渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

车辆振动模型作用下不平整沥青路面的动力响应

由于受到车辆荷载的影响,沥青路面出现了各种形式的破坏。为研究沥青路面的动力响应,明确其破坏机理,采用二自由度1/4车辆振动模型模拟车辆荷载,依据弹性层状理论体系,建立沥青路面三维有限元模型,通过车辆-路面相互作用系统分析动态车载作用下沥青路面不同深度的动力响应,并对车速的影响效果进行了研究。结果表明:(1)由应力随深度变化来看,最大竖向、纵向与横向应力均出现在面层表面,三向应力在面层与基层的衰减现象明显;最大水平剪应力出现在面层与基层的交界处。(2)从应力的时程变化来看,竖向与横向应力均以受压为主;纵向应力的拉-压状态变化明显,容易造成疲劳破坏;水平剪应力处于正负变化状态,容易造成剪切破坏。(3)当车速在5～10m/s区间时,车辆荷载对沥青路面影响最大;随着车速增加,竖向位移与压应力急剧减小,至15～20m/s区间时荷载的影响最小,之后以缓慢增长趋势发展。     

建筑信息模型+数字化+物联网技术引领下的智慧桥梁施工管理分析

桥梁作为现代交通建设运营中的重要部分,其施工管理需要大量的信息录入作为支持,然而在当前的信息收集工作中,通常以人工操作方式来开展,因此桥梁工程施工BIM模型信息的精准程度和时效性无法得到充足保障,施工质量、施工安全、进度及成本也会受此影响。因此,研究将建筑信息模型与数字化技术和物联网技术进行结合,以优势互补的形式构建管理平台,同时在实际工程案例中进行应用。最终结果表明,建筑信息模型+数字化+物联网技术引领下的智慧桥梁施工管理技术能够有效地提升信息收集时相关数据的时效性和精准程度,同时在有效控制施工进度的基础上实现效率提升和资源节约。研究以期为智能化的施工管理提供一定的思路和启示,促进现代交通工程取得更好发展。     

高速公路交通态势分析探究

高速公路交通需求逐年增长,拥堵频发,态势分析具有紧迫性。通过梳理目前交通态势研究的相关内容,发现了交通态势研究的不足,给出了交通态势的定义和内容,明确了交通态势分析的流程和关键技术。推导改进Van Aerde模型,用于描述交通状态;给出了ARIMA模型作为交通流预测的方法,确立了基于运行速度的交通态势分级评估指标,为交通态势的进一步深化研究和管控策略的制定提供了理论支撑。     

浅埋隧道伞型支撑支护力学性能分析

浅埋隧道开挖作业过程中,竖向支撑的支护效果不佳,会导致初期支护变形。针对这一问题,提出了伞型支撑的支护方案:以桑洲岭隧道工程实例为研究背景,获取了工程现场监控量测数据;以工程现场监控量测数据为基础,建立了二维有限元模型;模拟分析了隧道下台阶开挖过程中隧道变形情况,并对比了无支撑、竖向支撑、伞型支撑3种不同支护方案下的地表沉降变化以及初期支护的力学响应规律。研究结果表明,伞型支撑在控制初期支护周边收敛方面效果明显。此研究为该浅埋隧道下台阶开挖设计施工提供参考依据。     

再生剂-废旧沥青界面铺展润湿与扩散融合性能评价

分别采用液滴形态分析仪(DSA)和旋转剪切流变仪(DSR),针对不同作用温度、作用时间施加下的再生剂-废旧沥青界面铺展润湿行为和界面扩散融合特征进行量化评价,并建立二者性能演化的相关方程。结果表明:随作用温度逐步升高,再生剂-废旧沥青界面作用形式呈浸湿状态并趋向铺展,界面接触角δ逐级递减;自由能Wb先增后降,峰值点对应的温度范围在55～65℃区间;润湿速度V和融合速率DS呈线性函数增长,融合程度DOB呈抛物线增长并最终趋于稳定;短期老化废旧沥青Wb值和V值分别是长期老化废旧沥青的1.0～1.6倍和1.0～1.2倍,DOB值和DS值分别是长期老化废旧沥青的1.4～1.8倍和1.7～1.9倍,并且前者可实现100%完全融合状态,后者融合程度仅能达到70%。而随作用时间增加,V值和DS值呈指数函数快速下降,Wb值和DOB值呈对数函数快速增加,各行为参数最终均趋于稳定。再生剂-废旧沥青界面铺展润湿行为和扩散融合特征线性相关性显著,通过测试前一阶段界面铺展润湿行为效应可精准预估后一阶段扩散融合性能结果,为科学评价RAP沥青界面扩散融合特征提供了新途径。     

车辆荷载作用下钢箱梁焊缝应力响应特性研究

依托某大跨径悬索桥钢箱梁工程实例,基于ANSYS软件建立全桥梁单元模型与局部钢箱梁板单元模型,并将不同尺度的模型进行耦合,实现钢箱梁边界条件的准确模拟;然后,依据公路桥梁通行车辆荷载特点,设置车轮荷载在4种不同的横向位置加载的工况,计算不同工况下U肋对接焊缝、U肋与横隔板焊接焊缝的应力响应特点与差异;最后,分析各类焊缝在车辆荷载作用下的应力响应影响面,确定车轮荷载对焊缝的影响范围与程度,为钢箱梁疲劳计算的焊缝模拟与疲劳应力响应计算提供一定的参考。     

基于线性规划的灰色模型在桥梁监控中的应用

预应力混凝土连续刚构桥通常采用悬臂分段浇筑施工,施工监控是保证施工质量的重要手段.以灰色系统理论为基础,针对以往施工控制中传统的GM(1,1)模型参数估计方法与精度检验准则不适配的问题,将平均相对误差最小准则下的参数估计问题转化为线性规划问题,通过Python语言实现,从而得到一种新的理论模型来进行挠度预测,并以陕西境内某1号大桥为工程背景,对混凝土浇筑、预应力张拉两个工况作用后的梁端挠度值进行预测.与传统模型相比,改进后的模型平均相对误差最多可减小28.41％,并能够排除奇异数据的干扰.研究结果表明,基于线性规划法的GM(1,1)模型较传统模型具有更高的预测精度和更好的稳健性,能够在桥梁施工控制中发挥更好的预测作用.     

基于改进遗传算法的双向渐进结构优化方法研究

本文提出了一种基于改进遗传算法的软删除双向渐进结构优化法(G-BESO),以解决传统双向渐进结构优化法(BESO)中参数(如进化率)设置不当而导致无法获得最优拓扑构型的问题.首先确定单元权重系数与单元密度的递推关系式,形成一种考虑单元密度历史信息的材料插值模型,从而增强恢复误删高效单元的能力.然后引入遗传算法中的交叉和变异操作,启发式地更新结构状态以提高全局寻优能力.最后将该方法编写成可用于实际工程结构优化设计的程序.算例表明,提出的方法能稳定得到最优拓扑形状且计算效率更高,可为工程结构的拓扑优化设计提供一定参考.