干线公路快速化改造跨越方式的比选优化

随着苏州经济不断发展和城市化进程不断加快,城市规模的日益扩大,城市周边干线公路日益面临着城镇化干扰的问题。平交道口交通拥堵、事故频发,机动车与非机动车大量混行,干线公路服务水平持续下降。如何将干线公路进行快速化改造已成为一个需要迫切解决的课题。文中分析了近几年来苏州市干线公路"快速化"改造的模式,重点针对干线与支线道路交叉方式,对主线上跨、主线下穿、支线上跨、支线下穿4种模式进行了分析对比。

节能减排理念在干线公路快速化改造工程中的应用

苏虞张快速通道工程在实施过程中,从设计、施工、管理等各方面探索了一些节能减排举措,把工程管理从过去的粗放型向精细型转变。设计重点突出"快速、安全、节能、环保"的建设理念,实现精细化设计;工程施工合理利用废旧材料,减少废旧材料废弃土地占用,减少土地浪费,探索发泡温拌沥青技术;工程管理中积极推广应用工程项目管理系统,利用网络技术,实现远程办公和无纸化办公,极大地提高了工作效率,达到了节能减排的目的。

沥青混合料裂纹发展过程的颗粒流模拟

为了在细观尺度下描述沥青混合料的裂纹发展行为,运用离散元程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了沥青混合料非均质(集料、胶浆和空隙)多层次(矿料级配)结构虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟3点弯曲试验,借助数字摄像法捕捉了室内小梁试件表面裂纹发展情况,在二维尺度下探索了沥青混合料的部分断裂机理。结果表明:虚拟试验得到的宏观断裂力学响应与室内试验结果的吻合度较好,仅采用试件单面图像信息构建模型进行力学性能预测缺乏可信度;虚拟试验模拟的二维裂纹扩展路径与室内数字摄影法结果较为相似,二者都体现出材料脆性断裂特点,二维模型往往夸大了粗集料在混合料断裂过程中的作用;基于离散元程序的裂纹扩展行为分析方法,可以作为研究沥青混凝土材料断裂行为的辅助手段。

沥青混合料劈裂试验的颗粒流程序模拟研究

为了从细观角度模拟分析沥青混合料的低温开裂行为,选取了4种集料类型、4种矿料级配类型,运用颗粒流程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了包含沥青砂浆和粗集料在内的沥青混合料细观数字试件,采用离散元方法实施了虚拟劈裂试验。研究结果表明:离散元模拟得到的劈裂抗拉强度与室内试验结果的匹配程度较好;试件在加载至峰值荷载前,内部已萌生一定数量微观裂纹,极值点荷载后微观裂纹数量大幅增加;高强度集料组成的混合料基本沿着集料与砂浆的界面发生破坏,低强度集料则部分会被裂纹贯穿;基于颗粒流程序的虚拟劈裂试验可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段。

道路交通事故发生机理分析及应用研究

从分析道路交通系统各组成要素及其相互作用入手,研究了人、车辆、道路环境因素相互作用诱发事故的机理,提出了道路交通事故的三种发生机理,并通过一定的实验验证了机理的正确性,最后结合工程实例,揭示了事故发生机理研究对道路安全改造具有指导意义。

渔洋山隧道监控量测及数据分析

以渔洋山隧道为工程实例,采用对数、指数、经验指数和皮尔曲线对现场监控量测数据进行拟合回归,分析回归模型的有效性,验证实际施工二衬施作时机的合理性。结果表明:指数、经验指数、皮尔曲线对地表沉降数据的拟合结果较好,现场进出口附近的典型4个断面YK2+164、ZK2+129、YK4+375、ZK4+244实际施作二衬的时机控制在回归模型预测的范围之内,二衬支护时已产生的收敛位移以及与开挖掌子面的距离均满足现行规范要求。分析结果可为渔洋山隧道下一阶段监控量测的开展提供依据,并指导施工。

沥青路面长寿命加铺层疲劳性能试验研究

疲劳开裂是沥青路面使用过程中所必须面临的结构问题。从长寿命沥青路面设计理念出发,选取三种不同级配沥青混合料,采用应变控制的四点弯曲疲劳试验,对三种沥青混合料以及两组复合结构加铺层的疲劳特性进行分析,回归得到三种沥青混合料以及复合结构的疲劳寿命预估方程。研究结果表明:沥青马蹄脂SMA-16混合料+AG-20沥青混合料复合结构具有优异的抗疲劳性能,适宜用作沥青路面长寿命加铺层复合结构。

钢桥面铺装修复界面Ⅱ型断裂特性的研究

针对钢桥面铺装修复界面发生层间剪切二次破坏的问题,引入修复界面量化评价的概念,采用NCAT剪切试验方法,对钢桥面沥青混凝土铺装的不同修复方案的层间状态进行试验分析,提出了将剪切断裂能作为评价界面黏结材料性能的参数。通过2个试验方案对比,结果表明,剪切断裂能可以有效地区分不同修复方案的剪切性能,能够显著地区别不同修复界面的修复效果。

沥青混合料非均质多层次形态特征虚拟试件的三维随机重构

为真实反映沥青混合料内部非均质(粗集料、砂浆和空隙)多层次(矿料级配)结构特性,基于离散元方法,提出了模拟沥青混合料三维细观结构的随机生成算法。采用三维离散元程序(PFC3D)内球形单元相互重叠构成不规则形状的单个集料颗粒;结合区域内多个集料的随机投放技术,建立了可考虑集料不规则形状、级配特征、集料体积含量以及空隙分布的沥青混合料三维离散元虚拟试件。研究结果表明,该算法及程序操作简便,切实可行,为沥青混合料或其他矿物质混合料空间结构重构提供了一种新途径,有效缓解制备试件样本对试验室条件以及人力物力的依赖。