路面结构层温度特征值的估计

基于宁波、大同、广州三地的路面结构温度测站及江苏镇凓高速公路、山东济莱高速公路的现场温度测站超过1年的路面温度数据,从研究路面结构温度日较差、日平均温度和温度正较差之比的基本特征和相互关系着手总结了它们随路面深度的衰减规律并给出了回归式,通过引入"广义"深度坐标z/槡α(z为距离路表深度,α为材料导温系数)消除了路面材料不同引起的差异,提出了用路表温度特征值估计路面结构层任一深度日温度特征值的方法和公式,并推广至任一深度日温度特征值已知的场合,最后利用LTPP(LongTerm Pavement Performance)项目中01-0101(State code-SHRP ID)试验段的数据对模型进行验证.结果表明:本文提出方法和公式在估计路面结构不同深度的日最高温度、日最低温度时具有良好精度,其偏差的均方值不超过2.0℃,偏差的平均值小于0.6℃,可满足工程要求.

大型飞机作用下水泥混凝土道面板尺寸研究

大型飞机复杂轴载和重载会引起水泥混凝土道面结构力学响应变化等系列问题,通过使用Ever FE2.25软件,建立Winkler地基上足尺寸9块板有限元模型,并考虑板间接缝和骨料嵌锁影响,分析在大型飞机静载作用下水泥混凝土道面三维尺寸对板底最大弯拉应力的影响。计算结果表明:建议水泥混凝土面板单元平面细化到208 mm×208 mm,厚度为125 mm;有限元求解板底最大弯拉应力较MH法显著增大,后者计算解偏低;面板三维尺寸处于4000 mm×4 000 mm×200 mm^9 000 mm×5 000 mm×450 mm时,厚度的增加对道面板底最大弯拉应力降幅为1.49%/cm,板宽的增加对板底最大弯拉应力增幅为3.20%/m。

宁波典型天气的沥青下垫面日极值温度预测

根据宁波地区气象观测站的气象要素和沥青下垫面的温度观测资料，利用多元线性逐步回归方法，得到了晴天、少云、多云和阴雨天气条件下沥青下垫面的日最高温度、最低温度与气象要素特征值的多元回归模型。结果表明：晴天、少云、多云和阴雨天沥青下垫面的日最高温度主要与日最高气温、日太阳总辐射和日平均风速相关；日最低温度与日最低气温线性相关。经检验，模型的预测温度与实测温度相关系数平方在0．91～0．98之间。预测模型对宁波地区沥青层结构物表面的极值温度预佑具有一定的参考价值。

基于路表实测温度的路面温度场估计模型

从路面温度变化具有周期性为出发点建立了根据路表温度推算路面结构任一深度温度与自路表至某一深度的层平均温度的估算模型,并通过引入深度传导时间τz以消除路面材料导温系数不同引起的差异.根据广州、宁波、大同三地的路面结构温度场观测站为期1年的路面温度实测数据,以模型估算温度与实测温度之残差的标准差最小为控制目标,确定了模型中4个待定参数即短时间温度变化的时长t1、基线温度变化的时长t2、短时温度变幅的衰减系数k1、基线温度变幅的衰减系数k2的回归式.拟合结果表明,广州、宁波、大同三地的2种路面(沥青路面、水泥混凝土路面)不同深度温度及自路表至某一深度的层平均温度的模型估计值与实测值之残差的标准差仅1℃左右,最大不超过1.52℃,残差均值小于0.5℃.因此,预估公式具有较好的精度与普适性.

路面温度场的数值解及几个关键问题探讨

利用有限差分法,研究了不同边界条件下路面温度场有限差分解的收敛性及网格的合理划分;分析了将路面结构温度场求解简化为半无限体热传导问题的可行性及误差、路表与天空相互辐射中路表温度和天空有效温度作一阶泰勒近似所引起的偏差;讨论了天空有效温度的估计偏差对路面温度场的影响,以及路面初始温度值偏差的消散时间.

高RAP掺量下热再生混合料水稳定性影响因素研究

为分析就地热再生混合料水稳定性能,该文依托泰井高速就地热再生工程,研究再生剂掺量、新料掺量、拌和温度及拌和时间对再生混合料残留稳定度及冻融劈裂强度比的影响,并对比RAP料与再生料水稳定性能变化及两种水稳性能评价方法的差异。结果表明:再生料残留稳定度比RAP料提高22.56%,冻融劈裂强度比提高21.97%;再生料残留稳定度及冻融劈裂强度比随再生剂掺量增加而增大,但再生剂掺量超过3%时增加梯度不明显,随新料掺量的增加而增大,但总体增加梯度不明显;足够的拌和温度及拌和时间是保证再生料水稳定性能的关键;冻融劈裂试验比浸水马歇尔试验数据离散性小,可靠性高。

考虑动水压力影响的沥青路面损伤机理研究综述

行车荷载产生的动水压力作用是沥青路面水损害的主要原因之一。为深入剖析沥青路面动水压力的作用机理,该文分析了动水压力研究方法,总结了动水压力的影响因素,对中国国内沥青混合料水稳定性评价方法和动水压力研究现状进行了评述,并对动水压力的作用机理进行了展望。

基于非均匀性的就地热再生质量控制要点分析

以江西省泰井高速公路就地热再生工程为依托,为提高就地热再生施工质量,从设计到施工的各个环节出发,对其实际应用过程中出现的非均匀性现象展开研究,提出了基于平均值-极值控制方法的施工质量动态监控方案并在实际工程成功予以实施。研究表明:设计阶段室内试验与实际施工存在差异性,应设计一种以上新料级配;温度控制是影响施工过程非均匀性的首要因素,通过实地量测证实各施工环节温度与机组作业速度及地表温度存在直接关系;采用平均值-极值动态控制方案检测施工质量,通过技术人员对非均匀性环节的及时控制和现场指挥,可以有效地指导施工,提高施工质量。

基于正交方法的沥青混合料影响因素显著性分析

基于正交试验方法,采用室内车辙碾压成型和钻心取样相结合的试验方法,分别测定了整块车辙板试件的密度和钻心芯样的空隙率,综合分析了影响沥青混合料的级配关键筛孔和显著试验条件.同时,基于MATLAB 7.0软件分析了车辙碾压成型试件密度和钻心取样试件密度的相关关系,其相关系数为0.95,线性相关性良好,可为沥青混凝土路面检测工作提供理论依据.

HDP环氧沥青混合料固化反应动力学分析

高耐久铺装(HDP)环氧沥青混合料添加剂由主剂与硬化剂组成,先前研究发现两者混合后产物具有与环氧树脂体系相似的性质。为研究两者反应原理,通过采用动力学方法对HDP固化反应进行建模分析其反应参数。试验结果表明:根据HDP不同升温速率下DSC曲线计算确定HDP环氧体系固化反应温度达383.4 K时进入恒温固化,该反应活化能为39.78 kJ/mol,反应级数n为0.85;利用环氧体系的固化反应模型计算得到环氧体系的反应为1级与n级平行的自催化反应。

沥青混合料压实对集料取向和力学性能的影响

该文讨论了旋转、振动和平板压实对沥青混合料体积和力学性能的影响。运用图像分析技术提供了不同层集料取向和分布的定量信息。结果表明,在旋转和振动压实试件中集料颗粒呈圆形排列,对于大粒径集料和高宽比大于2的集料来说这种特性更为显著。平板压实试件显示颗粒取向不规则。力学性能测试结果表明:旋转和振动压实试件比平板压实试件抵抗永久变形的能力更显著。

建立开放式协同的土木工程CAI课程体系研究

传统的土木工程CAI课件存在单一、固定的弊端 ,因而 ,建立开放式协同的CAI课程体系具有重要意义 ,文章就该体系的创建作了比较详细的探讨 。

重庆市普通干线公路特征与养护状况调查

为全面了解重庆市普通干线公路特征与养护技术的应用情况,选取永川、涪陵、忠县3个地区具有代表性13条路段进行弯沉测试、路面病害调查及钻芯测试物理力学指标,结合前期收集的"十二五"期间重庆市34条普通干线公路135个路段结构状况,从路面结构、病害特征及养护技术使用效果3个方面对重庆市普通干线公路进行分析。总结出重庆市普通干线公路特征与养护状况,为普通干线公路的养护和管理提供参考和决策依据,以进一步推广预防性养护技术的应用。

热风循环式就地热再生沥青路面温度场

就地热再生是预防性养护,研究热风循环加热方式下就地热再生沥青路面的温度场,有助于提高施工机械的加热效率及施工过程中的质量控制。通过分析热风循环加热原理,确定路表热量来源由热风对流换热和固体间表面辐射传热两部分组成,在此基础上建立就地热再生路面温度场模型,采用有限差分法的离散方程进行计算,得到路面各层温度随加热时间、路面深度、风速、机械行驶速度的变化特点。计算结果表明:路面各层温度随加热时间的增加而升高,路面深层的温度变化呈现明显的滞后性;路表温度随环境风速的增大而降低,当风速增加时,路表温度近似呈抛物线形式降低;风速变化对路面温度的最大影响深度大致在路表以下1.0~1.5cm,为提升加热效率,建议在风速小于5 m/s的环境下施工;加热机械的行驶速度对路面各层温度影响较大,建议施工时控制加热机行驶速度低于2.5~3.0 m/min内。

基于空隙空间分布特征的沥青路面渗水成因分析

为探究沥青玛蹄脂碎石路面渗水成因,依托实体工程,分析了路面渗水系数与芯样空隙率之间的相关性。采用工业CT扫描并结合三维数字重构技术,研究了路面芯样内部空隙的空间分布规律,分析了路面不同深度处空隙的连通性,明确了结构层内部水的渗流路径。基于路面温度场有限元仿真技术并结合路面摊铺温度监测,进一步分析了结构层内部空隙非均态分布的原因。结果表明:玛蹄脂碎石路面现场检测渗水系数与芯样空隙率之间存在较好的指数关系;芯样内部空隙尺寸相对单一,单个空隙的等效直径约为2.02 mm,空隙多聚集于芯样两端,即沿路面深度方向空隙体积呈“由大变小、再增大”趋势;芯样顶端空隙的聚集现象,增加了空隙间的连通性,而连通空隙是导致路面渗水的直接原因,连通空隙率随路面深度的增加呈降低趋势,推断路面渗水形式以“水平渗水”为主;玛蹄脂碎石路面摊铺温度场有限元模拟结果与现场监测结果一致,即摊铺沥青玛蹄脂碎石结构层时,其内部热量向空气层、下承层中传递,导致结构层内部温度逐渐降低,且温度沿深度方向亦呈“由低到高、再到低”趋势;玛蹄脂碎石路面结构层内部空隙沿深度方向非均态分布,与路面碾压时不同深度处温度差异性有关。

半刚性基层沥青路面低温开裂成因研究综述

半刚性基层沥青路面低温开裂一直是沥青路面的主要病害之一,也是国际学术界研究的重点内容。考虑到此种类型路面结构在中国的广泛应用,该文对半刚性基层沥青路面低温开裂的相关研究成果进行了综述,在分析路面低温开裂机理的基础上,从设计、施工、运营3个阶段分析了各因素对半刚性基层沥青路面低温开裂的影响,为预防和控制沥青路面低温开裂提供借鉴与思考。研究发现,对各阶段的影响因素进行合理的控制能够改善路面的低温抗裂能力,减少路面低温开裂病害的发生。

基于灰色关联理论的沥青薄层罩面层间剪应力影响因素研究

针对薄层罩面层间黏结性能不良而导致路面出现推移、拥包、滑动等早期病害的问题,采用Bisar3.0程序讨论了典型半刚性基层沥青路面不同薄层厚度、荷载、层间接触状态和水平力系数下的薄层层间剪应力τmax大小规律,在此基础上,利用灰色关联度法对影响层间最大剪应力的因素进行了分析。结果表明:随着薄层厚度、摩擦参数、荷载和水平力系数的增大,薄层层间最大剪应力分别呈现出逐渐减小、总体增大、增大以及增大的趋势;薄层层间最大剪应力与薄层厚度、荷载、层间接触状态和水平力系数之间的灰色关联度分别为0.744 5、0.847 1、0.769 5、0.686 9,均大于0.65,表明4种因素对薄层层间最大剪应力有较大影响。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物-改性胶粉复合改性沥青路用性能流变学分析

为研究改性剂掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)-改性胶粉(modified rubber powder,MCR)复合改性沥青路用性能的影响,通过常规流变学试验方法,定性对比研究了SBS和MCR改性剂掺量对SBS-MCR复合改性沥青黏弹性的影响,量化分析了沥青胶结料路用性能的变化规律;通过多重应力蠕变试验,对比研究了不同改性剂掺量下沥青胶结料高温抗车辙性能的提升效果和差异;基于低温弯曲蠕变试验对8种沥青胶结料的蠕变劲度模量和蠕变速率进行对比研究,分析比较了材料在低温柔性和应力松弛性方面的差异。结果表明:不同改性剂掺量的SBS-MCR复合改性沥青虽然高温PG分级相同,但其抵抗高温变形的能力却可能存在差异;SBS和MCR改性剂对沥青胶结料劲度模量的提升效果相近;8种SBS-MCR复合改性沥青胶结料低温等级为-24℃,低温路用性能良好;最终推荐改性剂的合理掺量为4%SBS+11%MCR。

沥青路面太阳能集热使用研究进展

沥青路面太阳能集热技术作为一种新的太阳能利用方式已成为一个新兴的研究领域,该技术的关键问题在于太阳能集热效率的高低。该文概述了沥青路面太阳能集热技术的发展历程,分析了沥青路面太阳能集热的原理,从路面材料和热交换系统两方面对提高太阳能集热效率的相关研究成果进行了综述,并对沥青路面太阳能集热技术进行了展望。

低噪声沥青路面降噪机理及研究进展

为了有效降低交通噪声对人类健康的危害,促进低噪声沥青路面的推广应用,对沥青路面降噪机理及研究进展进行了综述。介绍了路面噪声的产生及增强原理,从内部和外部影响因素深入剖析多种因素对沥青路面降噪效果的影响,总结了当前热门前沿的轮胎/路面噪声数值仿真模型研究进展。根据调研结果,提出了现阶段该研究领域的不足,并对低噪声沥青路面的发展进行展望。可为低噪声沥青路面进一步发展提供基础资料和新的视角。