基于颗粒破碎特性的盐岩集料基层级配组成设计研究

为实现内陆干盐湖区盐岩集料基层级配组成的科学设计,以罗布泊盐岩为研究对象,分析了不同粒径及含卤水率条件下单粒组盐岩集料颗粒破碎演化特征,构建了复杂粒组下盐岩集料级配转移模型,提出了盐岩集料基层级配组成设计方法,验证了盐岩集料基层级配组成设计方法的合理性,并对比了不同级配组成及失水率下盐岩集料的工程性质。结果表明:击实作用下各粒组盐岩集料均发生颗粒破碎,随着击实能量增加,盐岩集料级配趋于稳定,卤水的赋存会降低单粒组盐岩颗粒破碎率。Weibull分布可有效表征盐岩集料破碎颗粒级配分布特征。推荐的盐岩集料基层级配组成设计方法可有效推演盐岩集料基层的级配演化特征并实现考虑卤水影响的级配修正。盐岩集料颗粒间卤水盐分结晶有利于盐岩集料基层强度形成,失水率为75%的盐岩集料无侧限抗压强度可达到4.1 MPa,盐岩集料可用于干盐湖区公路基层填筑工程。

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制阈值

为解决传统路面结构路桥过渡段差异沉降过大和二次跳车问题,结合路桥工程实践,通过将桥头搭板放置一定深度和设置两级枕梁,并将桥头搭板与枕梁现浇在一起的方式,提出一种刚柔连续过渡的桥头搭板结构,用以改善桥头路基的应力分布及变形;同时为研究不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值,给出量化指标,通过分析桥头跳车作用机理,根据车辆振动系统输入激励与输出响应的关系,建立二维五自由度车辆振动模型,并根据不同等级公路的路桥过渡段处治情况,建立相应的计算模型,编写程序求解人体加权加速度均方根值,根据人体舒适程度分级情况确定不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值。结果表明:高速公路一级公路、二级公路和三级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为将容许搭板纵坡变化值控制在0.30%~0.40%、0.40%~0.55%、0.50%~0.75%和0.95%~1.35%,四级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为台阶高度控制在0.05m以内。

提升高等级公路交叉口通行能力的设计与研究

近年来国家为提高国省道的通行能力逐步将道路等级提高,道路等级提高后影响车辆通行能力的主要因素是较多的交叉口设置。目前公路行业针对平面交叉口的设计缺少相应的规范和量化标准,但交叉口一直是交通事故的多发点,人车混行严重、车辆通行缓慢,大大降低了高等级公路的通行能力。结合国道208线长治境内一级公路改扩建工程案例,通过分析影响平面交叉通行能力的因素(冲突点位置及数量),采用整体式路基分割岛法、整体式路基偏转岛法、分离式路基接线法三种新的设计理念来提高道路交叉口的通行能力,从而解决传统平面交叉口通行能力差的问题。

路侧侵扰影响下的机动车速度特性分析及预测

低等级道路路侧侵扰现象频繁,冲突严重,紊乱无序。准确预测其复杂交通行为特性,可揭示路侧侵扰影响下的交通事故发生机制。为此采集低等级公路和城市道路5类常见的路侧侵扰源视频,提取高分辨率车辆微观轨迹,获取行经侵扰区的车辆速度,划分侵扰区特征断面,分析车速时空特性演变规律,采用线性、对数以及三次回归建立车速预测模型。三次回归模型在侵扰区复杂场景下表现出更好的车速预测性能。结果表明:低等级城市道路侵扰区的车速降幅普遍高于公路,驾驶人在侵扰源及附近减速效应显著,当驾驶人与侵扰主体的意图协调后,驾驶人会加速通过前方侵扰区,但当侵扰主体的行为意图难以预测时,车速会出现一定波动。

有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统

[目的]为解决有轨电车在平交路口必须降速的问题,提出一种有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统。[方法]分析了有轨电车平交路口运行特征;介绍了有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统的设计思路,以及控制算法模块的实现流程;对所提控制系统的实施效应进行分析。[结果及结论]所提控制系统通过车辆定位技术和清空区冲突检测技术,结合与路口交通信号机的通信,判定有轨电车通过路口的方式。当有轨电车获得通过路权且清空区无冲突时,采用可控实体隔离设施临时性地创建有轨电车通行的独享封闭区间,保障有轨电车安全高效地通过平交路口。所提控制系统可以实现有轨电车在信号绿灯条件下不减速通过路口。所提控制系统对于前后站台相距250 m以上的无站台平交路口适用性较好,其能提高约15%的运行速度,减少40%的区间运行能耗,同时还能减少因平交路口干扰造成站间运行时间的随机偏差。

基于交通设计理念的道路平交口交通阻塞问题的道路精细化设计

基于交通设计理念,从交通阻塞问题与特征入手,进而对交通阻塞问题成因进行研究,然后通过交叉口车道匹配设计、合理设置掉头车道、通过交通标线加强交通疏导和慢行交通一体化设计来改善交通基础设施和通行条件,以此增强道路平面交叉口的交通供给能力,从而提高交叉口通行能力,改善交叉口阻塞问题。

“新工科”背景下道路专业科教产相融合教学模式的探索——以《路基路面工程》为例

新工科教育背景下,如何通过教育教学改革,更好地服务国家战略需求,培养具有国际竞争力的创新人才,成为了教育改革的重要内容。传统教育教学模式下,课程体系、教师队伍、人才培养模式存在一定的局限性。把握历史机遇,提升发展动能,就必须在产教融合、科教融汇中不断探索出人才培养的新路径、新模式。以《路基路面工程》为例,分析当前教学现状,探索科教产融合的人才培养新模式,为道路专业教学改革提供参考和借鉴。

路用环氧无车辙沥青路面在重载普通国省道路的应用研究

针对普通国省道路交叉口由于重载车辆激增、交通量集中等原因而导致的车辙顽疾,结合311国道徐州铜山区三堡至大彭段建设工程,提出一种新型路用环氧无车辙沥青路面材料,并开展试验段研究,以提高沥青路面的抗车辙、抗推移性能。与改性沥青混合料SMA-13相比,路用环氧无车辙沥青混合料NRSMA-13具有卓越的高温稳定性,施工工艺简便,全过程仅增加路用环氧改性剂添加环节,不改变传统工艺流程。工后,路面平整、无油斑,铺装施工合格率100%,混合料60℃稳定度23.5 kN、60℃动稳定度17758次/mm。可为后续类似工程应用提供参考。

道路级配碎石正交异性及压实特性研究

为了研究级配碎石的正交特性及其压实效果,采用不同的击实方法和击实功对道路用级配碎石进行击实成型,研究击实方法和击实功对级配碎石正交异性的影响,并进行了压实仿真分析。结果表明,冲击击实成型的试件干密度略低于旋转压实;增加击实功会同时增大级配碎石的干密度和正交异性;击实方式和击实功共同影响级配碎石的正交异性程度:旋转压实在低击实功下成型的试件正交异性更显著,而冲击击实在高击实功下成型的试件正交异性更显著;确定了级配碎石层的最佳压实参数。成果可为级配碎石的材料性能研究及工程应用提供参考。

不同等级道路对福州市生态空间景观连接度的影响研究

道路空间的扩张导致城市生态空间的破碎化及其景观连接受阻.科学分析不同等级道路对生态空间景观连接度的影响对指导生态修复工程选址和未来道路网络布设具有重要意义.研究采用形态学空间格局分析(MSPA)和基于图论的景观连接度模型,提取福州市主要生态空间,并通过有无道路的情景定量分析了不同距离阈值下各等级道路对生态空间景观连接度的影响.结果表明:(1)在各等级道路干扰中,高速公路对景观连接度的影响最为显著,导致景观连接度指数LCP、IIC和PC值分别降低了7.74%、6.53%和8.96%;(2)道路的存在干扰了生态空间中各斑块的连接度重要性,导致高景观连接度的斑块组合数量骤减,低景观连接度的斑块组合数量剧增;(3)各级道路的影响程度由大到小依次为高速公路、县道、省道和国道,其中县道和高速公路分别在距离阈值极低和极高时成为主要影响因素;(4)生态空间占比越大且越靠近城市核心区的区县,其生态空间景观连接度越易受到道路的影响.研究结果可为福州市生态空间格局的构建和优化提供科学依据.

基于拖拉机动态参数的路面识别及计算研究

提出了一种基于拖拉机悬架动态参数的路面高程计算方法和路面等级识别算法。由于车轮与路面之间存在直接关系,可根据拖拉机悬架非簧载质量加速度逆向计算路面高程,并建立路面高程逆推导模型。利用BP神经网络算法进行路面等级识别,选取与路面等级之间存在直接关系的非簧载质量加速度、簧载质量加速度和车速3个参数为路面等级识别的依据,即BP神经网络的输入层节点。建立了拖拉机二自由度四分之一模型,并在MatLab/Simulink平台中搭建仿真模型,得到了在各类型路面为输入时的路面高程计算和路面等级识别情况。仿真结果表明:由逆推导模型计算得到的路面高程能很好地反映原始路面高程,且路面等级识别具有较高的计算精度。

基于PG分级的高寒高海拔地区沥青结合料性能与适应性

为解决高寒高海拔地区沥青结合料性能不足的问题,结合京藏高速公路格尔木至那曲段地形地貌与气候变化特点,依托沿线多个气象观测站的30 a气象资料,对所处地貌、气候特征、海拔、交通荷载量等相关数据进行统计学分析、计算,探索高海拔大温差地区沥青胶结料PG分级方法的适应性。结果表明:基于青藏地区现场监测结果对LTPP高温温度计算模型进行修正,提出了更适合高寒高海拔地区沥青结合料高温温度计算公式,提高了沥青高温性能指标计算公式的可靠性;在京藏高速公路格拉段对沥青胶结料的PG分级建议值最高达到PG76-22,在高寒高海拔地区应充分考虑海拔增高对沥青低温抗裂性能的影响,将低温等级提高1~2级;在那曲地区建议使用SBRⅡ-A改性沥青,在格尔木地区建议使用SBS改性沥青;在沱沱河、五道梁地区,建议开发抗紫外温拌改性沥青,采用更高标号的基质沥青对沥青进行SBS/SBR复合改性,并进行适用性研究。本次研究成果为高寒高海拔地区沥青结合料的材料开发技术、施工工艺提升及工程化应用提供一定参考,有利于提高沥青路面修建质量,延长使用寿命。

城市道路平面交叉口优化设计与评价方法

车辆的增加给城市道路交通带来了压力,尤其是在不同交叉口距离较近时,更易出现交通拥堵、事故频发现象。文章通过TruckSim软件建立模型,依托道路主干道交叉路口实际工程,分析了城市道路平面交叉口优化设计措施与评价方法。结果表明,优化城市道路平面路口的过程中,应按照交通分离、均衡通行压力、方便出行的原则进行优化;采取相关优化措施前后,行车轨迹误差最大值由0.252 m降至0.211 m,优化率为16.2%;优化后的路口采用垂直设计,降低了行车轨迹误差,提高了行车安全。

道路坡度对重型车PEMS测试影响试验研究

通过实际道路测试和试验室底盘测功机复现试验的方法,研究道路坡度对重型柴油车实际道路测试结果的影响。试验结果表明:道路坡度直接影响发动机负载状态,从而影响燃油消耗和污染物排放;比油耗和CO_(2)比排放与车辆是否处于坡路行驶无直接关联,基于里程的油耗评估无法全面反映车辆的能效水平;NO_(x)排放受多种因素影响,下坡可能因排温下降而降低选择性催化还原系统效率,导致排放升高,也可能因发动机功耗降低而减少NO_(x)排放。道路坡度是评估重型车辆实际道路排放不可忽视的重要因素。

建筑垃圾再生料路面结构力学响应数值模拟

为了研究砖混类建筑垃圾再生料路面结构在不同影响因素下的力学响应规律,利用ABAQUS软件通过施加半正弦荷载,研究车速、荷载、路基回弹模量和建筑垃圾掺量对力学响应的影响作用。研究结果表明:基层和底基层层底拉应力以及面层底部和路基顶面压应变都会随车速和荷载的增大而增大,随路基回弹模量的增大而减小;随基层砖混类建筑垃圾掺量的增大,底基层层底拉应力和路基顶面竖向压应变会逐渐增大,面层底部压应变和基层层底拉应力逐渐减小,其中对基层层底拉应力减小幅度较大,建筑垃圾掺量从40%增大到100%,基层层底拉应力减小54.02%。

低等级道路再生料路面结构设计参数取值分析

为明确低等级再生料路面结构设计时各参数对设计指标的影响规律,拟定典型路面结构形式,在基层和底基层采用建筑垃圾再生混合料,并用HPDS 2017软件进行路面结构验算。结果表明:提高建筑垃圾在基层掺量会减小基层和底基层的疲劳寿命,但提高建筑垃圾在底基层掺量却会增大基层疲劳寿命,但仍然减小底基层疲劳寿命;增大基层厚度会提高基层疲劳寿命,却会降低底基层疲劳寿命,增大底基层厚度会提高基层和底基层疲劳寿命;沥青混合料层疲劳寿命随上面层和下面层模量增大而减小,基本不受其他因素的影响。

多聚磷酸与SBS复配调合90号A级道路石油沥青研究

以高温性能、低温性能、老化后性能均不佳的90号沥青为基质沥青,通过添加多聚磷酸、SBS改性剂或多聚磷酸与SBS复配改性方式调合90号沥青,对调合后的样品进行针入度、延度、动力黏度、老化后性能等指标分析。结果表明,采用多聚磷酸与SBS复配改性方式调合的90号沥青各项指标完全满足JTGF40-2004道路石油沥青中90号A级道路石油沥青标准要求。并考察了储存温度和时间对沥青性能的影响,为基质沥青的质量提升提供了新的思路。

基于抗车辙性能的高模量沥青混凝土级配设计及路用验证

文章根据高模量沥青混凝土的功能需求,分别展开了细集料与粗集料的级配设计,确定了两种集料的质量比,然后通过级配合并设计,得出了九种不同设计级配,通过马歇尔试验、车辙试验、低温试验以及冻融劈裂试验及沸煮试验,分别验证了其中前五种更为可行的设计级配与两种对比级配沥青混凝土的路用性能,总结出高模量沥青混凝土具有良好的耐高温性、抗车辙性、抗低温性以及水稳定性,证实了高模量沥青混凝土在公路车辙病害防治方面的应用价值。

复合改性玄武岩纤维PA-13排水沥青混合料性能研究

【目的】为改善排水沥青混合料的路用性能,选用SBS、橡胶粉及玄武岩纤维稳定剂对其进行复合改性。【方法】结合前期研究成果,在SBS及橡胶粉改性剂掺量分别为5%、10%,玄武岩纤维掺量为0.4%的基础上开展PA-13沥青混合料配合比设计;在不同橡胶粉掺量下对PA-13排水沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及抗剥落等路用性能研究。【结果】从高温性能及经济性考虑,橡胶粉的合理掺量为12%;从水稳定性能角度考虑,橡胶粉掺量为10%;从抗剥落能力及经济性考虑,橡胶粉的合理掺量为10%。【结论】SBS、橡胶粉及玄武岩纤维的掺入能够改善排水沥青混合料的路用性能。

强嵌挤ATB-30沥青稳定砾石级配设计及路用性能研究

为研究西北干旱荒漠地区破碎砾石制备ATB-30混合料的可行性及其路用性能,首先,采用逐级填充法和变I法,分别以最小空隙率和最优力学性能为判断标准设计粗集料级配和细集料级配;其次,研究不同砂浆用量(m_(砂)、1.03m_(砂)和1.06m_(砂))下各0~4.75 mm集料与4.75~9.5 mm集料质量比(2∶1、3∶1和4∶1)对ATB-30沥青稳定砾石力学强度的影响规律,提出ATB-30沥青稳定砾石的强嵌挤骨架密实级配;最后,对其进行高温车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验,并与规范级配中值进行对比,评价其路用性能的提升效果。结果表明:I=0.75时的细集料级配最佳,19~37.5 mm集料和9.5~19 mm集料质量比为7∶3时的粗集料级配最佳;在砂浆用量为1.03 m_(砂)下,0~4.75 mm集料和4.75~9.5 mm集料质量比为3∶1时的力学指标最优,此时粗细集料比例约为7∶3,与规范级配中值相比,提出的强嵌挤骨架密实级配ATB-30沥青稳定砾石的高温车辙性能、低温抗裂性能和水稳性能可分别提高约21%、9%和3%。