提出形式新颖的超高段排水方式——集水槽,结合采用集中预制、分节段安装的施工方法,不仅保证超高段雨水及时、有效地排除,便于质量控制,同时外表美观,与相邻路段的景观和谐、统一,并且为路面层间水提供了通道,特别适用于江南和东南沿海的多雨山区和重丘区高速公路的超高段。     

高速公路超高段路面排水设计

通过对国内高速公路上路面超高段排水型式的分析,提出了采用浅碟式中央分隔带这一较好的综合排水方式,介绍了较简便的计算方法,并阐明了施工中应注意的要点。     

高等级公路超高段路面排水设计新思路

高等级公路路面排水设计与一般公路路面排水设计最大的区别在于超高路段。结合佛开、广肇、新台高速公路及番禺市金山大道、澄海市金鸿公路等一级公路路面排水设计实践 ,介绍高等级公路超高段路面排水设计的一些沿革及设计构想上的新思路     

公路改扩建工程中旧路路基施工处置方法研究

旧路工程施工是公路改扩建工程施工中的主要技术难题之一,文章以G579线库车至拜城至玉尔滚段公路一期工程第二合同段工程大桥乡连接线旧路改扩建工况为例,对其路基工程、桥涵工程和路基路面排水施工处理进行探讨,对有效防止工程施工前后新旧路结合部不均匀沉降、原路面开裂等现象意义重大。     

Influencing Factor of Hydrodynamic Pressure on Tire in Wet Weather Based on Fluent

动水压强是影响汽车雨天滑水的直接因素.通过建立纵横向花纹轮胎有限元模型,利用Fluent软件模拟不同行驶条件下轮胎所受的动水压强大小以及轮胎不同部位水流速度的分布规律,并根据数据结果回归得出了行车速度、水膜厚度和轮胎花纹深度与动水压强的关系式.结果表明:轮胎所受到的动水压强取决于水膜厚度、胎纹深度及行车速度；随着水膜厚度的增加,动水压强与车速的关系逐渐由非线性向线性转变；行车速度对动水压强的影响最为明显,仅改变轮胎花纹深度不能完全避免车辆滑水.     

高速公路扩建工程地基沉降研究

为研究高速公路改扩建工程地基沉降现象,对差异沉降机理进行分析,研究加宽方式对路基差异沉降的影响,最后结合工程实践,采用双侧加宽方式对某高速公路进行改扩建施工,并检测施工后路基沉降及路面平整度。检测结果表明:路基施工完成后沉降量较小,完全能够满足规范要求,而改扩建施工完成后,高速公路路面平整度标准差较小,明显满足规范要求,高速公路改扩建质量良好。     

高速公路扩建工程沥青路面防排水设施设计

针对高速公路扩建工程中一般路段、超高路段、路面结构及新旧路结合处的防排水,以广三(广州—三水)高速公路扩建工程为例,通过水文与水力计算,阐述了如何合理布设沥青路面防排水设施,迅速排除路表水和结构层间水,以减少公路水损坏,保障行车安全。     

潮湿路面滑水现象及抗滑力模型

滑水及抗滑力的衰减是潮湿条件下影响道路及机场跑道交通安全的两个重要因素。模拟潮湿路面抗滑力是一个相对复杂的问题。笔者采用理论研究方法,提出了一个分析计算模型,用来模拟车轮滑移速度增加时,潮湿路面的滑水现象及抗滑力的衰减情况。该理论公式及三维有限元模型的理论基础是固体力学及流体动力学。通过NASA滑水速度方程,对模型计算的滑水速度进行分析验证。     

超高渐变段路面径流特征研究

超高渐变段路面径流特征研究有助于从几何设计上改善路面排水。对采用线性过渡的超高渐变段,通过零纵坡轴的确定,推导路面等高线可用反比例函数xy=k表示,经Mathematica软件建模印证,路面径流曲线为等轴双曲线,具有以下特征,径流运行坡度持续变化,从高向低运动经历陡-缓-陡过程,与零坡轴相交处为最小坡度;超高渐变段路面径流必然出现折返现象,折返区域径流行程翻倍。路面径流与几何设计高度关联,路面宽度对径流折返面积的影响比纵坡、超高渐变率大。