普通国省干线重载交通道路轴载谱快速实测技术及应用

介绍了道路轴载谱快速实测系统组成及工作流程,分析了道路轴载谱快速实测技术的影响因素,并通过对实际道路轴载大数据的深入挖掘,分析了检测时间点和时间段(检测持续时间)对数据代表性的影响。结合山东省某重载交通省级干线公路,阐述了道路轴载谱快速实测技术的实际应用,对该道路路面结构进行了分析,提出了相应的设计建议。

沥青路面结构力学响应信号处理方法研究

力学响应信号的有效处理是获得沥青路面结构力学响应的可靠保障。为提高力学响应信号处理方法的有效性,基于时频域理论提出了低通滤波和小波滤波的信号降噪方法,同时提出了基于最小二乘的基线归零方法。新方法与原方法的对比研究结果表明:基于频域的低通滤波和小波滤波对信号的降噪效果均好于原移动平均法;推荐使用效果较稳定的小波滤波5层分解对信号降噪;基于最小二乘的基线归零方法可有效去除信号的零点漂移现象,解决了原方法主观性的问题。

不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG(performance grade)等级以及沥青胶结料与集料之间的黏附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到:胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。

基于三维探地雷达技术的沥青路面施工质量研究

为更加精准高效评价沥青路面施工质量,基于三维探地雷达和无核密度仪对沥青路面试验段进行测试,建立新的沥青路面施工质量评估体系。简要介绍了三维探地雷达和无核密度仪检测原理,并提出通过拟合介电常数-空隙率模型的方法确定三维探地雷达介电常数代表值;然后提出基于三维探地雷达全反射法结合无核密度仪采集局部空隙率比例的沥青路面施工质量控制体系,在试验路上进行了验证。验证结果表明:两种无损检测设备获取的路面密度及空隙率结果可以互相验证,两种方法结合能够较好评价沥青路面质量,最后推荐了不同检测工况下的沥青路面施工质量检测方案。

基于无损检测技术的沥青路面施工均匀性分析

针对沥青路面施工均匀性差的问题,系统研究了无核密度仪和三维雷达这两种无损检测技术的检测设备、检测流程和检测方案,并结合工程现场应用,分析沥青路面施工均匀性。由分析结果可知:无核密度仪可实现道路纵向和横向的均匀性分析,三维雷达可实现对路面均匀性的全覆盖式检测,这两种无损检测技术可联合使用,全面评价分析沥青路面施工均匀性。

基于校企合作课程的《路基路面工程》教学改革探索——以沥青路面结构设计为例

《交通强国建设纲要》对交通类人才队伍建设提出了更新、更好的要求。交通强国战略背景下,本文围绕交通专业人才培养目标和要求阐述了《路基路面工程》校企合作课程开发的意义,在分析课程教学改革现状及面临问题的基础上,从校企合作背景、教学设计、课题实施过程及教学反思四个方面进行了校企合作课程《路面路面工程》的开发及教学改革实践,为高校交通类本科教学改革提供参考。

乳化沥青冷再生混合料动态模量预估模型构建

为深入分析乳化沥青冷再生混合料动态力学特性,且在试验条件不具备时方便获取其动态模量参数,利用简单性能试验机对不同沥青含量、水泥含量的8种乳化沥青冷再生混合料进行系列温度频率下的动态模量试验。结果表明:乳化沥青冷再生混合料的动态模量变异性较大,变异系数与动态模量平均值呈良好的幂函数关系,动态模量主曲线明显受温度、频率影响,水泥可以有效提高乳化沥青冷再生混合料中高温区的动态模量。Witzack模型和Hircsh模型适用性验证表明:热拌沥青混合料动态模量预估模型不适用于乳化沥青冷再生混合料的动态模量预估。通过逐步回归分析法,利用基础测试参数构建了乳化沥青冷再生混合料动态模量预估模型,模型能够较好地预估乳化沥青冷再生混合料动态模量,为试验条件不具备时获取乳化沥青冷再生混合料动态模量参数提供了可能的途径。

基于车辆加载实验的沥青路面动力响应分析

为研究车辆荷载作用下路面结构的动力响应,对沥青路面进行不同轴重,车速及不同的沥青层厚度条件下路面动力响应实测。结果表明:(1)柔性基层底部、下面层底部应变随车速增加而减小,随轴重增加而增大;(2)轴重相同时,下面层底部应变大于柔性基层底部应变;(3)下面层底部及柔性基层底部应变均随沥青层厚度增加而减小,厚度增加至23 cm时柔性基层底部应变不再显著降低;(4)基于层状弹性理论体系的计算结果与实测应变发展趋势并不一致,计算结果显示柔性基层底部应变大于下面层底部,拉应变随深度增加而增大,而实测结果表明最大应变并没有如计算那样出现在柔性基层底,而是出现在下面层底,因此经典层状弹性理论体系中以沥青混合料层底拉应变为最不利应变具有一定局限性。

AC+CRCP复合式路面温度场分析

该文结合山东省某高速公路试验段的实施,实测AC＋CRCP复合路面的温度场及气象站数据进行回归统计分析,考察了AC＋CRCP复合式路面温度场影响因素的滞后性和累积性,分析了温度场的日分布规律、季节规律及温度梯度变化,并将其与普通CRCP进行了对比。结果表明：AC＋CRCP路面温度场与前5h平均气温、前5h太阳辐射平方均值密切相关;日最高温度较普通CRCP滞后出现1~2h,路面温度在深度方向呈非线性分布;加铺层有效降低了CRCP层的温度翘曲应力。

实测沥青路面温度场分布规律研究

通过在实体工程中埋设温度传感器,以准确获得环境因素作用下的沥青路面温度场分布情况。根据大量的实测沥青路面温度场数据,对不同气温和气候条件下沥青路面温度场的分布规律进行了深入系统的分析和研究。对高温期温度场数据针对性分析后发现,路面温度与结构层深度之间具有良好的相关性并建立了相应的关系式,以此可预测结构层任何深度处的路面温度,为研究夏季高温条件下沥青路面的抗车辙性能提供了依据。

乳化沥青冷再生混合料动态模量的试验研究

材料模量作为沥青路面结构设计中表征材料特性的主要参数输入性能预测模型,用来预测路面长期使用性能。使用简单性能试验机(simple performance tester,SPT)对厂拌乳化沥青冷再生混合料进行系列温度、频率及围压下的动态模量试验。结果分析认为:(1)乳化沥青冷再生混合料变异系数与动态模量平均值密切相关,可用幂函数形式表达;(2)所有频域内,温度对动态模量影响均统计显著;(3)围压对高温域内的动态模量影响更为明显。

联网版道路轴载谱动态称重系统设计

通过设计电荷放大、低通滤波及电压放大电路,对动态称重传感器采集的数据进行处理,得到车速、轴数、轴重等车辆参数,通过4G网络传输至服务器。然后进行路面模拟测试和高速公路现场实测,试验结果表明,系统可以实时采集道路轴载谱并上传至服务器。

沥青路面变形监测新技术应用

介绍了多层弯沉仪MDD在沥青路面中的应用。通过分析多层弯沉仪MDD的工作原理、标定及数据采集、介绍施工工艺和典型数据分析,认为MDD使监测路面的永久变形和瞬时变形都成为可能。

基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统算法分析及应用

为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。

连续配筋水泥混凝土路面早期行为观测分析

为了对连续配筋水泥混凝土路面的早期行为影响因素及其影响机制进行更为直观的研究分析,在连续配筋水泥混凝土路面安装了温度传感器、振弦式应变计(VWSG)和钢筋应变计分别观测水泥混凝土从浇筑到达到设计强度过程中其温度和应变变化以及钢筋的变形规律。观测结果表明:水泥混凝土28d龄期内最大拉应变为100με;水泥混凝土水化作用初期,钢筋的拉应变与混凝土应变状态一致;随着裂缝的产生,钢筋应变大于水泥混凝土应变,龄期15d时钢筋应变急剧增大,龄期22d后钢筋应变基本稳定在700με,并随日气温变化而周期性变化,钢筋最大应变达到1 000με;冬季环境温度5℃时裂缝平均宽度为0.52mm,小于设计最大裂缝宽度0.8mm。

高速行驶车辆位置信息快速检测系统设计

设计了基于地感线圈的高速公路车辆位置信息检测器,采用具有输入捕捉和定时器功能的单片机,捕捉振荡信号频率的变化判断车辆位置。系统通过单片机定时模块获取多个脉冲的持续时间,通过增加脉冲数的方式增加计时时间,提高位置信息检测的精度。为了提高检测方法的鲁棒性,系统在计数持续脉冲总时间的过程中,也在实时测试每个脉冲的时间,去除脉冲时间过短的高频干扰信号。设计了自动复位功能,如若在设定时间内检测不到车辆到来,则通过外部电路使单片机复位,防止系统工作异常。系统经模拟试验测试表明,设计的振荡电路能够产生稳定的振荡信号,当模拟车辆通过时,系统能较快响应车辆位置变化。

便携式道路载荷谱测试系统硬件设计

车辆超限超载现象严重危害道路基础设施,为保证公路交通的有效运营、管理和维护,设计了能够采集并存储车辆数量、车速和车辆载重的道路载荷谱测试系统。将压电膜传感器安装于道路中,车辆经过传感器时产生电荷信号,并经过电荷放大电路转换电压信号;单片机具有AD采集功能,可以快速采集并处理输入电压信号,计算得到车辆参数信息。系统能接收地感线圈开关信号,并将车辆状态传递至单片机;设计了RS-232串口通讯电路外传测试数据并接收控制参数;设计了实时时钟电路,用于获取车辆经过时间,并随车辆数据一起存储至SD卡中。经过室外场地安装测试结果表明,测量的轴重等数据具有较好的精度,能够满足高速公路车辆动态测试的要求。

沥青路面预防性养护综述

对目前沥青路面预防性养护研究现状进行了阐述,分析讨论沥青路面预防性养护目前存在的问题,最后针对问题,提出了预防性养护的发展趋势。

基于三维探地雷达技术的路面病害分析和控制对策

路基损坏、施工不均匀等因素都会造成沥青路面损坏,现有沥青路面病害检测大多数运用规范推荐的钻芯取样法,但这种方法会破坏原有路面结构,无法实现无损连续检测,获得的数据点有限且数据代表性不足。从无损检测的角度,运用三维探地雷达技术对路面进行全断面病害检测,首先介绍了探地雷达的基本工作原理,然后结合对安徽省合安高速公路进行雷达检测,讨论了路面裂缝、沉陷、松散病害在三维探地雷达图像上的差异性,分析了路面病害类型和成因,进而提出了在施工过程中的控制措施。

基于落锤式弯沉仪的水泥混凝土机场道面弯沉检测

为了实现对水泥混凝土机场道面的弯沉检测,通过车载落锤式弯沉仪对道面施加冲击荷载,并利用分布于距测点不同距离的传感器检测道面结构层表面的变形,进而测定道面的动态弯沉,以及反算得到道面的回弹模量,实现无损弯沉检测。