Genetic Optimization Method of Asphalt Pavement Based on Rutting and Cracking Control

Nowadays asphalt pavement structure bearing is not the main subject for pursuers to study.Comparatively,the pavement performance is more important and emphasized.Based on this,rutting and cracking analysis is introduced into pavement optimization.A optimization model based on these two considerations is also established.The genetic algorithms (GAs) is adopted to solve the model.It is an intellective method.This research provides a new idea and technique for asphalt pavement structure optimization.

温拌再生沥青砂浆二次老化前后抗反射开裂性能评价

为研究温拌再生沥青路面的抗反射开裂性能,结合Overlay Tester(OT)试验与数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术,研究了长期老化后废旧沥青混合料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)掺量对温拌再生沥青砂浆抗反射开裂性能的影响。研究结果表明:经过二次老化后,RAP掺量对温拌再生沥青砂浆的抗反射开裂性能影响显著,二者成负相关关系;在相同的老化条件下,不同RAP掺量的再生沥青砂浆裂缝扩展规律基本一致,二次老化后再生沥青砂浆的反射裂缝在初期开裂速度加快。

红外与可见光图像融合识别技术在路面裂缝检测中的应用

随着深度学习的广泛使用,智能算法对各行各业产生了深刻影响。传统的裂缝检测需要消耗大量的人力、财力、物力,基于神经网络的智能识别为检测工作带来了全新的技术手段。阐述了有关利用红外图像进行检测的相关内容,分析单模态检测与多模态检测的区别以及发展趋势,对未来病害智能识别的发展趋势进行展望,为路检、巡检提供决策理论分析以及科学依据。未来研究应重点关注多源数据融合、提高检测系统效率、开发智能决策支持系统、提升自动化巡检技术及建立长期监测系统。这些措施将集成红外和可见光图像、优化检测算法、结合人工智能辅助决策、推动无人机和机器人巡检,并通过物联网进行持续监测,以提供更加科学和有效的桥梁维护方案。

动载下复合式基层沥青路面的裂缝扩展行为研究

基于断裂力学理论及有限元数值模拟方法,建立塞内加尔MBOUR-KAOLACK(MK)高速公路带裂缝的复合式基层沥青路面三维模型,分析了不同荷载与路面结构层参数对复合式基层沥青路面开裂初期应力强度因子的影响,并与等厚半刚性基层路面对比,分析了裂缝在向上扩展时应力强度因子的变化规律。结果表明:随着车速的降低或轴重的增大,应力强度因子极值逐渐增大,路面裂缝扩展的风险增大。随着路面结构层厚度和沥青层模量的增大,应力强度因子则均在减小。其中,增大半刚性底基层与增大面层厚度对应力强度因子的降幅相近,故增大半刚性底基层厚度更经济。不过,底基层模量的增大会导致应力强度因子增大,也应避免使用过高模量的底基层。随着裂缝向上扩展,复合式基层沥青路面和半刚性路面的KⅠ先增大后减小,KⅡ逐渐增大,开裂主导模式逐渐由张拉型转变为剪切型。在裂缝向上扩展的过程中,复合式基层沥青路面的KⅠ降幅比半刚性基层路面更大,且其应力强度因子也小于半刚性基层沥青路面。可见,复合式基层沥青路面的抗裂性更好。

半刚性基层沥青路面病害及其防治研究

为了提高半刚性基层沥青路面的建设水平,文章依托某国道一级公路,分析了路面反射裂缝、车辙等病害的产生原因,通过ABAQUS软件建立计算模型,分析了反射裂缝的受力和车辙的变形规律,同时提出了采取加铺玻纤格栅、确定基层预切缝间距等措施来处治路面病害,研究成果可为类似项目提供借鉴。

半刚性基层开裂的沥青路面承载力响应特性

为研究半刚性基层开裂对沥青路面承载力响应特性的影响,采用ABAQUS软件建立具有不同形态基层反射裂缝的沥青路面三维模型,研究其在载荷作用下的路面承载力响应特性,揭示响应机理。研究结果表明:反射裂缝越长,路面承载力响应越大。反射裂缝在贯穿路表前后,承载力响应由弱至强发生激增,反射裂缝只在一定宽度范围内影响承载力响应。给出了处治基层反射裂缝的指导建议,即结合现行方案,注意区分反射裂缝和面层裂缝,限制反射裂缝的发展。从长度、宽度、结构层位3个角度分析了反射裂缝对承载力响应特性的影响,仿真结果与现场实测结果相吻合,为研究半刚性基层沥青路面的承载力响应特性提供参考。

回旋车辙试验仪与沥青混合料抗扭转性能

沥青路面在受到扭转力时,容易出现塑性变形和骨料飞散等病害,当前对于沥青混合料抗扭转性能的评价,尚无规范的试验方法和设备。为了研究沥青混合料抵抗扭转剪切性能的有效评价手段,该文介绍日本开发的3种设备的构造及工作原理,采用回旋车辙试验评价5种典型沥青混合料的抗扭转性能,分析沥青混合料抗扭转性能的影响因素。结果表明:沥青混合料的结构类型和胶结料种类对其抗扭转性能均有显著影响。虽然I-D改性沥青SMA-13混合料和高黏度改性沥青OGFC-13混合料具有相仿的动稳定度,但骨架空隙型混合料的抗扭转性能比骨架密实型更差。不同胶结料种类的沥青混合料在抗扭转性能上按优劣排序为:高黏度改性沥青+高模量剂、高黏度改性沥青、I-D改性沥青。半柔性铺装虽然抗扭转性能优异,但容易产生开裂。

改进YOLOv5的沥青路面裂缝检测方法

针对YOLOv5在裂缝图像目标检测中未能考虑到裂缝图像背景复杂,检测目标较小导致检测效果不佳和易出现误检漏检的问题,提出了一种改进YOLOv5的沥青路面裂缝检测方法。该算法首先将轻量级Mobilenet v3的网络作为YOLOv5的特征提取骨干网络,以降低模型复杂度并加快推理速度。同时,在网络预测端引入高效通道注意力机制,提升网络局部特征捕获和融合能力。最后,通过一个嵌入Panet模块来强化裂缝图像的多尺度特征表达能力,提高对小目标的检测效果。实验结果表明,相比于原始YOLOv5算法,改进后的YOLOv5进行沥青路面裂缝检测的平均精度提高了5.6%,模型参数量降低了86.3%,图像检测时间减少了75.8%。

轻量化沥青路面裂缝图像分割网络PIPNet

裂缝分割是对路面病害损坏程度评估的重要前提,为平衡深度神经网络分割的有效性与实时性,提出一种基于U-Net编码-解码结构的轻量化沥青路面裂缝图像分割网络PIPNet(Parallel dilated convolution of Inverted Pyramid Network)。编码部分为倒金字塔结构,提出了具有不同空洞率的多分支并行空洞卷积模块,结合深度可分离卷积和普通卷积,逐级减少并行卷积的个数,对表层、中层及底层特征提取多尺度信息并降低模型复杂度;同时借鉴GhostNet特点,设计了逆残差轻量化模块,嵌入并行双池化注意力。在GAPs384数据集上的测试结果表明,PIPNet在参数量(Params)和计算量(MFLOPs)仅为ResNet50编码近1/6的情况下,平均交并比(mIoU)提高了1.10个百分点,且较轻量化GhostNet和SegNet分别高出4.14与9.95个百分点。实验结果表明,PIPNet在降低模型复杂度的同时,有着较好的裂缝分割性能,且对不同路面裂缝图像分割适应性良好。

路基路面宽裂缝处治新结构和新材料

通过研究并优选结构和新材料技术来处治路基路面宽裂缝,并实施试验路跟踪验证。对于纵向路基宽裂缝,沿纵缝中央和两侧钻孔、灌注聚合物改性水泥浆液,然后铺筑土工布和加铺沥青层,试验路使用5 a,效果良好无反射裂缝;对于横向裂缝,在裂缝两侧钻孔灌注超细水泥注浆材料、同时沿横缝开槽后灌注高渗透改性环氧树脂注浆材料,切槽后铺筑抗裂贴、加铺沥青层,试验路使用完好无反射裂缝。高渗透改性环氧树脂注浆液渗透性强,无压力作用下可渗入固结级配碎石基层15 cm左右,适用于处治路面结构内部隐形松散缺陷。

水稳基层沥青路面开裂病害与预防措施研究

研究了水稳基层沥青路面开裂病害与预防措施,在明确病害类型和作用机理的情况下,从基层施工质量、层间防裂处理、防排水处置、预防性养护等方面出发,分析了水稳基层沥青路面开裂病害预防技术要点,从而根据结构和材料特性,尽可能降低不利因素的影响,提高水稳基层沥青路面结构的稳定性和耐久性。

沥青路面表面裂缝处夏季温度场分布规律研究

以我国中部地区典型城市武汉市的夏季极端月份温度场实测数据为基础,建立沥青路面夏季温度场变化规律模型.采用COMSOL建立了沥青路面表面裂缝的有限元模型,基于实测数据验证了数值模拟的精度,说明了沥青路面表面裂缝与正常沥青路温度场分布规律的差异性.结果表明:①表面裂缝的存在会导致该病害位置处温度场的分布规律与正常沥青路面出现显著差异;②沥青路面温度沿深度方向变化趋势比较明显,差异程度与裂缝的深度成正比,夏季的最高地表温度可以达到54.089℃.

抗开裂沥青路面研究进展

本文综述了沥青路面开裂的类型,总结其形成机理;从环境因素、沥青种含量、级配类型和沥青老化等方面分析了影响沥青路面抗裂性能的因素;探讨了裂纹的防治措施,包括改善沥青混合料的配合比设计、使用改性沥青和裂缝愈合技术等方法。研究发现:目前关于沥青路面抗裂机理的研究仍有不足,后续研究应结合地域特征,完善路面开裂模型,开发更具针对性的抗裂技术,研发寿命更长的抗开裂沥青路面。

沥青路面裂缝的破坏机理研究

为了改善公路沥青路面建设水平,总结了沥青路面裂缝分类方法,以某国道项目为研究对象,分析了横向裂缝、纵向裂缝、块裂等裂缝的破坏机理。同时,利用有限元软件建立该公路沥青路面的计算模型,并基于断裂力学理论,计算了不同工况下的应力强度因子和断裂韧度,判断裂缝发展趋势。

热再生沥青路面抗裂性能综合评价方法研究

为了更好的评价热再生沥青路面的抗裂性能,采用半圆弯曲试验和直接拉伸试验分别评价热再生沥青混合料和再生沥青砂浆的抗裂性能,分析了不同抗裂指标的关联性,多尺度提出热再生沥青路面的抗裂性能。结果表明:再生沥青砂浆的断裂能与再生沥青混合料的20℃的断裂功和断裂能归一化值之间存在很高的一致性,说明再生沥青砂浆的断裂能可有效预测再生沥青混合料的抗断裂性能。

白改黑沥青路面反射裂缝防治技术分析

反射裂缝是一种极为常见的道路质量缺陷,尤其是在白改黑沥青路面中最为普遍。本文对某市政道路“白改黑”工程中防裂技术效果进行了全方位探究;通过防治裂缝施工方案的综合运用,成功达到了白改黑路面工程反射裂缝防治目的。

沥青路面裂缝成因及防治措施探究

为了提升公路沥青路面的管养水平,结合规范将沥青路面裂缝划分为横向裂缝、纵向裂缝、块裂、龟裂等形式,并依据裂缝宽度或块度对裂缝进行分级。以某公路路面改造工程为例,对其沿线裂缝病害类型、占比及PCI指数进行研究,分析横向裂缝、纵向裂缝、块裂和龟裂的产生原因。提出沥青路面裂缝的预防和处治措施,比如铺土工织物、加强路面内部排水、稀浆封层法、薄层罩面法等,并基于PCI指数衰减模型阐述了沥青路面裂缝处治时机和处治资金的分配方法,研究成果可供类似项目养护提供理论依据。

图像灰度处理对路面裂缝病害检测影响分析

以路面纵向裂缝、横向裂缝和龟裂等典型路面裂缝病害作为研究对象,采用YOLOv7算法进行路面裂缝类型自动识别。研究过程中对图像数据集进行了灰度化处理,得到了彩色图像集和灰度图像集,针对上述2种裂缝图像集分析了如迭代次数、置信度和交并比阈值等算法参数对目标检测精度及性能的影响,提出了彩色图像集和灰度图像集的最优参数组合。以实测路面裂缝图像作为输入,分别采用基于彩色图像集和灰度图像集的检测算法最优参数组合进行路面裂缝识别,分析了图像灰度处理对路面裂缝检测精度的影响。研究结果表明,算法参数对裂缝检测性能的影响均呈现先增大后减小的趋势,彩色图像集包含更为丰富的路面特征信息,基于彩色图像集算法模型的路面裂缝病害类型识别精度和效率更高。研究成果为路面裂缝病害自动检测精度的提高提供了参考。

辽宁省高速公路灌缝率对PCI检测结果的影响分析及裂缝封闭方案建议

道路破损状况是影响道路行车安全性与舒适性的重要指标,通常情况下,裂缝病害对道路破损状况指标(PCI)的负面影响最为严重。文章基于2021~2022年辽宁省高速公路沥青路面2车道技术状况评价结果,分析了灌缝率对PCI检测结果的影响。结果表明:提高灌缝率对道路PCI指标评价有一定程度的提升,且通过提高灌缝率来提升路面技术状况评价结果,在短期内有着较高的经济效益。研究同时提出了裂缝等级四级划分标准,结合辽宁省高速公路沥青路面常用养护方案,评估了各养护方案在文章所设裂缝等级下的适用性。

辽宁省高速公路沥青路面横向裂缝调查与分析

作为沥青路面主要病害形式之一,横向裂缝具有产生早、影响大、范围广等负面影响。为全面了解辽宁省高速公路沥青路面横向裂缝的分布情况,在辽宁省已通车高速公路中选取代表性较强的路段开展横向裂缝调查工作,并对横向裂缝的类型和形成原因进行分析。结合高速公路不同路面结构的调查结果,提出辽宁省高速公路沥青路面设计、施工及养护的具体建议。