高速公路桥梁大直径组合后压浆灌注桩自平衡试验研究

对琉璃街特大桥桩基项目中的两根钻孔灌注桩在组合压浆前后分别进行静载自平衡试验,研究桩端桩侧组合压浆对桩基承载特性的影响。试验结果表明:相较于普通桩,组合压浆桩的桩基承载力最大增幅达118.4%;经组合压浆后,桩侧浆液上返下渗能够明显改善桩周土层力学性质条件,对桩基荷载传递特性产生了明显变化,且桩侧摩阻力最高提升至145kPa;桩端压力浆液的渗透压密作用能有效地改善桩端附近土体边界条件,加强了桩端土的刚度及强度,桩端阻力提高幅度为117.4%~133.8%;组合后压浆对改善桩基工作性能效果显著,该研究成果可为类似公路桥梁桩基工程提供参考。

大型货运车辆对高速公路交通特性影响研究

大型货运车辆由于其车型尺寸大、行驶速度慢的特点对高速公路交通流产生较大影响。基于此,结合我国高速公路发展情况,通过对比大型货运车辆与客车的交通特性差异,研究高速公路上货运车辆对其周围交通流、车辆行驶时间的影响规律,分析总结大型货运车辆对高速公路交通特性的影响。

高速公路桩承式加筋路堤沉降规律数值分析

本文采用有限元数值模拟,研究桩长、桩间距、桩帽宽度和路堤高度对桩承式加筋路堤沉降变形的影响。分析对比路基中心处、中心线右侧和路肩处,固区、下卧层沉降特点。研究结果表明:增加桩长、桩帽宽度和减小桩间距、路堤高度都能有效降低路基沉降。从沉降位置上分析,桩长变化,主要影响下卧层沉降。桩间距变化,主要影响加固区沉降。桩帽宽度变化,主要影响加固区沉降。路堤高度变化,主要影响下卧层沉降。

软土地区高速公路桩承式加筋路堤荷载传递机理数值模拟

本文采用二维有限元进行数值模拟,研究桩长、桩间距、桩帽宽度和路堤高度对桩承式加筋路堤荷载传递的影响。分析对比路基中心处、中心线右侧和路肩处,路基表面土压力变化规律,对宽域断面路基横断面荷载变化规律进行研究。研究结果表明:增加桩长、桩帽宽度、路堤高度和减小桩间距,都可以增大路堤荷载分担比,提高单桩承载能力;从路基中心向路肩方向,荷载分担比逐渐减小,并且在路肩处荷载分担比迅速下降。

基于高速公路多源大数据的双向倒卡车辆在线稽核方法研究

通过调研河北省高速公路稽查现状,分析常见偷逃费行为的特征,借助流水信息比对、多义路径拟合以及周期迭代等大数据分析方法,生成各偷逃费行为模型。以双向倒卡行为特征为例,提出一种利用多源数据融合、动态超时迭代以及收费流水比对相结合的在线稽查方法,采用Matlab2019编码借助差影法与形态学算法拟合框选稽查车辆异常特征,形成高速公路车辆行驶途中的可疑车辆信息,缩小在线稽查范围,提高稽查工作的针对性、高效性。

结合LSTM与Attention的高速公路路段旅行时间预测方法

旅行时间预测是实施在线交通控制、管理与部署的关键依据。为准确、实时地预测旅行时间,提出结合长短期记忆(long short term,LSTM)与注意力机制(attention mechanism,Attention)的方法对高速公路路段旅行时间进行预测。首先,考虑交通分流与自动车牌识别的相对位置将公路划分为多个路段,计算每个路段的平均时间作为LSTM的输入。其次,采用Attention将LSTM的隐藏层与动态时间权重相结合,提高预测精度。实践结果表明,结合LSTM与Attention的方法可以预测更准确的旅行时间,有利于提高交通管理系统和交通信息系统的性能。

高速公路入口称重检测收费站掉头车道研究

为提高收费站交通运行管理水平,需要对高速公路入口称重检测收费站掉头车道设计进行深入探究。基于货车分类特征,结合掉头与转弯特点及阿克曼转向几何原理对高速公路入口称重检测收费站掉头车道的宽度、转弯半径、转弯车道宽度进行优化设计,得出不同条件下的优化设计参数,为高速公路入口称重检测收费站掉头车道设计相关规范优化提供理论支持。

雄安新区高速公路路基沉降特征

为打造高速公路雄安标准和雄安速度,实现雄安新区高速公路的高质量发展,采取沉降监测、数据分析和提出经验公式等手段分别对雄安新区新建高速公路不同地基形式在施工期和运营期的沉降特征开展研究。结果表明:在路基填筑期,不同地基处治措施的处治效率由大到小依次为管桩复合地基、CFG桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、表层换填地基,对应的沉降率中位数分别为2.3‰,5.5‰,6.7‰,7‰;由于建设工期短、施工速度快,通车运营后,部分监测点的工后沉降速率呈先增大后减小的“S形”趋势;针对多种类型的路基工后沉降曲线线形,四参数Logistic模型相较于其他经验模型具有较好的适用性,预测的路基工后沉降值不超过60 mm,且通车的前3 a可以完成75%的总工后沉降。

装配式桥梁板玻璃纤维混凝土-U形钢筋湿接缝受力与变形分析

为解决装配式桥梁板体系湿接缝处力学性能不稳定、易变形的问题,提出采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案优化湿接缝性能,以雄安新区荣乌高速荣乌主线桥为背景进行研究。选取主线桥2个试验段(试验段A湿接缝采用普通混凝土-U形钢筋方案,钢筋点焊;试验段B湿接缝采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案,钢筋满焊)进行梁板体系湿接缝性能试验,监测湿接缝处搭接钢筋力学响应及混凝土接触面变形特征,同时对长期运载及强降雨影响下的钢筋受力与混凝土变形进行监测。结果表明:长期运载下,试验段B横筋受力约为试验段A的一半,其中部纵筋承受外力远大于试验段A,边缘纵筋承受外力较少,试验段B稳定性更优;试验段B较试验段A在湿接缝部位变形量小,其稳定性及耐久性更优;强降雨阶段,试验段B较试验段A变形及力学响应波动程度更低,其抗渗能力、耐久性更优。由此可知基于玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案的湿接缝构造在外力传导、抵抗变形方面具有较强稳定性,不易受恶劣环境影响。

基于统计指标的曲线桥支座脱空病害识别方法

为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱空的敏感程度不同,采用熵值法确定各统计指标的权重分配值;最后,根据各测点异常指标数计算损伤指数,综合判断测点附近支座是否出现脱空病害。为验证方法的有效性,以某3×25 m曲线连续梁桥为工程背景,建立车桥耦合动力学模型进行分析验证。结果表明:该方法可以准确识别脱空支座所在位置,并且可以有效识别较小的损伤;相比于中间支座脱空,时程统计指标对端支座脱空更为敏感。

路面对路基强度及不均匀沉降的力学响应研究

路基强度和不均匀沉降对路面结构附加应力影响显著,是影响路面结构服役性能和使用寿命的重要因素,工程建设中,路面铺筑条件对路基沉降提出了要求。针对雄安新区高速公路长寿命路面结构形式,采用有限元数值模拟手段,定量和定性地分析了路基强度和路基不均沉降对路面结构附加应力的影响。研究结果表明:底基层层底受最大拉应力,路面表层受最大压应力,且均随着路基差异沉降的增加持续增大;当差异沉降范围内曲线过渡时,差异沉降率标准不具备普适性,在差异沉降率一定条件下,层底拉应力随着差异沉降范围的增加而逐渐减缓趋稳;路基路面接触模式对路面结构受力影响显著,当路基路面完全黏结接触时,路面结构底基层附加拉应力随路基模量的增加而增大,当路基路面完全光滑接触时,路面结构底基层附加拉应力不受路基模量的影响;路基路面完全黏结接触和路基路面完全光滑接触构建了路面结构受力分析的上、下限,根据现场路基模量、差异沉降范围和路面材料强度参数,提出可引起路面结构底基层层底拉裂的差异沉降率理论范围为0.29%~0.38%。该研究成果能够为提出满足高质量建设要求的路基强度标准和路基不均匀沉降标准提供理论依据。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

基于毫米波雷达测控的桥梁状态评估与数值仿真分析

为研究悬臂施工的特大桥关键施工节点及结构的自动化监测技术,在悬臂施工桥段的沉降变形及受力阶段开展0#块雷达测控、施工节段沉降变形监测及整桥力学响应监测.将实际施工中受力和沉降变形的测控数据与仿真数据进行对比分析,通过两者的吻合度来判断施工过程中桥段的安全状态.借助数理统计方法,对比雷达测控数据与传统监测数据的精确性.研究结果表明:雷达测控可在全天候开展工作,并能够结合施工日志,对云图中典型波动进行分析;毫米波雷达测控0#块沉降变形值的拟合值为0.05144,优于传统监测手段的0.00632,与数值模拟曲线相关性更强;施工全周期内,整桥各节段受力及沉降变形的监测数据围绕理论值波动,且波动幅度较小,连续梁始终处于安全状态.

微胶囊沥青及其自愈合性能

在沥青中掺加包覆修复剂的微胶囊可以有效提高沥青自愈合性能,延长路面服役寿命。微胶囊在沥青混凝土施工过程中应保持完整,后期才能发挥自愈合作用,且加入的微胶囊不影响沥青基本性能。通过荧光显微镜测试、热重分析、模拟路面施工压力等试验分析了微胶囊在沥青中的分散性以及在沥青混凝土加热拌合和施工过程中的存活能力;通过比较不同微胶囊掺量沥青的针入度、软化点、10℃延度,分析了微胶囊激发前对沥青基本性能的影响;通过低温条件下碾压激发沥青试件中微胶囊,然后测试基本性能,分析了微胶囊激发后对RTFOT老化沥青性能的影响。实验比较了不同微胶囊掺量沥青的自愈合性能。结果表明,所用微胶囊在沥青混凝土的拌合、压实过程中具有良好的存活能力;微胶囊对沥青的针入度和软化点没有明显影响,在一定程度上会降低沥青的延度;激发微胶囊释放修复剂后能够恢复沥青性能,显著提升沥青的自愈合性能。

钢轮与填筑体相互作用机理及压实质量智能无损检测

决定高速公路工程建造质量的关键因素是填料和碾压,工程质量的重点在于压实质量的控制。本文基于碾压钢轮对土体振动压实过程的研究,建立钢轮与填筑体相互作用模型,土体在振动压实过程中会发生黏弹塑性变化,碾压机的移动和移动速度会影响土体与振动轮的相互作用关系;设计试验研究土体振动压实过程中物理力学性质变化,利用颗粒流程序PFC3D建立离散元模型,模拟振动压实过程,研究振动压实过程中土颗粒运动状态,土体孔隙率、应力变化。面波瑞利波检测压实质量是一种方便、快捷、无损的检测方法,可基于波速理论检测压实质量,对瑞利波频散曲线的提取、正反演过程进行研究,设计试验,检测土体压实质量。

碾压参数调控下智能压实指标影响规律研究

在路基连续压实过程中,通过可靠的连续压实指标实现对路基压实程度的实时监测是实现智能压实的基础环节。本文通过分析压实计值(Compaction Meter Value,简称CMV)随碾压参数的变化,建立CMV与压实度线性拟合关系,以代替压实度作为路基压实评价指标,并基于BP神经网络建立CMV与碾压参数之间的回归关系。试验表明CMV作为评判压实质量的间接指标具有一定的可靠性,在CMV与碾压参数关系中,CMV随振动频率变化。建立的CMV-碾压参数回归模型表明振动频率、速度对CMV的相关性较高,通过调整碾压参数实现对CMV的控制是可行的。

大跨度钢桁架桥梁吊装施工技术

为提高大跨度钢桁架桥梁吊装施工质量,结合某大跨度钢桁架桥梁工程实例,首先总结了施工重难点。然后从吊装现场处理、桁架桥整体吊装、吊装验算等方面对施工方案进行了分析;最后提出了吊装过程中的安全控制措施。工程结果表明:此施工技术的应用确保了该大跨度钢桁架桥梁吊装施工质量,施工期间未出现安全事故,竣工验收合格。

高掺量胶粉改性沥青混合料设计及性能研究

为研究砂浆填充率对高掺量胶粉改性沥青混合料性能的影响,采用捣实法和PCG旋转压实法分别测定粗集料骨架间隙率,对粗、细集料级配进行配合比设计,并研究80%,90%,100%和110%沥青砂浆填充率对混合料性能的影响。结果表明,关键筛孔9.5 mm和4.75 mm通过率分别在62.8%~70.1%之间和30%左右时,混合料高、低温性能和水稳定性较好;随着沥青砂浆填充率增大,混合料动稳定度呈现逐渐降低趋势,低温弯拉应变和疲劳寿命呈现逐渐增加趋势;与100%砂浆填充率相比,砂浆填充率80%混合料的动稳定度提高了77%,最大弯拉应变和疲劳寿命分别降低了24%和57%;而砂浆填充率110%混合料的动稳定度降低了24%,最大弯拉应变小幅度提高,疲劳寿命提高了60%。

耗能钢筋配筋率对灌浆波纹管连接矮墩抗震性能影响研究

为改善灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能,基于荣乌新线高速公路张六庄特大桥工程,利用ABAQUS有限元分析软件对4种不同耗能钢筋配筋率的灌浆波纹管连接矮墩进行了研究,以4种桥墩模型的破坏形态、延性性能、滞回特性以及耗能能力为指标,对比分析了不同耗能钢筋配筋率下灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能。通过研究发现,当增大耗能钢筋配筋率时,桥墩的滞回曲线变得越来越饱满,延性性能与耗能能力也得到了显著提升;当耗能钢筋配筋率达到0.35%时,桥墩耗能能力与延性性能提升的趋势有所减缓,因此增设耗能钢筋可以有效改善灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能。

微胶囊橡胶改性沥青混合料自修复性能研究

为促进微胶囊沥青混合料的路面工程应用,研究了微胶囊对橡胶改性沥青及橡胶改性沥青混合料基本性能和自修复性能的影响。通过对比微胶囊橡胶改性沥青基本参数及动态剪切流变(DSR)两阶段疲劳加载试验结果,分析了微胶囊对橡胶改性沥青基本性能及自修复性能的影响;通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、四点弯曲疲劳试验研究了微胶囊对橡胶改性沥青混合料路用性能及自修复性能的影响。结果表明,橡胶改性沥青掺加微胶囊后,针入度及延度略有降低、软化点略有提高;不同微胶囊掺量的橡胶改性沥青自修复指数提升了1.9~2.7倍,试验条件下微胶囊掺量为0.55%时橡胶改性沥青的自修复能力最强;橡胶改性沥青混合料掺加微胶囊后,其高温性能、低温性能和水稳定性能略降低,但四点弯曲疲劳试验结果显示,掺加微胶囊的橡胶改性沥青混合料经过两次自修复后,其弯曲劲度模量恢复率分别提升了11%和8%,疲劳寿命恢复率分别提升了6%和2%。合理应用微胶囊,能够有效提高橡胶改性沥青混合料的自修复能力,延长路面服役期限。