雨天公路水膜厚度模型验证及行车安全性

针对雨天行车道路表面产生水膜,易使车辆打滑发生交通事故的问题,采用人工模拟降雨试验,获得了水泥混凝土路表水膜厚度回归方程,验证了国内外现有水膜厚度计算模型。结果表明:路表水膜厚度随降雨强度和排水长度的增大而增大,随路面坡度的增大而减小;相同条件下,水泥混凝土路表水膜厚度值高于沥青路面水膜厚度值,其原因主要是水泥混凝土的亲水性导致路表水分子流动阻力增大,水分子积聚增多,使水膜厚度增大。对西安地区不同暴雨重现期下高速公路水膜厚度值进行计算,结果表明在五年重现期暴雨强度1.954 mm·min^(-1)下,路表水膜厚度值不超过滑水速度发生时的临界水膜厚度值2.35 mm,设计时速80 km·h^(-1)可保证雨天行车安全。

基于响应面法的纤维素纤维引气道面混凝土力学性能建模分析

在普通道面混凝土中加入纤维素纤维和引气剂,配制纤维素纤维引气道面混凝土,进行抗压强度和抗折强度试验。采用RSM方法,利用Design Expert统计分析软件,对纤维素纤维引气道面混凝土的力学试验结果进行模型拟合,分析含气量和纤维素纤维掺量各自变量及其交互作用对混凝土力学性能的影响。结果表明:含气量对混凝土的抗压强度影响显著,纤维素纤维掺量的影响则较弱;含气量和纤维素纤维掺量对抗压强度的交互作用不显著;含气量对混凝土抗折强度影响的显著程度稍大于纤维素纤维掺量;含气量和纤维素纤维掺量对抗折强度的交互作用显著。

机场水泥混凝土道面水膜厚度试验研究

针对雨天飞机在有水膜覆盖的水泥混凝土道面上滑跑时,易发生滑水现象引发交通事故的问题,利用人工降雨模拟试验,获得了水泥混凝土道面在3种不同降雨强度、5种不同排水长度及5种不同坡度变化下的水膜厚度试验数据。采用极差分析法,得到了水膜厚度影响因素的主次顺序。利用Minitab软件对试验数据进行回归分析,建立了水泥混凝土道面水膜厚度计算模型,并使用模型得到了不同平面尺寸道面在达到NASA试验水膜厚度时对应的降雨强度值。结果表明,在影响水膜厚度的3个因素中,排水长度起主要作用,降雨强度次之,道面坡度作用最小;3个影响因素均与水膜厚度显著相关,其中路表水膜厚度随道面排水长度的增大而明显增大,随降雨强度的增大而增大,随道面坡度的增大先迅速减小,然后减小趋势变缓;在2.90 mm/min的降雨强度下,60 m宽双面坡水泥混凝土机场跑道边缘水膜厚度达到4.09 mm,200 m宽度的飞机停机坪边缘达到NASA试验水膜厚度7.62 mm;以咸阳机场二期工程为例,绘制了在降雨强度1.954 mm/min下,指廊间停机坪的水膜厚度等值线图,其中机坪中部左右两端位置的水膜厚度预测值超过12 mm,与2.03 mm/min实际降雨强度下,停机坪该位置实测结果 13.8 mm及14.6 mm相吻合,说明计算模型可靠度高,可用于指导工程实践。