基于有限差分法的路表温度预估模型

以山西大同结构试验区为研究对象,基于实测路面温度与气象数据,分析了路表温度的变化规律.利用有限差分法求解了路面温度场热传导方程,建立了短时路表温度数值预估模型.结果 表明,以气温、太阳辐射、风速等气象数据预估路表温度,平均误差在0.5℃以下,均方差为2.5℃左右.分析了不同季节与气象条件下,预测误差的分布特点.结果 表...     

寒区沥青路面智慧化施工混合料温度预估机器学习模型

寒区沥青路面施工面临骤然降温、大温差、大风等不利天气,造成沥青路面摊铺、碾压温度起伏大,影响沥青路面压实质量,进而诱发诸多病害。以沥青路面施工温度为核心,通过物联网系统和智能元件采集沥青路面施工工艺参数并进行分析,采用机器学习算法构建沥青路面施工温度预估模型,准确掌控沥青路面摊铺和碾压施工温度,确保沥青路面施工质量。结果表明：沥青混合料拌和参数控制精度高,运输、摊铺和碾压阶段的施工工艺参数变异性大,需对参数进行异常值剔除处理,表明当前施工工艺控制技术仍有提升空间;采用随机森林算法对施工工艺参数进行重要性评估,出料温度和施工速度对施工温度影响最显著;基于4种机器学习算法建立了沥青路面施工温度预测模型,其中多层感知机模型最优,对多层感知机模型的隐藏层、神经元个数和学习率进行优化,优化后模型的周期数、均方误差和平均绝对误差降低,整体性能显著提升;考虑气象参数后,施工温度预测模型的训练效率降低,但预测精度提高。工程应用表明：提出的基于多层感知机沥青路面施工温度预测模型与实际工况相符,通过调节出料温度、摊铺速度、碾压速度可以有效减少混合料温度损失。     

德国沥青路面温度场的预估模型及应用

介绍了目前在德国沥青路面设计中所采用的温度场预估模型及其最新发展,分析了沥青路面温度场预估模型的影响因素.并且通过沥青层温度场的预估模型、温度与沥青混合料劲度模量的关系、沥青层弯拉疲劳方程和Miner疲劳损伤累积定理,阐述了温度场在沥青路面设计中的应用.     

国外沥青路面温度预估方法综述

沥青路面温度的分布特性和变化规律对路面的承载能力和使用性能有着重要的影响,是国内外研究者比较关注的问题。该文对国外关于路面温度的研究进行了回顾,并对典型的预估方法进行了综述和简要评价。     

沥青路面低温开裂预估模型及其适用性分析

低温开裂是沥青路面早期损坏的主要现象之一。随着对路面使用性能的要求不断提高,低温开裂问题也越来越受到道路工程研究者的重视。同时,建立准确的低温开裂预估模型也是寒冷地区沥青路面结构选择与材料设计的基础。低温开裂预估模型主要包括力学经验模型与统计模型两类。本文是以加拿大学者Haas提出的低温开裂统计模型为基础,针对我国的道路状况补充并完善了Haas低温开裂预估模型,并通过试验路的裂缝调查研究,分析了低温开裂预估模型的适用性,可为我国沥青路面低温抗裂设计提供参考。     

沥青混合料动态模量预估模型研究

动态模量是描述沥青混合料动态性能的主要参数,众所周知路面荷载是典型的冲击动态荷载。而我国现在采用的参数是静态弹性模量,因此在路面设计时有必要引入动态模量。动态模量可以通过试验测定,本文介绍了利用预估模型进行计算的方法,介绍了Witczak、Hirsch、New Witczak、韩国Lee等预估模型,用这些模型计算出动态模量的预估值,并把这些预估值和试验值进行了比较、评价,认为Hirsch模型优于其他模型,最后做了原因分析,并提出研究建议。     

沥青路面车辙预估模型验证研究

为准确预估车辙量,有效指导沥青路面结构材料设计,在充分调研山西省3条典型沥青路面车辙数据的基础上,对由同济大学提出的经验分析法车辙预估模型进行验证,并对该预估模型涉及的车辙影响因素进行敏感性分析。结果表明：预估模型得到的面层各亚层车辙预估值与实测值相差较大,但预估得到的沥青路面车辙总变形与实测值较为接近,祁临高速公路偏差15.8%,离军高速公路偏差仅为9.0%;车辙影响因素敏感性分析结果表明,路面温度对于车辙变形的影响最为显著。     

基于疲劳损伤的沥青路面设计温度及预估模型研究

针对沥青路面结构必须控制的疲劳破坏形式,以沥青层层底拉应变作为控制沥青路面疲劳开裂的指标。通过实测沥青面层层底最大拉应变与路面结构不同深度处路面温度的相关性分析,确定了沥青路面疲劳损伤的设计温度,提出了以沥青层中间温度作为沥青路面疲劳开裂分析的设计温度和试验条件。通过实测永久性沥青路面试验路每小时的路面温度和气象数据,分析了沥青层中间温度的分布规律,对沥青层中间温度与气温、路面深度之间的相关关系进行了计算分析,建立了沥青层中间温度的预估模型。结果表明,沥青路面应变响应与温度密切相关,随着路面温度的升高,沥青层底拉应变增大;沥青层中间深度处温度与沥青层底拉应变相关性最高,采用沥青层中间深度处温度能较好地评价路面结构的抗疲劳性能。     

路表温度对沥青路面疲劳损伤的影响

为准确评价温度影响下沥青路面结构的抗疲劳性能,解决采用某单一固定温度预估疲劳损伤不够精确的问题,以德国德累斯顿工业大学提出的路面温度场预估模型为例,基于Miner疲劳累积损伤定理,分析路表不同温度及其组合对沥青路面疲劳损伤的影响.通过大量实测的路表温度数据,确定不同的路表温度组合及其组合内温度区间的温度代表值,研究路面结构疲劳损伤变化的规律.分析结果表明:采用由多个温度区间组成的路表温度组合预估疲劳损伤比用某单一固定路表温度预估更精确;组成路表温度组合的温度区间划分越多,路面结构疲劳损伤预估的精度越高;温度区间划分越少,区间内选取不同的温度代表值预估路面结构疲劳损伤差异越大;温度区间内温度代表值取区间上限高温,对沥青路面结构疲劳损伤的影响远比区间下限低温影响大.     

重载沥青路面车辙预估的温度-轴载-轴次模型

为了弥补现有车辙预估模型的缺陷,建立了基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型;结合路面足尺ALF加速加载的车辙试验,对不同的沥青路面结构开展车辙预估研究,并结合甘肃省武威地区的气候及交通特点,给出了车辙预估的具体方法;最后对车辙预估模型的可靠性进行验证.结果表明:车辙深度与累计轴次满足幂指数关系;温度和轴载是影响路面车辙的重要因素,温度每升高5℃,车辙深度大约增加1.8倍,车辙深度的增加倍数与轴载增加倍数大致相同;提出的基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型具有很高的可靠性,可用于预估同类沥青路面的车辙;强土基薄面层的路面结构具有更好的抗车辙性能.     

实测沥青路面温度场分布规律的回归分析

以实际运营中的沥青混凝土道路结构为试验对象,提出了一套完整的道路结构温度场实测方案。根据大量的实测沥青路面温度数据研究了沥青路面温度场的分布规律,并利用回归分析对沥青路面温度场与气温之间的相关关系进行了探讨。考虑到升温阶段和降温阶段气温对沥青路面温度场影响的差异,分别研究了基于升温阶段和降温阶段沥青路面温度与气温的相关关系,并给出了不同温变阶段下任意深度处沥青温度的预估模型。对实测数据与预估数据的比较表明:该模型具有较好的精确性与实用性。     

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。     

基于预防性养护的沥青混凝土路面使用性能预测模型研究

为了使路厩预防性养护措施选择与养护时机的确定更加合理.以沥青混凝土路面结构行为方程为基础建立了预防性养护前性能预测模型,并通过引入原路面有效厚度系数与养护措施特征系数建立了预防性养护后性能预测模型;进而简述了基于该模型的效益-费用分析法,应用该方法可以方便准确地确定最佳养护时机和养护措施.该文提出的基于预防性养护的沥青...     

沥青路面使用性能的非等时距灰色预测模型

目前常依据灰色理论在检测数据缺乏的条件下建立沥青路面使用性能指标的预测模型,但传统的等时距灰色模型仅适用于等时间间隔且累加生成具有明显指数规律的原始动态序列,而非等时距灰色模型能减少原始数据在检测时间上的限制,可以系统地利用原始数据。对等时距灰色模型进行了改进,建立了非等时距灰色模型。工程实例计算表明,非等时距灰色模型在沥青路面性能指标的预测方面较传统的等时距灰色模型具有更高的精度,更能符合工程实际的需要。     

基于内聚力模型的沥青路面低温缩裂研究

为了深入分析沥青路面低温收缩裂缝的形成和扩展问题,引入了双线性内聚力模型。使用双线性内聚力模型模拟了沥青路面的低温缩裂过程,并且讨论了双线性内聚力模型参数和面层结构参数对低温缩裂的影响。研究表明:随着温度的降低,沥青面层经历了从材料损伤到断裂的过程。在降温幅度较小时,沥青路面虽然没有形成宏观裂缝,但是路表附近的路面材料已经经历了一定程度的损伤;当降温幅度达到一定值时,沥青路面就会发生脆性断裂,形成宏观裂缝。增加断裂能可以减小路面的损伤程度和受损深度,降低路面的断裂温度,从而延缓了路面的断裂。与断裂能相比,提高开裂强度可以更有效地减小路面的损伤程度和受损深度;减小面层的弹性模量和温度收缩系数可以有效地减小面层的损伤程度。     

动荷载作用下沥青路面寿命预估

基于4自由度的1/2车辆振动模型,以路面不平整度为激励,运用系统动力学和车辆振动理论分析了不平整路面上的行车动荷载;采用修正Shell永久变形理论,考虑荷载和环境的综合作用,计算了动荷载作用下路面产生的永久变形和平整度的衰变规律;并结合某高速公路路面平整度检测结果,参照质量规范得出路面的剩余使用寿命,建立了动荷载作用下的沥青路面剩余寿命计算与预估的方法。研究结果表明,应用该法不但能够较为准确地预测沥青混凝土路面的剩余使用寿命,还能为准确评价道面使用品质和制定费用-效益最佳路面养护方案提供依据。     

基于弹性层状体系的沥青混凝土路面温度场模型分析

基于弹性层状体系的沥青混凝土路面温度场模型具有较强的适应性,不受地区及路面结构类型的限制.采用理论分析法,从热力学传热过程原理出发,考虑大气能量传递的导热、对流换热、辐射传热的方式,建立周期非稳态热传导方程用于路面的温度场分析.在研究了太阳辐射和大气温度等影响因素的基础上,推导出适用于沥青混凝土路面温度场的公式.同时建立了有限元温度场模型,与层状体系温度场模型及Superpave温度场模型进行对比分析.研究结果表明,层状体系温度场分析结果与Superpave温度场模型、有限元温度场模型的偏差较小,且数值往往介于Superpave的结果和有限元分析结果之间.     

甘肃嘉峪关沥青路面高温温度场预估模型

为了建立嘉峪关地区夏季沥青路面高温温度场预估模型,在对夏季高温期沥青路面的温度、太阳辐射强度、风速和相对湿度等数据采集的基础上,分析气温、太阳辐射强度和湿度等影响因素与路面温度的相关性,采用回归分析方法建立了温度、湿度、太阳辐射强度和路面深度为主要参数的沥青路面高温温度场预估模型,以相关系数、均方差和残差平方和等指标作...