改性彩色沥青路面色彩耐久性与抗滑性能研究

为提高彩色沥青路面色彩耐久性并研究其抗滑性能,采用有机硅-聚丙酸酯(silane-modified polyacrylate,SMP)对彩色沥青玛蹄脂碎石混合料(color stone mastic asphalt,CSMA)和彩色开级配抗滑表层(color open graded friction course,COGFC)2种混合料改性,借助小型加速加载设备进行对彩色沥青路面进行色彩耐久性评价,并通过三维扫描仪进行路面纹理信息采集,分析路面三维参数与其抗滑性能之间的关系。结果表明,SMP改性剂可有效提高CSMA、COGFC两种混合料的抗磨耗能力,提升彩色沥青色彩耐久性;CSMA及COGFC路面抗滑性能受到不同三维参数的影响,路面的摩擦系数模型由各自相关因子控制,增加路面暴露的集料数量和使用尖角集料能使彩色沥青路面的抗滑性能得到提升。

超薄磨耗层抗滑性能的衰变规律及其影响因素

为了精确评价沥青超薄磨耗层开放交通后抗滑性能衰变过程、机理及影响因素,首先利用弧形模具及其配套的轮碾机来制备弧形超薄磨耗层试件;然后通过驱动轮式加速加载系统对4种级配类型和3个沥青胶结料等级的沥青超薄磨耗层试件进行加速加载试验;最后借助激光纹理扫描仪对一定轮载次数作用后的试件分别进行扫描。结合试验数据分别建立了基于S型函数的沥青超薄磨耗层宏观和微观构造深度衰变模型,以及基于灰色关联分析方法来分析各空隙率和沥青胶结料对抗滑性能的独立和耦合作用。试验研究结果显示:采用驱动轮式加速加载系统结合S型函数模型可以定量地评价和预测沥青超薄磨耗层性能的演变过程;空隙率影响超薄磨耗层宏观和微观构造深度的前期衰减速率,空隙率越大,则超薄磨耗层的宏观和微观构造深度的前期衰减速率越大;宏观构造深度的中后期衰减速率受沥青胶结料等级影响更大,沥青胶结料性能等级越高,则宏观构造深度的中后期衰减速率越慢;空隙率和沥青胶结料等级对超薄磨耗层微观构造深度中后期衰减速率的影响相当。因此,在进行超薄磨耗层抗滑性能设计时,选择大空隙率的开级配超薄磨耗层混合料级配对路面抗滑耐久性是有益的,而沥青胶结料的性能等级则可以根据交通量的大小合理选择。

热拌极薄抗滑磨耗层在高速公路抗滑性能提升中的应用

为研究热拌极薄抗滑磨耗层在高速公路养护中的应用,提升路面抗滑性能,论文结合实际工程,介绍了热拌极薄抗滑磨耗层工程特性,详细阐述了热拌极薄抗滑磨耗层原材料及配合比设计,重点对热拌极薄抗滑磨耗层施工技术要点进行研究。结果表明:公路养护中采取热拌极薄磨耗层技术进行处理,其路面抗滑性能得到有效提高,并节约养护成本。

基于表面纹理特征的沥青混合料抗滑性能评价方法研究

针对AC、SMA、PAC三种沥青混合料,采用车辙板试件开展车轮磨耗试验,在不同磨耗阶段提取三种混合料的表面纹理,并测量磨耗区域的摩擦系数.通过数字图像方法对表面纹理进行提取和分析,建立等效点密度、等效面积密度和等效夹角等量化评价指标.结果表明:在车轮磨耗作用下,前1 000次磨耗对等效点密度、等效面积密度的影响最为显著,与摩擦系数的变化规律一致.

广东省沥青路面长期抗滑性能预测模型

根据广东省高速公路沥青路面的抗滑指标、集料特性和混合料级配,以及交通量大数据,分析了不同类型沥青路面抗滑指标横向力系数(sideway force coefficient,SFC)的影响因素,确定了影响SFC的关键因素.以集料特性、级配参数,以及交通参数等关键因素为输入变量建立了沥青路面抗滑指标SFC的预测模型1通过单因素方差分析检验了模型的显著性,并将预测值与实测值进行比较检验预测模型的可靠性.结果表明:沥青路面的抗滑指标SFC稳定值与累积货车轴次CNAT、集料PSV、混合料级配参数λ、κ等参数具有显著相关性.构建的沥青路面抗滑性能预测模型精度较高,能够满足工程应用的要求.

基于MTLBO和ELM的沥青路面抗滑性能预测

针对沥青路面抗滑性能预测在精度和可靠性方面的不足,本文提出了基于改进教学优化算法(Modified Teaching-Learning-Based Optimization,MTLBO)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的沥青路面抗滑性能预测模型.首先,利用MMLS3载荷模拟器对6块路面试样进行模拟加载,达到每个加载周期后,利用高精度激光扫描仪和摆式仪分别对路面试样的宏观纹理和抗滑性能表征指标摆值(British Pendulum Number,BPN)进行采集,提取与抗滑性能相关的纹理指标.其次,鉴于ELM训练过程时间短且具有良好的模型泛化能力,本文利用ELM预测沥青路面BPN的变化趋势.为了提高ELM的全局搜索能力和预测结果的准确性,引入MTLBO对ELM输入层和隐藏层之间的权重(ω_(i))和偏置(b_(i))进行优化,从而更好地反映路面BPN与纹理指标之间的非线性映射关系.最后,以均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和预测样本复相关系数(R^(2))作为评价指标,与现有的支持向量机(Support Vector Machines,SVM)、ELM、基于教学优化的极限学习机(TLBO-ELM)3种方法进行比较,本文所提出的基于改进教学优化的极限学习机(MTLBO-ELM)预测结果的均方根误差分别降低了1.80%,1.50%,1.07%.

基于路面横向力系数下沥青混凝土路面抗滑性能检测方法研究

为了解决公路沥青混凝土路面抗滑性能检测问题,提出了一种基于路面横向力系数测试车的沥青混凝土路面抗滑性能检测方法。该测试车能够装载所有用于抗滑性能检测的设备,并通过供水模块在路面上喷洒水分以湿润路面,为抗滑性能检测环境做准备。在湿润路面后,检测模块利用拉力传感器采集横向力数据,然后通过数据采集处理模块对横向力系数进行分析。最后,结合横向力系数评定标准就能够判断公路沥青混凝土路面的抗滑性能级别。这种方法不仅能够提供准确的结果,对公路沥青混凝土路面的抗滑性能评估还具有重要意义。

不同当量轴载作用下结冰路面抗滑性能变化规律研究

路面抗滑性能受路面水环境影响巨大,不同的交通荷载也会对抗滑产生影响,开展不同当量轴载作用下结冰路面抗滑性能变化规律研究意义重大。通过在交通部公路交通试验场开展实车实验,研究了不同路段、不同当量轴载作用次数与不同结冰厚度条件下,路面摆值变化的规律,厚冰层表面温度与摆值的关系,以及室内实验和室外实验结果对比。结果表明:厚冰层表面温度每上升1℃,路面摆值将下降0.87BPN。由于受试验条件限制,不同轴载作用下结冰路面抗滑测试数据未能呈现明显的变化规律。

玄石混合集料耐磨耗性及其AC-13混合料抗滑性能研究

为探究不同玄武岩与石灰岩质量配比的混合集料的耐磨耗性及其AC-13混合料的抗滑性能,测试了不同掺配比例玄石混合集料的磨耗值、磨光值、混合集料及AC-13混合料的动态摩擦系数衰减速率、衰减终值及抗滑寿命。结果表明:7个玄石混合集料掺配组的磨耗值均满足相关指标要求,混合集料中玄武岩质量比越大,其抗滑耐磨性能越好。向石灰岩中掺配硬质石料可降低其衰减速率,提高衰减终值及抗滑寿命,改善抗滑性能。

冷拌碎石磨耗层在高速公路抗滑性能提升中的应用

为研究冷拌碎石磨耗层在高速公路抗滑性能提升中的应用,结合实际工程,介绍了冷拌碎石磨耗层、纤维超黏磨耗层、极薄磨耗层和超薄磨耗层4种路面抗滑性能提升处治技术,重点对冷拌碎石磨耗层施工技术要点进行研究,并对其施工质量进行检测。

沥青路面工程抗滑性能的影响因素及衰减规律研究

沥青路面抗滑性能作为评价道路安全运营能力的关键指标,对保证车辆运行的安全性、稳定性具有重要作用。但随着道路运营年限的不断增加,其抗滑能力逐渐减弱,影响行车安全。基于此,首先对沥青路面工程抗滑性能的影响因素及衰减规律进行研究。然后结合现场试验分析了沥青路面抗滑性能的影响因素,借助SCRIM检测系统分别对4条公路6年间横向力系数进行检测,得到了高速公路沥青路面抗滑性能衰减规律,并提出了路面养护的相关建议,具有重要的参考价值。

沥青路表纹理特性与抗滑性能相关关系研究

为研究沥青路面宏、微观纹理特性与抗滑性能的相关关系,选择营运中的沥青道路作为研究对象,采用激光纹理扫描小车进行沥青路面宏、微观纹理的像素值测定,使用Matlab软件重构了沥青路面的三维数据模型.同时,利用摆式摩擦测定仪测量沥青路面摆值.最后,计算沥青混凝土路面纹理构造参数并分析沥青路面构造参数和路面抗滑性能指标间的相关性.研究表明:相对于路面轮廓无规则方向,路面轮廓竖直方向的评价指标与抗滑指标的相关性更强;纹理指标中,平均断面深度MPD与路面轮廓算术平均偏差Ra与路面抗滑性能具有较好的正相关关系,其中路面轮廓算术平均偏差Ra与摆值的相关性大于平均断面深度MPD与摆值的相关性.

弯道湿滑路面抗滑性能仿真与安全行车速度计算

弯道交通事故高发,车辆超速行驶、潮湿路面抗滑性能不足及离心力作用所造成的车辆侧向滑移是其主要事故类型。明确潮湿弯道车辆最大安全行驶速度对于保证弯道安全驾驶至关重要,由于轮胎-水流-路面之间的相互作用机理复杂,涉及变量较多(包括弯道几何参数、路面表面特征、轮胎运动特性、水膜厚度等),目前还没有从抗滑模拟角度获取降雨工况下弯道最大安全行驶速度的工程实践。基于固体力学和流体力学,建立轮胎-水流-路面耦合的侧偏抗滑模型,并依据抗滑测试值对模型预测准确性进行验证。以侧偏抗滑模型为基础,结合侧滑机理分析,得到所验证沥青路面在不同弯道半径、超高和水膜厚度下的最大安全行驶速度,并与美国国家公路与运输协会(American Association of State Highway and Transportation, AASHTO)设计速度进行对比。结果表明:现有设计速度规范对雨天环境因素考虑不足,当降雨强度较大时,车辆以AASHTO设计速度行驶会发生侧向滑移。该结果验证了所建立侧偏抗滑模型求解最大安全车速的方法对识别具有高滑移风险的雨天环境状况和低抗滑性能路面的有效性,并可为弯道路面摩擦管理和混合料设计提供新手段。

路面人造纹理定向设计及其抗滑性能研究

【目的】研究路面表面人造纹理与抗滑性能之间的关系。【方法】利用3D打印技术定向设计并制备不同形状的人造纹理试件(包含三角形纹理、矩形纹理和半圆形纹理3种形状和纹理高度为1、2、3、4、5 mm的5种纹理),并以4 mm高的三角形纹理设置了一组磨耗纹理试件,采用摆式摩擦试验、构造深度试验以及提取纹理顶部接触区域对各个试件的抗滑性能进行评价。【结果】2 mm高的三角形纹理和3 mm高的矩形纹理的抗滑性能最好,摆值均可达到107。在构造深度和摆值两个方面,三角形纹理和矩形纹理的抗滑性能相近,且均明显大于半圆形纹理的抗滑性能。随着磨损率的增大,摩擦接触面积增大,但纹理表面粗糙程度降低,导致抗滑性能逐渐衰减。【结论】纹理的抗滑性能主要取决于纹理的粗糙程度,而接触面积的影响相对较小。本文提供了一种定向纹理设计方法,为深入理解路面表面纹理与抗滑性能之间的关系提供借鉴与指导。

不同玄武岩掺量对沥青混合料抗滑性能影响研究

为深入分析不同玄武岩掺量的沥青混合料抗滑性能衰变规律,以贵州安顺地区的玄武岩和石灰岩为研究对象,进行AC-16型沥青混合料级配设计。利用加速加载试验仪对不同玄武岩掺量的沥青混合料进行室内抗滑试验,分析不同水流量和荷载对沥青路面抗滑性能的影响,试验结果表明掺玄武岩试样的摆值下降程度比纯石灰岩方案的小。此外,采用国际摩阻指数IFI评价沥青路面的抗滑性能衰变规律,5种方案在前3小时内均可以满足抗滑性能要求,且方案一和纯玄武岩方案的抗滑性能明显优于其他三组的抗滑性能,说明合理的玄武岩掺量能提升沥青混合料的抗滑性能。

沥青路面预防性养护技术的可持续抗滑性能评估

长期交通载荷和外部环境因素作用会造成路面抗滑性能下降,从而导致交通事故,因此对路面抗滑性进行持续监测与评估具有重要意义。本研究通过室内试验,收集了48组11个磨耗阶段的沥青路面结构和摩擦系数数据,每个阶段包含2万次磨耗循环;通过分析沥青路面纹理和摩擦系数指标的下降趋势,建立了沥青路面抗滑性能劣化相关性拟合公式(R^(2)=0.9664);对磨耗后的车辙板试件分别采用同步砾石封层、微表处、薄层罩面、热再生4种路面养护技术,进行了5个阶段的磨耗试验。通过与建立的路面抗滑劣化模型进行对比,采用时间/路面状况分析方法确定了本研究磨耗试验条件下的最佳养护时机为23万次磨耗循环。对不同的养护技术进行养护效果分析,得出SMA-5薄层罩面为最有效的养护方法。

ETA-10沥青混合料体积指标对沥青路面抗滑性能的影响

为了研究ETA-10沥青混合料(ETA指Embedding thin asphalt mixture)抗滑性能及其影响因素,通过BPS平板磨光机分别对4种类型沥青混合料和3个不同油石比ETA-10沥青混合料进行磨光试验,采用衰减率评价沥青混合料的抗滑性能,以Matlab软件计算ETA-10不同体积指标与抗滑性能之间的灰色关联度。结果表明:ETA-10沥青混合料的抗滑性能优异,高黏剂掺量为0.29%时,抗滑摆值衰减率降低0.2个百分点,增强了ETA-10的抗滑性能;油石比5.5%和6.0%的ETA-10沥青混合料抗滑性能接近,两者抗滑性能均优于油石比5.0%;体积指标中对ETA-10沥青混合料抗滑摆值关联度影响大小依次为:VMA>VFA>VV。

市政沥青路面抗滑性能优化策略研究

为有效提升市政沥青路面抗滑性能,保证道路运营能力及使用安全,文中对市政沥青路面抗滑性能优化策略展开综合探究,系统分析了原材料、级配类型、分异型矿料配比对沥青混合料抗滑性能的影响。结果显示,矿料级配对抗滑性能指标BPN、DF_(60)影响显著,相较于AC-13级配混合料,OGFC-13的BPN及DF_(60)指标分别提升8.6%和18.5%,骨架密实型矿料能显著增强沥青混合料抗滑能力,并具有优良的抗疲劳性能,该类型的级配可作为增强沥青路面抗滑能力的最优级配;合理增大矿料分异比例能有效提高沥青路面抗滑能力,经综合分析得到最佳分异型矿料比例为30%。

沥青路面磨耗层抗滑性能研究

为明确不同沥青路面磨耗层的抗滑性能差异,采用构造深度、摆值和渗水系数评价了密级配AC-13、半开级配DK-13S和开级配OGFC-133种磨耗层类型的抗滑性能和渗水性能。结果表明:3种沥青磨耗层的摆值和构造深度差异较大,其中OGFC-13沥青磨耗层的构造深度最大,摆值最小,具有较佳的抗滑性能;同时,OGFC-13沥青混合料的渗水系数也远高于另外两种混合料,具有较佳的排水效率和抗滑性。

不同表面处理的人行道石材铺面抗滑性能研究

随着市政工程向着精品化发展,石材铺面在市政人行道中的应用越来越多,虽然石材的硬度、稳定性等性能较强,但其防滑性能欠佳,需要进行二次表面处理后才能满足防滑安全要求。基于测试试验研究对不同表面处理后的人行道石材铺面的抗滑性能,以期为人行道石材铺面的设计提供借鉴和参考。