基于三级养护标准的沥青路面预养护方案多目标加权灰靶决策

针对沥青路面最佳预防性养护策略选择问题,结合关于沥青路面预防性养护指标及规范标准,建立了基于判断性指标、综合性指标和控制性指标的三级预防性养护判断标准。在此标准下,以多年度项目级养护规划为研究对象,结合GM(1,1)预测模型确定预防性养护时段,并引入多目标智能加权灰靶决策模型对适用性预防性养护方案进行优化决策。在此过程中,确定了养护费用、耐久性等8个养护目标并利用博弈论组合赋权法确定权重,选取G30连霍高速甘肃省境内某路段进行决策分析。结果表明:该路段最早需要开展预防性养护的时间为第3年,在第6年底之后不宜再实施预防性养护,在该预防性养护时段内,方案4的综合效益值最大,其值为0.735 8,即应在第4年采取超薄层罩面预养护措施。该方法简单实用,可成为沥青路面预防性养护策略选择的一种新方法。

公路沥青路面水损坏分析与处治研究

水损坏是我国高速公路沥青路面损坏的主要原因之一,但在实际工程中,对于水损坏原因的判断并没有成熟的方法,相应病害的治理措施也没有针对性的方法和流程。因此,以某高速公路北京段病害处理专项工程为实例,探讨了水损坏原因的判断方法以及处治措施,提出了应通过病害破损调查,同时结合钻芯取样与室内试验等方法,对病害原因进行分析;明确了滞水的位置与状态,并采用开挖盲沟加排水管排除沥青路面结构层间滞水的方法,对水损坏进行了处治。研究结果表明,该方法可以有效汇集并排除沥青路面层间滞水,彻底解决路面水损坏问题,可为沥青路面水损坏维修设计提供一定的参考。

沥青路面车辙调查及影响因素分析

高速公路沥青路面在气温及荷载等作用下,早期易出现车辙病害形式,影响行车安全。对某高速公路沥青路面进行现场调研,通过检测车辙深度、调查轴载、钻芯取样分析路面各结构层厚度、沥青及集料级配等,对车辙病害的原因进行详细的分析。结果表明,在重载作用下沥青路面上面层、中面层厚度变化较大,轮迹带部分粗集料被碾压破碎,导致集料细化。为减少车辙的产生,从管控超载、选用改性沥青及采用合理集料级配等方面提出建议。

基于LCA的不同设计寿命沥青路面能耗排放分析

为研究不同设计寿命沥青路面的能耗排放特征,建立生命周期评价体系,量化分析柔性基层沥青路面、典型半刚性基层沥青路面、高掺量胶粉沥青路面的能耗排放。通过灵敏度分析确定主要能耗排放环节,并分析水泥类型、温拌技术、再生技术及运输效率对三种沥青路面能耗排放的影响规律。结果表明,典型半刚性基层沥青路面的能耗强度分别比柔性基层沥青路面及高掺量胶粉沥青路面能耗强度高25.29%、153.03%,全球变暖潜值总量比两种长寿命沥青路面分别高106.97%、107.99%;水泥生产、沥青生产、加热及运输环节为主要能耗排放环节;适用于水稳基层的通用水泥中,矿渣硅酸盐水泥能耗排放最低,替换掉普通硅酸盐水泥后典型半刚性基层沥青路面及高掺量胶粉沥青路面碳排放量分别下降了13.17%、12.43%;采用温拌技术后,柔性基层沥青路面碳排放量下降幅度最大,降低了2.41%,高掺量胶粉沥青路面能耗强度下降幅度最大,降低了3.71%;当RAP掺量达到30%时,三类沥青路面能耗强度分别下降20.64%、18.56%、15.26%,碳排放量分别下降6.92%、3.92%、4.39%;运输效率提升幅度与沥青路面的能耗排放减少率呈正相关,运输效率每提升10%,三类沥青路面能耗强度分别下降1.55%、1.63%、2.10%,碳排放量分别下降4.03%、3.26%、3.07%。

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。

移动荷载作用下沥青路面的力学响应数值模拟

掌握沥青路面在移动荷载作用下的力学响应,是更为合理地进行路面结构设计的重要基础。该文基于有限元建立了移动荷载作用下沥青路面力学响应的数值模拟方法,讨论了移动荷载作用下沥青路面结构不同层位的竖向位移、应力与应变等力学响应特征,系统研究了轴载、车速及温度对沥青路面力学响应的影响,为优化路面结构设计提供参考。结果表明:移动荷载作用下,沥青路面各层的竖向位移随路面深度增加逐渐增大,且随轴载与温度增加而增大,而受车速影响较小;沥青路面各层所受应力包括竖向压应力与剪切应力,其压应力与剪切应力均随着轴载增加而显著增加,而受温度与车速的影响较小;相应的各层竖向压应变与剪切应力均随轴载与温度增加而增加,受车速影响较小。路面结构内部的应力与应变情况复杂,在设计中,应控制各结构层最不利应力及应变,满足设计要求。

基于融雪效果的导电沥青路面电极优化设计

导电沥青混凝土结构设计过程中,电极的设计与优化是关键工作,决定着导电沥青路面的导电效率,影响路面融冰雪的效果。在前期试验研究的基础上,选择两种最具代表性的电极形式进行影响因素分析及优化方案设计,分别改变电极的间距、长度、材质进行实验,对比导电沥青试件的融雪效果。优化结果显示,选择铜作为电极材料,并综合考虑成本及后期对路面使用性能的影响,推荐最佳电极形式为单束铜电极,且间距为4 cm时沥青路面性价比及升温效果最佳。

基于双模量理论的不同沥青路面力学分析

为研究考虑拉压模量差异的沥青路面结构力学响应变化规律,基于双模量理论对5种典型沥青路面结构进行了力学对比分析。研究结果表明:基于传统线弹性理论与双模量理论计算得到的关键力学响应差距巨大,用这两种方法计算得到的倒装式沥青路面结构、柔性基层沥青路面结构及刚性基层沥青路面结构的力学响应的最大差距分别达55%、33%及50%;5种沥青路面结构路表均存在较大的横向拉应变,建议在路面结构设计时将路表轮隙区纳入拉应变验算点位;基层刚度与厚度对路面结构层关键力学响应影响显著,路表水平横向拉应力与拉应变均随着基层刚度及厚度的增大而增大,基层底部纵向拉应力则随着基层厚度的增大而减小。建议采用双模量理论开展沥青路面结构分析,且在路面设计时合理控制基层的厚度与刚度可有效优化路面结构的受力。

基于NAR-ARIMA组合模型的高速公路沥青路面破损状况预测

基于NAR神经网络模型和ARIMA传统时间序列预测模型,对高速公路沥青路面的破损状况进行预测,再分别通过最优加权法和残差优化法对两种预测模型进行组合,得到两种组合模型.对各单一模型和组合模型的精度和稳定性进行了比较分析.实例分析表明,组合模型相较于单一模型的精度和稳定性均有所提升,NAR-ARIMA最优加权组合模型预测效果最佳.该组合模型所需样本量较小,且基于时间序列.由于采用历史数据作为影响因素代替指标,该组合模型计算速度快、精度高,适用于日常的预测工作,为后续合理的道路养护决策提供了重要的理论依据.

沥青路面内部缺陷无损检测技术研究综述

为了快速、准确地检测出沥青路面内部缺陷和病害,以便及时采取养护或其他处理措施,保障道路行车安全。同时,为促进沥青路面内部隐性病害和缺陷无损检测技术的发展,对现有沥青路面内部缺陷的无损检测技术进行了综述。分别综述了探地雷达的基本原理、在沥青路面检测中的应用以及探地雷达图谱的智能识别,超声波检测技术的检测原理、超声波的衰减规律研究和其在路面内部缺陷检测中的应用与研究,红外热成像技术、核子密度仪、无核密度仪和瑞利波法的检测原理和在沥青路面内部缺陷检测中的应用与研究,最后汇总了各检测技术的检测原理、检测缺陷类型和优缺点等,并探讨了各检测技术存在的问题和未来的发展方向,为沥青路面内部缺陷无损检测技术的进一步应用与研究提供了参考和依据。

旧沥青路面铣刨料均质性研究

为研究旧沥青路面铣刨料(RAP)的均质性,首先按公路基层要求测试了RAP料的基本集料指标,然后采用筛分试验和抽提试验分析了RAP料的级配变异性和结团状况,通过灰色关联方法分析了RAP料整体结团率与级配的关联度。结果表明:RAP料针片状颗粒含量较天然集料少,压碎值比天然集料高;以9.5 mm为分界,9.5 mm以上RAP级配比9.5 mm以下级配变异性低,其中9.5~16 mm集料筛余质量最为稳定;37.5 mm筛孔通过率对RAP料整体利用率的影响最强,关联度达到0.846;RAP料结团率均值为6.4%,不同粒径RAP料结团率变异系数达到46.4%,其中4.75~9.5 mm、19 mm、37.5 mm粒径的RAP料结团较为集中;19 mm的RAP的分计筛余百分比变化量与整体结团率关联度最高为0.942。

公路沥青路面病害分析及防治措施研究

公路沥青路面病害问题由来已久,应对病害进行归类与分析成因,寻找有效措施加以应对。本次针对公路沥青路面病害问题的研究较为全面系统,具有一定的参考价值。1.引言沥青路面有着无接缝、路面平整、振动小、行车舒适、耐磨及维修方便等优点,在我国公路建设中以此种路面为主。

沥青路面再生拌和设备新技术及应用

《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521-2019)将回收沥青路面材料(RAP)再生技术分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生、全深式冷再生五大类。其中,技术最成熟、应用最广泛、质量最可控的为厂拌热再生技术,应用该项技术最为关键的一点就是沥青拌和设备。为此,笔者从再生沥青混合料的再生技术、系统思维下的再生技术路径、厂拌热再生技术与装备等方面详细介绍了现阶段沥青路面再生拌和设备的新技术及应用情况。

普通国省干线公路沥青路面养护设计研究

四川省国省干线公路路面预防性养护及大中修养护中缺乏针对性设计,往往同一项目采用一种养护方案,资金投入大,且效果欠佳,要实现养护行业可持续发展,必须加强养护设计。文中以四川省普通国省干线公路典型路段沥青路面养护为研究对象,提出路面养护设计应采集的数据;通过对四川省道206线资阳段沥青路面的检测评价和调查分析,提出养护类型划分标准,并针对不同养护类型提出适宜的处理方案。

基于激光平整度仪的沥青路面平整度有效控制

为有效控制沥青路面平整度,采用激光平整度仪监测并分析沥青路面结构层平整度影响因素及特征。研究结果表明:激光平整度仪检测平整度数据复现性良好;沥青面层平整度标准差随下承层标准差减小而减小,路基段沥青面层平整度提升应从基层开始;桥隧段需严格控制混凝土层铣刨质量,其铣刨后平整度标准差不宜大于2.0 mm。沥青面层施工时,中上面层摊铺宜采用全幅摊铺机,跳车处平整度标准差单点值与其前后差值不宜大于0.3 mm。最后总结得出沥青路面各结构层平整度标准差控制要求。

应用3D雷达最小化钻芯数量评价沥青路面压实质量的可行性研究

本研究通过介电常数-空隙率关系模型比选、室内外试验和试验路验证,探讨了应用3D雷达最小化钻芯取样数量或替代钻芯取样进行沥青路面压实质量评价的可行性。研究结果显示,Pearce模型具有模型形式简单、与室内外数据拟合效果较好、物理意义明确、介电常数适应范围宽等特点,适用于预测沥青混合料的空隙率;与钻芯样品的检测结果比较,由3D雷达检测结果得出的空隙率和压实度误差很小,没有改变钻芯取样抽样检测对检测路段压实质量的整体判断结论;应用3D雷达替代钻芯取样或最小化钻芯取样数量进行沥青路面压实质量评价是可行的。

智能传感器在沥青路面服役性态监测中的应用

为促进公路基础设施的智能化,实现道路铺装结构的智能感知功能,研究阐释了道路传感器的技术类型和实践应用,分析了沥青路面传感器应用的技术挑战,结果表明,智能传感器在沥青路面服役性态监测中发挥了至关重要的作用,根据实施的技术路径不同,将道路智能传感器分为非接触式、表面接触式和内埋式,可实现对路域环境、路表功能状态及内部结构响应等目标信息的连续监测;受限于沥青混合料路面恶劣的施工与工作环境等影响,传感器在沥青路面性态监测中尚面临感知不精准、协同工作机理不明晰、结构损伤行为不明确及感知功能难持久等技术问题。研究成果可为促进传感器技术在沥青路面智能监测方面的应用提供重要参考价值。

公路沥青路面性能全指标预估模型研究

文章基于半马尔可夫模型,利用吉林省普通公路沥青路面2017~2022年的检测数据,首先按照公路等级和养护历史进行数据分组处理,得到不同分组条件下对应的各项路面性能指标的状态转移概率,然后计算得到半马尔可夫状态转移概率矩阵库,最后建立了基于状态转移概率矩阵的路面性能预估方程。对比结果表明,预测模型较好地表征了路面使用性能衰变规律,能够预测路面性能衰变。

沥青路面表面纹理三维评价方法及其计算边界条件分析

为了综合评价沥青路面表面纹理的三维特征,推广表面纹理三维评价方法的应用,提出了一套适用性强、计算边界条件明晰的沥青路面表面纹理三维评价指标。首先,利用激光纹理扫描仪采集了不同沥青路面表面纹理的三维点云数据,并分别基于灰度共生矩阵理论和表面纹理偏离基准面的均匀程度,构建了表面纹理水平三维评价指标f_(8mac)、f_(9mac)、f_(8mic)、f_(9mic)和表面纹理分布均匀性三维评价指标σ;然后,以铺砂法、步行式摩擦系数仪和组合表面纹理分布均匀性的测试结果为基准,通过对比三维评价指标和现有二维评价指标与基准指标的相关性,验证了三维评价指标的有效性和优越性;最后,基于表面纹理三维评价指标的计算过程,明确了表面纹理三维评价指标的计算边界条件。研究结果表明:f_(8mac)和f_(8mic)与基准指标的相关系数R分别为0.934 8和0.803 0,优选f_(8mac)和f_(8mic)为表面纹理水平三维评价指标;现有的二维评价指标难以准确表征表面纹理的三维分布状态,指标σ可以有效地评价沥青路面表面纹理的三维分布均匀性;只有在相同的计算边界条件下,表面纹理三维评价指标才具有可比性。研究成果有望为沥青路面表面纹理三维评价方法的推广应用提供理论借鉴。

分层变模量下的沥青路面车辙预估模型

为建立分层变模量下沥青路面车辙预估模型,修正动态模量变化引起沥青路面永久变形预估的偏差。根据沥青混合料动态模量试验和室内三轴动态蠕变试验,验证沥青混合料动态模量(|E^(*)|)与其抗高温变形能力的相关性;采用Abaqus有限元软件分析不同时间沥青路面随深度、温度的动态模量和竖向压应力变化规律,提出各亚层在不同动态模量下的竖向压应力修正因子(m);根据“亚层变形叠加”思想,运用SPSS软件回归分析,建立包含温度、沥青层厚度、竖向压应力、修正因子和荷载作用次数等因素的分层变模量沥青路面车辙预估模型。结果表明,建立的车辙预估模型可更为准确地预估沥青路面的永久变形,可将中、下面层车辙预估精度分别提高6.03%和10.34%,沥青层整体提高5.19%。