RIOHTrack足尺路面试验环道裂缝状态浅析

为了研究沥青路面裂缝发生、发展规律,进一步认识并预防沥青路面裂缝,依托北京大杜社公路材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站足尺路面试验环道RIOHTrack,对19个沥青路面试验段裂缝从产生到发展的过程进行了持续观测,对经历6×10^(4)次累计标准轴载作用后路面裂缝现状以及裂缝形成的原因进行了分析和判断。结果表明:在重载交通使用环境下,行车道的横向裂缝是薄沥青层结构的主要裂缝形式,且主要为荷载型的Top-down裂缝;裂缝的产生与环境温度、荷载大小以及沥青混凝土层厚度和基层刚度等多种因素有关,环道低温裂缝与传统认为的反射裂缝不同,主要表现为首先产生于轮迹带位置以及首先产生于表面层,并自上而下发展,在相同气候环境和荷载作用下,不同类型结构的裂缝差异是显著的,对于薄面层的沥青路面结构,基层刚度、结构组合形式对于车道横向裂缝产生的影响较为显著;荷载型横向Top-down裂缝和车辙病害作为沥青面层两种典型的荷载疲劳损伤,具有负相关关系,即裂缝病害严重的结构,其车辙深度往往较小,反之,裂缝病害较轻的结构,车辙深度往往较大,当沥青面层为18 cm时,路面的Top-down裂缝和车辙病害都较为严重,沥青面层18 cm可能是半刚性基层结构对偶性病害的“拐点”厚度。

基于卷积神经网络的动态力学响应数据分类识别研究

由于动态力学响应数据的数据量巨大、提取分析较为复杂,导致在道路研究领域一直难以广泛应用。为了提高动态力学响应数据的易用性,首先总结了该数据的应用需求,对海量数据的分析可知,数据存在采集频率高、数据量大、信息密度时间分布不平衡、应变响应信号微弱、信噪比低和数据基线漂移等现象。根据数据的应用需求和数据特点,建立了一套有效的数据处理流程,并且通过采用卷积神经网络将每个动态荷载响应数据进行了有效的分类标识,为海量数据的开放共享提供了可靠的数据基础。同时,还对比验证了不同结构形式的卷积神经网络,得出GoogleNet网络对结构力学动态荷载数据的分类方面具有较好的识别效果,准确率可达95.2%,证明了在动态荷载响应数据分类方面GoogleNet网络的综合性能要优于其他网络结构。

塞内加尔天然砂土的工程性质及应用研究

选择塞内加尔某公路项目沿线的7种天然砂土开展材料性质试验,按照相关规范要求进行土质工程分类,给出用于公路工程的使用建议。结果表明:塞内加尔天然砂土塑性指数为5.5~8.8,属于低塑性土;主要化学组成为石英,平均含量可达98.6%;根据法国标准可将7种天然砂土划分为B1,B5s两大类,采取相应措施后可用于路基填筑。研究成果对于塞内加尔公路建设具有一定参考价值。

非洲贝壳土的工程性质及应用建议

为了探明非洲贝壳土的工程性质、提出其在公路建设中的合理使用方案,依托塞内加尔某规划中的高速公路项目,对沿线贝壳土开展了试验研究,分析颗粒组成、物理性质、化学性质、工程性质、力学性质和盐渍性,根据法国标准中的方法进行土质分类,给出用于路基填筑的应用建议方案。结果表明:研究的贝壳土由粒径为1~40 mm的粗粒组分、粒径为0.5~1 mm的贝壳与砂混合物、粒径小于0.5 mm的砂土3部分组成,质量百分比分别为14%、5%、81%,具有一定的工程级配,可归类为粒料类材料;贝壳土中的粗粒组分、贝壳与砂混合物,材质坚硬,力学强度高,RCBR(加州承载比)远高于砂土;贝壳土中砂土的塑性指数仅为4,塑性较低,主要化学组分为石英,含有少量石盐,具有一定的盐碱性;贝壳土的全盐量为0.73%,可判定为氯盐渍土,盐渍化程度为中盐渍土;根据法标土质分类方法,可将塞内加尔产贝壳土划分为A1ts类,采取相应措施后可作为规划中高速公路的路基填筑材料。

卡尔曼滤波在道路动态响应数据处理中的应用研究

为解决道路动态响应数据的有效性问题,降低采集信号的噪声,对比研究了均值滤波、低通滤波以及卡尔曼滤波算法的实际应用效果。通过对噪声信号进行时频分析,确定了噪声信号的峰值大小及信号频谱特征;进行了这3种方法的滤波;根据信噪比、峰值及峰值滞后时间这3个重要指标结果,说明卡尔曼滤波算法在道路动态响应数据滤波处理上要优于其他两种算法。在获取海量数据后,通过进一步优化卡尔曼滤波算法中的预估模型,将能够使其效果更佳显著。

基于RIOHTrack足尺环道全寿命周期试验的沥青路面车辙变形长期演化行为

为获取符合全寿命周期要求的千万次以上荷载水平下的车辙演化过程,依托足尺路面加速加载试验环道RIOHTrack,开展了沥青路面全寿命周期加速加载试验,获取了沥青路面长期服役过程中的车辙变形演化数据,覆盖了19种沥青路面结构在8000万累计标准轴次下的车辙试验结果,据此研究了沥青路面全寿命周期内车辙变形的长期演化行为规律和作用机理。研究结果表明:在全寿命周期内,沥青路面车辙损伤演化呈现出以年为周期的增大-减小-增大的波动性增长现象;不同路面结构的车辙变形存在较大差异,基层强度越高则车辙越小,减小幅度在8%~18%之间;单位厚度的车辙深度与沥青混凝土层厚度之间存在良好的指数函数关系,薄沥青面层结构上面层的车辙贡献率可达到80%,随着沥青层厚度的增加,中、下面层的车辙贡献率逐渐增加;直线路段的车辙明显大于缓和曲线段,后者的受力模式更接近于水平推移变形;可采用三次曲线模型描述全寿命周期内车辙演化过程,模型存在2处拐点,拐点过后车辙演化进入新的发展阶段。根据车辙演化模型,可以预估不同车辙设计要求值时所对应的累计标准轴次,可作为以车辙为指标的寿命预估。