内置应变传感器对沥青混合料力学性能的影响

道路本体结构的智能智慧是道路工程发展的重要方向,内置应变传感器是实现路面结构应变感知的重要手段,为探究内置应变传感器对沥青混合料力学性能影响,运用离散元法,构建了内置应变传感器的沥青混合料细观模型,研究了应变传感器埋设深度和数量对沥青混合料力学性能影响,分析了沥青混合料材料公称最大粒径、级配和沥青砂浆黏结强度等对内置应变传感器工作性能影响.结果表明:随着传感器埋设深度的增加,梁试件底部三个监测点位处水平拉应力分别增加56.9%、43.5%、43.8%,越接近梁试件底部,其内部水平应力场分布更均匀;与单传感器相比,埋设双传感器的梁试件裂隙增加速度更快,在挠度为0.8 mm时裂隙数便达到267个,单传感器仅为93个;沥青混合料公称最大粒径越大,力链数越少,AC-16、AC-20的平均力链比较AC-13分别降低4.9%、11.4%;沥青混合料级配越粗,荷载传递路径越少,接触力系数量减少77.7%,接触力分布均匀性降低,最大接触力增加74.6%,导致传感器工作稳定性越差;沥青砂浆黏结强度增加,最大接触力下降11%,传感器工作稳定性越好.研究结果可为提升内置应变传感器的沥青混合料耐久性和工作稳定性提供参考.

装配式临时预制混凝土板路面优化计算及应用研究

采用装配式预制混凝土板作为临时道路路面,具有经济环保的优点。以不产生疲劳断裂作为设计标准和不产生极限断裂作为验算标准,针对路面板的厚度、配筋和混凝土标号等主要参数进行优化计算分析,获得满足临时道路路面条件下最优的装配式预制混凝土板尺寸及材料参数。阐述了装配式预制混凝土板路面在施工道路建设及维护中的优点,并基于现场实际工程应用,介绍了具体的施工技术要点和工艺,实现了施工效率、施工质量与经济效益的全面提升,达到安全可靠、经济适用和绿色环保的目的。

基于双模量理论的连续配筋混凝土复合式路面沥青层表损伤分析及Top-Down开裂控制

基于连续介质损伤力学和双模量理论,建立单一模量和双模量2种疲劳损伤本构,采用数值模拟的方法,对2种疲劳损伤本构模型进行了简单分析对比,并采用双模量损伤本构分析沥青层(AC)厚度、模量、拉压模量比以及AC层与连续配筋水泥混凝土层(CRC)摩擦系数4个因素对沥青层表面损伤的影响,在单因素分析的基础上通过响应面法对CRC+AC复合式路面抗Top-Down开裂性能进行优化设计。研究表明:AC层在单模量下的最大压应力比双模量下大0.1MPa,但AC层在单模量下几乎未产生拉应力,而双模量下的最大拉应力为0.08MPa;单因素分析得到AC层厚度、模量、拉压模量比、层间摩擦系数推荐最大取值分别为8cm、1700MPa、0.8、7;3个参数中,对AC层表面疲劳损伤度综合影响从大到小的组合为:AC层厚度和拉压模量比,AC层拉模量和拉压模量比,AC层厚度和拉模量;针对不同拉模量的AC层材料提出了不同AC层厚度下的拉压模量比控制标准。

高速公路建设期碳排放量化分析及特性研究

将高速公路建设过程划分为材料生产、材料运输和施工3个阶段,利用碳排放因子法构建高速公路建设期各个阶段的碳排放核算模型,以秦唐高速公路为研究对象进行定量分析,并提出高速公路建设期碳减排建议。计算结果表明:秦唐高速公路建设期总碳排放量为43.72万t,碳排放强度为1.58万t/km,各阶段碳排放占比分别为91.51%,7.81%和0.68%;材料生产阶段碳排放量最高为40.00万t,碳排放强度为1.44万t/km,其中水泥和钢材的生产加工为高速公路材料生产阶段碳排放的关键;在所有单位工程中,超过80%的碳排放来自交叉工程、桥涵工程和路基工程,其中交叉工程碳排放量最大,占总工程的36.84%。

蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度评价方法探究

为了能更精确地评价蓄盐沥青混合料与冰层的粘结程度,通过对拉拔头、冰层冻结方式、拉拔方式等方面进行改进,采用粘结强度和残冰率作为蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度的评价指标,开发出一种基于马歇尔试件全断面的试验方法。试验结果表明,试件与冰层之间的粘结强度及残冰率随温度降低而增加,蓄盐沥青混合料在-10℃以内能降低试件与冰层的粘结强度30%以上,-7℃的粘结强度相比于普通沥青混合料减小约50%,-9℃以内残冰率减小比例均大于50%。冰层与试件粘结强度的测量准确度随残冰率的增大而降低,建议在-10℃内采用本试验方法。开发的评价试件与冰层粘结程度的试验方法区分度较高,试验的变异系数在10%以内,稳定性较好。

鄂尔多斯盆地寒武系储层沥青地质特征及来源分析

本文通过对储层沥青的分布、含量、岩石学特征、成熟度、元素组成、生物标志物、同位素等的研究,剖析了鄂尔多斯盆地寒武系储层沥青的地质特征及来源。结果表明,寒武系储层沥青富集程度较高,多呈条带状和环状,赋存于微裂缝、粒间和溶蚀孔隙中。具有清晰的边界,高热演化程度(等效镜质组反射率值为1.35%~3.48%),高C原子组成的地质特征,为热裂解的焦沥青成因。寒武系储层沥青具有明显C_(27)规则甾烷优势、C_(23)三环萜烷及植烷优势的特征,表明其形成于还原环境,来源于低等藻类。较高三环萜烷/藿烷和较低藿烷/甾烷比值,表明其为海相成因。寒武系储层沥青中较高三芳甲藻甾烷参数(三芳甲藻甾烷/(C_(30)3-甲基-24-乙基三芳甾烷+三芳甲藻甾烷))和(C_(26)+C_(27))/C_(28)三芳甾烷比值,与东坡组烃源岩分布特征最为相似。此外,有机碳同位素和相似Rb/Sr、Zn/Co和Cu/Sr分布特征,进一步证实了盆地南缘和东缘寒武系储层沥青主要来源于东坡组烃源岩,即东坡组海相烃源岩生成的油气已经在鄂尔多斯盆地南缘和东缘运聚并成藏,寒武系原生油气藏的勘探潜力在鄂尔多斯盆地南部较大,不容忽视。

基于LCA的不同设计寿命沥青路面能耗排放分析

为研究不同设计寿命沥青路面的能耗排放特征,建立生命周期评价体系,量化分析柔性基层沥青路面、典型半刚性基层沥青路面、高掺量胶粉沥青路面的能耗排放。通过灵敏度分析确定主要能耗排放环节,并分析水泥类型、温拌技术、再生技术及运输效率对三种沥青路面能耗排放的影响规律。结果表明,典型半刚性基层沥青路面的能耗强度分别比柔性基层沥青路面及高掺量胶粉沥青路面能耗强度高25.29%、153.03%,全球变暖潜值总量比两种长寿命沥青路面分别高106.97%、107.99%;水泥生产、沥青生产、加热及运输环节为主要能耗排放环节;适用于水稳基层的通用水泥中,矿渣硅酸盐水泥能耗排放最低,替换掉普通硅酸盐水泥后典型半刚性基层沥青路面及高掺量胶粉沥青路面碳排放量分别下降了13.17%、12.43%;采用温拌技术后,柔性基层沥青路面碳排放量下降幅度最大,降低了2.41%,高掺量胶粉沥青路面能耗强度下降幅度最大,降低了3.71%;当RAP掺量达到30%时,三类沥青路面能耗强度分别下降20.64%、18.56%、15.26%,碳排放量分别下降6.92%、3.92%、4.39%;运输效率提升幅度与沥青路面的能耗排放减少率呈正相关,运输效率每提升10%,三类沥青路面能耗强度分别下降1.55%、1.63%、2.10%,碳排放量分别下降4.03%、3.26%、3.07%。

基于点云反射特性的前方道路附着系数估计方法研究

路面附着系数是影响自动驾驶系统决策控制策略的重要因素。为实现对道路附着系数前瞻性的高精度感知,本文基于车载激光雷达设计了一种新的路面附着系数估计方法。首先采集了干燥柏油路面、混凝土路面、湿滑柏油路面、结冰路面和积雪路面构建道路数据集;基于使用布料模拟滤波和RANSAC算法进行了道路点云提取、基于高斯滤波去除反射率异常噪点;根据点云反射率随距离和入射角变化的规律将路面划分为不同区域分别提取特征;基于深度神经网络构建了道路识别模型,并基于采集数据集进行了训练,最后基于路面材质和峰值附着系数的统计经验确定了前方道路的附着系数。测试结果表明,本文提出的算法道路类型辨识精度超过99.3%,算法平均运行周期55ms,可实现实时高精度的路面峰值附着系数估计。

高填方路堤滑坡成因分析及防护对策

以某高速公路互通匝道高填方路堤边坡失稳为例,综合考虑填方区原始地形地貌、地层岩性及施工工艺对路堤边坡稳定性的影响,分析了土−岩二元结构填方边坡的变形特征和破坏机理,认为岩土界面可能为填方边坡的最薄弱层面而非填筑界面。同时,根据滑坡成因分析和稳定性评价结果,借助ABAQUS有限元分析软件对填方边坡的破坏机理做了进一步验证,并对抗滑桩支挡结构的受力状态进行了数值分析。分析可知,滑坡滑面主要在岩土界面处,滑面形态呈折线状;通过开挖台阶、设置宽平台和抗滑桩支挡可有效抑制路堤边坡变形,同时应加强排水;在抗滑桩支挡作用下,高填方路堤边坡潜在滑动面表现为由深层向浅层的演化破坏;滑动面以上桩身应力逐渐减小,在滑面处形成“三角状”高应力区,滑动面以下桩−土接触段桩身应力主要集中在桩前;桩身主要受弯段在潜在滑面以下;桩身主要受推力部位在滑面以上桩长1/5~1/3处,而主要抗力部位在滑面以下桩前部分。

基于离散元法的水泥稳定碎石微裂细观机理研究

为探究水泥稳定碎石微裂细观演化机理,构建了细观非均质水泥稳定碎石数值模型,结合室内无侧限抗压强度试验和单轴压缩数值试验反演出模型细观参数,引入微裂隙网络研究不同裂隙参数对微裂程度的影响,分析不同裂隙数目下系统能量演化规律。结果表明:数值模拟与室内试验结果基本吻合,构建的水泥稳定碎石离散元模型可较为准确地表征材料细观破坏特征;微裂损伤是二次振动加载后裂隙宽度增大和裂隙数目增多共同作用的结果,裂隙密度对水泥稳定碎石微裂程度起决定性作用;裂隙密度增加,材料储存弹性应变能的能力减弱,峰值点水泥稳定碎石材料的输入总能量降低。验证了早期微裂对于降低收缩应力的积极作用,揭示了水泥稳定碎石材料微裂力学特征和细观机理。

基于ANSYS的沥青混凝土路面的自感知性能研究

文章提出了一种基于ANSYS的道路裂缝感知方法,在道路垫层上部添加自感知材料,将自感知材料建立四个测点中,将测点沿路宽方向通电,再对模型进行分析,研究荷载大小、裂缝深度,记录三种情况下四个测点的电阻率变化情况,将采集到的数据进行分析,可以标注道路裂缝的所在位置。可用于道路安全检测试验中。

在役连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷能力评价新方法

通过建立带横向裂缝的连接配筋混凝路面(CRCP)结构仿真模型,计算CRC板在不同挠度传荷系数(L_(TE))下的最大应力,对比CRC板最大应力的有限元解和基于实测L_(TE)的应力计算值,从理论上分析以挠度传荷系数作为CRCP横向裂缝评价指标的适用性,并提出用于在役CRCP横向裂缝传荷能力的计算与评价新方法。研究结果表明:采用常用的挠度传荷系数(L_(TE))评价CRCP横向裂缝传荷能力不科学且结果偏保守;基于CRCP横向裂缝处板底水平应力动力响应分析,引入应力折减系数(S_(RC))来表征横向裂缝的传荷能力,以解决用L_(TE)来评价CRCP横向裂缝传荷能力结果偏保守的问题,并提出以S_(RC)为25%作为传荷能力强的临界值。CRCP板底最大水平应力随板厚增加不断减少,板厚变化对S_(RC)影响显著,对横向裂缝传荷能力评价时需考虑板厚的影响;通过非线性回归建立考虑CRCP板厚的L_(TE)与S_(RC)换算公式,实现基于实测挠度采用S_(RC)评价不同板厚下CRCP横向裂缝传荷能力的目的;运用提出的评价新方法评价CRCP实体工程横向裂缝传荷能力,评价结果基本符合实体工程的实际服役能力,解决了原有评价方法结果过于保守的问题,可为CRCP养护决策提供依据,实现对CRCP横向裂缝的精准控制。

沥青路面裂缝高聚物注浆效果试验评价研究

非开挖式注浆技术采用高聚物双组分材料注浆,能有效填充沥青路面裂缝处半刚性基层和底基层层间脱空,排出结构层水分,密封裂缝,达到补强路面结构层效果。为了评价注浆技术应用效果,通过施工过程注浆孔检测、注浆前后探地雷达图谱测试、弯沉测试以及取芯等方式来评判,结果显示注浆后裂缝处弯沉能降低20%,两侧弯沉差明显减小,三维探地雷达检测显示裂缝注浆后灰度图内部未出现异常信号,无振幅加强现象,证明裂缝处浆液被填充。

路面结构层对高速公路加宽路基沉降的影响研究

为了预防和控制高速公路加宽工程路基出现差异沉降,保障工程质量,利用有限元法,系统分析了路面面层模量与厚度、基层模量与厚度、土基模量等对高速公路加宽路基沉降变形的影响规律。结果表明:路面结构层参数对于高速公路加宽路基的受力与变形特性具有显著的影响,高速公路加宽路基的沉降量随着路面结构层厚度和刚度的增大而显著减小,提升路面结构层的厚度和刚度可以有效预防高速公路加宽工程出现差异沉降。

聚氨酯与稀释沥青相互作用的分子动力学模拟

为从分子尺度深入了解聚氨酯与稀释沥青的相互作用,采用Materials Studio软件,分别构建沥青、聚氨酯、聚氨酯-稀释沥青共混模型,并验证模型准确性。基于分子动力学模拟,开展温度和聚氨酯掺量对稀释沥青内聚能密度、溶解度参数、相互作用能、力学性能的影响研究。结果表明:建立的沥青和聚氨酯分子模型较合理,能够表征沥青和聚氨酯真实特性;随着温度的升高,稀释沥青和稀释沥青-聚氨酯共混体系的内聚能密度均呈下降趋势;在[-10℃,100℃]范围内,聚氨酯添加物能够降低稀释沥青的内聚能密度,不同温度下降低幅度平均为15%;在60℃时,稀释沥青与聚氨酯的溶解度参数δ差值最小,各总相互作用能和范德华势能最大,体系最稳定;聚氨酯能够提高稀释沥青的力学参数,并且力学参数与聚氨酯的掺量呈正相关关系。研究对树脂改性冷补沥青混合料具有参考价值。

医院改扩建工程建设项目绩效体系构建及评价研究

绩效评价是衡量老旧医院改扩建工程项目经济效益和社会效益的有效手段,文章考虑公立医院改扩建工程的特殊性,依托B医院改扩建工程建设项目设计绩效评价方案,结合层次分析法和模糊综合评价法,确定B医院改扩建工程建设项目绩效评价模型,进一步分析项目建设存在的问题,以期为更好地开展老旧医院改扩建工程提供借鉴。

基于“三境合一”的高速公路主题式服务区环境艺术设计策略研究

随着社会经济的发展和人们生活水平的提升,高速公路服务区作为公路网络中重要的组成部分,其功能已经从最初的简单休息补给站逐步转变为综合服务设施,提供休息、餐饮、购物、文化交流等多元化服务。本研究旨在探索高速公路主题式服务区在环境艺术设计方面的路径与实践,以期打造具有地域特色、文化内涵和艺术价值的服务区环境,提升旅行者的体验感和满意度。

沥青路面再生拌和设备新技术及应用

《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521-2019)将回收沥青路面材料(RAP)再生技术分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生、全深式冷再生五大类。其中,技术最成熟、应用最广泛、质量最可控的为厂拌热再生技术,应用该项技术最为关键的一点就是沥青拌和设备。为此,笔者从再生沥青混合料的再生技术、系统思维下的再生技术路径、厂拌热再生技术与装备等方面详细介绍了现阶段沥青路面再生拌和设备的新技术及应用情况。

聚氨酯泡沫注浆修复材料泡孔结构特征及抗压性能研究进展

聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势,在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一,而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来,国内外专家学者对PUF注浆修复材料的微观结构特性和抗压性能进行了大量研究,但尚未见到系统性总结。本文介绍了PUF注浆修复材料的定义及反应过程,综述了其微观泡孔结构特性、压缩应力-应变关系和本构模型,从宏微观角度讨论了其变形和破坏机理,总结了密度、试件尺寸、应变率和特殊环境工况对压缩性能的影响机理及规律,最后展望了PUF注浆修复材料未来的研究方向。

水泥路面“冷”新生

本文提到的就地冷再生技术方案基本解决了原有方案存在的种种弊端,旧料完全利用、标高抬升小、节约成本、质量易控制、裂缝较少,目前已成为湖南省广受欢迎的水泥混凝土路面大修首选方案。