装配式水泥路面夹环连接式传力杆接缝设计及验证

面向可拆卸装配式水泥路面,提出了一种夹环连接式传力杆接缝,在阐述其特征和基本参数的基础上,选取挠度传荷系数和弯沉差作为指标,使用有限元方法分析了下开口槽、传力杆、夹环构件等参数对夹环连接式传力杆接缝传荷能力的影响,同时分析了夹环连接式传力杆接缝的构件及界面应力的变化规律,得到了合理的接缝参数;此外,通过室内足尺试验评价了夹环连接式传力杆接缝的传荷性能。结果表明,提出的夹环连接式传力杆接缝的传荷能力满足要求,具有一定的工程应用价值。

基于实测数据的货车编队荷载作用特征分析

货车编队技术是货运交通智能化的重要研究方向之一。以货车编队的荷载作用为研究对象,在明确货车编队的横向、纵向控制模式的基础上,调研并总结了国内外货车编队的实测项目;基于AUTOPILOT项目的实测数据,分析了货车编队的横向和纵向荷载分布特征,并在此基础上分析了货车编队的轴载作用影响。结果表明:货车编队的轮迹横向分布标准差为7.14 cm,仅为传统货车的1/3,具有明显的“渠化”特征;货车编队在以100 km/h的速度行驶时,车头时距可低于0.8 s,约为相同速度下传统货车的27%;与传统货车相比,货车编队运行轴载作用次数具有“高频”特性,对现有路面结构的抗疲劳性能提出更高的要求。

基于临界滑水速度的湿滑路面全域滑水风险量化评价

基于修正LuGre摩擦模型提出临界滑水速度的快速计算方法,以临界滑水速度为滑水风险事件发生的判断指标;基于湿滑路段水膜厚度分布以及车速、轮迹等车辆行驶状况的概率模型,计算滑水风险事件发生的概率,从而对滑水风险进行量化,并根据风险概率将滑水风险划分为5个等级。结果表明:临界滑水速度主要受水膜厚度的影响,与路面的高程特征密切相关;当路面存在车辙、坑槽等表面病害时,病害区域的临界滑水速度显著下降。车辆滑水风险与临界滑水速度分布基本一致,但轮迹带区域的风险相对较高;降雨强度较大时,无病害或低病害路段的低风险区域超过96%,路段整体处于低风险等级,车辙等严重病害处出现大量中高风险区域,导致路段整体风险等级提高。

基于分布式振动传感的车辆轴载感知方法

提出了基于分布式振动传感的车辆轴载感知方法。采用分布式光纤感知路面振动,建立光纤信号与路面振动位移映射关系及车辆轴载反演解析模型。利用足尺试验对所提车辆轴载反演解析模型进行拟合优度验证,并通过自然车辆称重试验验证所提车辆轴载感知算法有效性。结果表明:车辆轴载感知系统对单轴最大估计误差为0.98%,对车辆总重预估精度达到0.34%,且系统精度受车辆速度影响小,符合国家对于单轴2%、总重5%的精度标准。

面向货车编队的水泥混凝土路面结构拓扑优化设计及验证

货车编队的渠化交通荷载对路面结构提出了高承载力及精细化设计需求。结合拓扑优化理论,基于变密度法、拓扑梯度法与移动渐近线法,提出了面向水泥混凝土路面的结构拓扑优化算法;分析货车编队轮迹偏移特征,利用数值计算设计了面向货车编队的水泥混凝土路面拓扑优化原型结构;从力学性能角度通过室内缩尺试验探究了拓扑优化原型结构的合理性。结果表明,对于轮迹零偏移和15cm偏移范围的两种荷载分布,拓扑优化原型结构最大疲劳应力分别为传统结构的45.0%和37.5%,同时其质量分别为传统结构的34.3%和30.5%;试验测得的拓扑优化原型结构的最大疲劳应力与理论计算值相近,且相较于传统结构,其极限承载力提升了18.3%,证明了设计方法的有效性。

基于压电效应的路面能量收集技术

对基于压电效应的沥青路面能量收集技术的可行性和效率进行探讨.路面中存在应力驱动和振动驱动能.速度为60 km/h的标准轴载对沥青路面深40 mm处所做的功约为0.644 J;实测的沥青路面振动频率约在15 Hz.初步试验表明,一个钹式压电换能器阵列,在0.7 MPa 20 Hz的荷载作用下,可产生超过250 V的电压,能稳定点亮8个LED灯,这验证了压电式路面能量收集技术的可行性.压电换能器性能取决于器件的换能效率、储能能力、疲劳寿命,以及与路面刚度的匹配程度.理论和有限元分析表明,针对路面环境,不同换能器的性能各有差异,换能效率约为5%~30%.直径为32 mm的钹式换能器,在0.7 MPa荷载的作用下,可产生高达97.33 V的电压.若荷载频率为20 Hz,则最多可收集到1.2 mW的电能,潜能可观.

智能铺面的内涵与架构

对智能铺面的内涵与架构进行诠释与定义.明确未来交通的发展愿景为"零伤害、零延误、零维护、零排放、零失效".为适应该愿景,借鉴智能生物体的基本要素,将智能铺面定义为由先进的结构材料、感知网络、数据中心、通信网络和能源系统组成,具有主动感知、自动辨析、自主适应、动态交互、持续供能等智能能力的铺面设施.在此基础上,从基本性能、智能能力、网联服务、可持续发展特性等4个方面明确了智能铺面的功能特征,并提出了智能能力的5个等级与要求.从物理要素、信息流向、能量路径、空间位置、P2X(Pavement to X)服务等5个方面构建了智能铺面的架构.成果对指导智能铺面技术的研究与应用具有参考意义.

机场沥青道面结构设计方法与指标探讨

详细分析了现有沥青道面结构类型、损坏模式、设计方法发展趋势和设计指标的选取,对适应新一代大型飞机的机场沥青道面设计方法与设计指标进行分析探讨。结果表明道面结构设计主要考虑疲劳开裂、轮辙和低温开裂等损坏模式;以CBR法为代表的经验法已不能适应新一代大型飞机复杂起落架的要求,力学经验法已成为道面设计方法发展的趋势;柔性沥青道面与半刚性道面设计指标的选取应该独立,分别采用相应结构层的应力、应变等指标控制对应损坏的出现。研究结果能满足B777、A380等新一代大型机的荷载要求,可为中国构建新的沥青道面设计方法提供参考。

中美机场水泥混凝土道面设计方法对比分析

对中国民航混凝土道面设计方法与美国联邦航空局(Federal Aviation Administration,FAA)混凝土道面设计方法进行对比分析,评价相互之间的差别.对不同飞机类型和交通量(包括单一机型和混合交通)条件下,不同基层厚度和面层强度的60组混凝土道面结构进行了厚度计算分析.结果表明,单一机型条件下FAA弹性层状体系法计算的厚度比我国民航的设计方法要厚,厚度差随交通荷载的增长而增加,随面层弯拉强度的增加而减少;在混合交通条件下,FAA弹性层状体系法计算的厚度比我国的略薄;我国民航的设计方法无法适应新一代大型飞机的荷载要求.

面向对象的GIS-T数据模型

随着GIS在运输信息系统中应用的深入 ,对GIS和运输信息系统都提出了更高的要求和新的挑战 ,因此有必要对GIS T进行新的研究和探索。而数据模型是信息系统得以实现的基础。本文针对关系数据库模型应用在GIS T中的局限性 ,采用面向对象的建模技术 ,在分析了运输系统的特点后 ,提出了面向对象的GIS

飞机除冰液对停机坪水泥混凝土的影响

通过除冰液成分分析、混凝土试件除冰液浸泡实验、物相分析和冻融理论分析,探讨了剥落损坏发生的原因和机理。研究发现除冰液和水泥混凝土之间并不会发生化学反应;除冰液的渗入会增加混凝土内的水压力、渗透压、蒸气压差异和温度梯度。结果表明,除冰液参与下的剥落属于物理损坏,主要由冻融循环引起;除冰液的存在和入渗加剧了混凝土表面层的冻融剥落发生。建议从减少除冰液的用量、使用范围、与混凝土的接触时间,以及混凝土的抗冻等方面进行剥落防治。

沥青道面摩擦系数随水膜厚度的变化规律

对沥青道面在不同湿滑状态下的抗滑性能进行研究.利用遥感式路面状况传感器和摆式摩擦仪测量3种不同沥青表面在不同厚度水膜覆盖情况下的摩擦系数,试验结果表明：水膜厚度为0～1 mm时,3种表面的摩擦系数均呈下降趋势;水膜厚度为1 ～5 mm时,摩擦系数基本保持不变.结合试验数据分析水膜厚度对摩擦系数的影响机理,建立水膜厚度为0～5 mm时摩擦系数随水膜厚度变化的模型.模型表明随着水膜厚度增加,轮胎与道面的摩擦过程经历3个不同的润滑阶段,其中混合润滑阶段摩擦系数与水膜厚度存在对数关系.水膜厚度对摩擦系数影响规律主要受表面微观构造控制,在低速摩擦情况下水膜厚度的增加对摩擦系数影响较小.

脱空对刚性道面板应力分布的影响及临界脱空状态

基于层间弹簧模型提出支承状态模拟方法,构建刚性道面板数值仿真模型。考虑不同飞机荷载和接缝状态,分析脱空影响下的道面板荷载应力增幅、位置偏移及重分布规律。结果表明:层间弹簧模型可准确地模拟脱空导致的刚性道面板支承损失以及不同脱空状态;随着脱空加剧,脱空区边缘的荷载应力增大,最大荷载应力在板厚方向上的位置由板底转移至板顶;当脱空区内最大荷载应力超过健康状态(即无脱空)下临界荷位的峰值应力时,该脱空状态即为临界脱空状态。相比传统弯沉指标,临界脱空状态能够更准确地反映脱空对道面结构的影响。

机场智慧飞行区内涵、分级与评价

对机场智慧飞行区的内涵、分级与评价进行诠释与定义,明确了智慧飞行区运行目标为"全时安全、零误高效、最优效益、绿色环保".借鉴高等智慧生物的基本要素和能力,将智慧飞行区定义为由先进的基础设施、服务设备、感知网络、数据中心、通信网络和能源系统组成,并具有不同程度的主动感知、自动辨析、自主决策、自主适应、自主行动、动态交互和持续供能等智能能力的飞行区.在此基础上,明确了智慧飞行区智能能力的具体技术内涵以及智能能力之间的逻辑关系.最后,从两个维度上提出了智慧飞行区分级和评价体系.

公路中央分隔带渗水规律研究

根据非饱和土的渗流理论,采用有限元软件对不同宽度、不同降雨强度、不同降雨历时下的公路中央分隔带入渗规律及对路基路面的影响,进行系统的对比分析。结果表明不同宽度的中央分隔带具有比较接近的渗水规律,但由于渗水量的不同,导致对路面结构的影响范围不一样。渗入水的横向扩散对两侧路面结构的影响会超过3m,竖向渗透将影响2～4m范围内的路基土湿度。建议对中央分隔带应该同时重视表面排水和内部隔、排水。

基于数字图像关联技术的沥青应变计测量准确度比对方法

提出一种基于DIC(digital image correlation)技术的沥青混合料表面平均应变测量方法,以之作为基准比对不同种类沥青应变计的测量准确度.首先基于DIC技术实现试件表面亚像素级位移场识别,进而研发基于二次曲线拟合的沥青混合料平均应变基准值算法.校准该算法后比对两种常用应变计的测量准确度.研究结果表明,有不低于95%的置信度认定DIC法测量应变误差小于12×10^(-6),通过比较应变计测量结果与DIC法平均应变基准值之间的差异,能够比对不同应变计测量准确度优劣.此外研究结果也证实,荷载模式对测量准确度具有影响,移除塑性应变或建立校准方程校准应变计测量结果均能够提高应变计测量准确度.

面向卓越计划的道路工程本科实验教学研究

面向"卓越工程师教育培养计划",结合同济大学的特点,对道路工程方向(包括土木工程、交通工程、道路桥梁与渡河工程等中的道路工程方向)中所需的实验项目、实验内容、实验组织方法等进行探讨。围绕道路工程材料与结构,覆盖设计、施工、管理等过程,分验证性实验、综合性实验和设计性实验,设计了10项实验项目,共52项具体实验内容。实验内容再分为演示性实验、体验性实验和操作性实验进行组织实施。明确了实验组织中的硬件、软件、组织方式、资料管理等的要求。从而为面向卓越计划的道路工程本科实验教学提供了解决方案。

基于有限元分析的沥青路面自振频率研究

利用Abaqus有限元软件建立三维沥青路面结构模型,对沥青路面结构的自振频率进行研究,并采用现场实测与室内试验验证该模型的合理性。以半刚性基层沥青路面为重点,对不同路基路面结构参数进行敏感性分析。结果表明:模型与实测数据之间的误差约为7%,模型合理;典型的半刚性基层沥青路面的自振频率一般在10～20Hz之间;面层和基层的模量变化对沥青路面的自振频率基本无影响,但随着它们厚度的增加,基频有减小趋势,厚度每增加5cm基频减小0.2Hz左右,第2～10阶的自振频率无变化;基频随着垫层模量的增加呈小幅度增加,而随着厚度的增加基频减小,厚度每增加5cm基频减小0.2Hz左右,第2～10阶的自振频率不受结构组合的影响;路基模量对沥青路面的自振频率影响较大,基频和第2～10阶的自振频率均随路基模量的增加而增加,增量2～3Hz/10MPa之间,且路基模量增加时,第2～10阶的自振频率增量比基频增量大0.6Hz左右。

上海市公路设施管理地理信息系统

为了实现公路行业管理的信息化、现代化和科学化 ,采用GIS技术建立公路设施管理系统已经成为必要。介绍GIS -T和公路设施的特点 ,阐述上海市公路设施管理地理信息系统产生的背景、系统目标、开发方式和结构框架 ,并对系统中数据库管理和设施管理两大部分进行了详细的介绍 ,同时简单描述了系统的建立过程和软件设计。

基于数据挖掘的民用机场水泥道面维护辅助决策模型

为满足民用机场水泥道面管理系统智能化辅助决策的要求,基于我国26个民用机场水泥道面的356组历史维护决策数据,分析了道面性能属性评价指标间的相关关系,确定了道面状况指数(PCI)、道面等级号(PCN)、板底脱空率和平整度4种道面性能属性评价指标;考虑道面管理者主观需求,提出了可用资金、许用延误、期望效益和工程安全4种管理需求属性,并给出了属性等级及建议划分标准;归纳了8类常用民用机场水泥道面维护措施.在此基础上,采用数据挖掘中的C5.0决策树算法训练了决策树,从而建立了民用机场水泥道面维护辅助决策模型,并开展了评价和应用.评价结果表明,决策模型预测准确性较高;应用案例表明,模型决策结果较为合理,工程应用性较强.