模糊关联规则在公路管理地理信息系统中的应用

为深入了解沥青混凝土路面的弯沉指数发展变化的成因,利用模糊关联规则这一数据挖掘方法,根据大连至庄河高速公路管理信息系统中的路况普查数据,从施工质量、交通流量、气候类型几方面对沥青混凝土路面的弯沉指数发展成因进行分析.挖掘出一些重要的规则,这些规则可以为高速公路路面养护和路面设计方法提供前期研究基础.     

公路工程路基、路面弯沉检测方法的分析和探讨

当前,由于交通运输量大幅提升,行车密度与车辆的载重也逐渐增加,路基及路面结构层的承载能力显得尤为重要.目前国内通常采用回弹弯沉值来表示路基、路面的承载能力,增加必要的施工过程中的弯沉检测是对路基、路面结构层承载能力是否合格的一种有效手段.回弹弯沉值越大,承载能力越小.通常的弯沉检测方法为贝克曼梁法、落锤式弯沉仪法.     

贝克曼梁弯沉检测方法在工程中的应用

国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承载能力,回弹弯沉值越大,承载能力越小,反之则越大。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。在路表测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承载能力。从弯沉值的概念入手,分析了路面弯沉的变化规律,并进一步阐述了路面弯沉的变化规律的测试试验。     

高聚物注浆技术在水泥混凝土道路维修中的应用

鉴于传统的水泥混凝土道路维修方法的不足,在某收费站广场水泥混凝土道路采用高聚物注浆技术进行加固维修,并利用FWD对道路注浆前后进行弯沉检测,用于分析和评价注浆效果.从注浆前后弯沉检测的结果可知,注浆后弯沉值均有不同程度的减小,该收费站水泥路面左半幅正常车道弯沉值减小61%,左半辐加宽车道注浆前后弯沉值减小了44.1%.分析表明,高聚物注浆技术在填充脱空、排出下层积水等方面有着良好的效果,并且对路面结构破坏小,施工速度快,对交通影响小,在水泥混凝土道路维修领域有着广阔的应用前景.     

非均布动荷载作用下车速对粘弹性沥青路面寿命的影响

在不考虑超载情况下,为探求重载货车行车速度对沥青路面使用寿命的影响,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元粘弹性路面结构模型;针对不同车速及非均布动荷载作用下路表面弯沉值的变化进行了计算和分析,并利用轴载换算方法对仿真结果在不同车速下的寿命比进行了比较.结果表明,当重载车速在10～32 km/h之间时,路面的动态弯沉值显著大于静态弯沉值;当车速在17 km/h时,动态弯沉比静态弯沉大22.4%,此时沥青路面的实际使用寿命比设计寿命缩短将近61.5%.在合宁高速公路上开展的交通调查结果显示,高速公路入口2 km内、收费站前1 km内、车辆爬坡路段及交通繁忙的大桥上,大多数重车的车速都处于不利行车速度,对路面实际使用寿命的影响非常显著.     

单周期荷载作用下纤维沥青路面的动态响应

为了研究动荷载作用下纤维沥青路面的响应,基于弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同的荷载作用时间、路面体阻尼比、土基模量和加载方式对不同纤维沥青路面结构的路表最大弯沉的影响规律.对于不同纤维沥青路面结构:不同荷载作用时间下,路面的动静态弯沉差值基本接近;随着路面体阻尼比的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率和到达最大动弯沉对应的时间基本接近;随着土基模量的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率基本接近;半矩形波荷载比半正弦荷载作用下的路面动态弯沉大,而弯沉差值基本接近.分析表明,在单周期动荷载作用下,纤维的加入提高了路面的整体抗变形能力,但对路面的动态弯沉影响规律基本相同.     

LWC-5.4型路面回弹弯沉值测定仪

该仪器适用于测定各种路面的回弹弯沉以评定路面承载能力或供路面结构设计使用,也适用于路基路面施工过程中的压实度弯沉检验.该仪器采用弹子轴承结构,具有简单、灵敏度高、测量准确等优点,适用于各种不同现场的测量.为公路建设时的质量控制提供了可靠的依据.各项性能指标达到企业标准Q/320/NTY76-1998的要求.     

脱空刚性路面的弯沉影响因素分析

通过三维有限元分析，考察了刚性路面脱空的影响因素，重点考察脱空的几何尺寸对弯沉值的影响。先分析了无脱空下有限元分析解和理论解的差异因素，确定了最佳的有限元分析尺寸；再分析了带脱空情况下的刚性弯沉及其随脱空几何尺寸的变化；并给出一个工程实例的弯沉测量结果，分析表明，可以利用弯沉测量判断路面是否存在脱空，但不全面，仍需要其它测量手段的补充。     

浅谈高速公路沥青路面弯沉的问题

路面弯沉不仅反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内在联系.本文主要对沥青路面弯沉变化作了简要的分析,并介绍了贝克曼梁弯沉仪的广泛使用.     

沥青路面面层和基层结构模量的反算

分析了路面面层刚度对路表弯沉盆形状的影响 ,并在此基础上利用“惰性点”理论开发了一套反算路面面层和基层模量的方法 .通过大量理论分析和数值验证发现 ,当路面面层模量较大时 ,荷载作用下路表弯沉盆较坦 ;相反 ,当面层模量较小时 ,路表弯沉盆较陡 .利用这一特性 ,创造了一种新的反算路面模量的迭代方法 ,即利用惰性点方法反算得到的地基模量 ,匹配荷载中心点和附近校核点 2处的弯沉值 ,得到面层和基层的模量 .该方法过程收敛 ,且反算解唯一 .最后还给出了一套沥青路面结构模量反算程序的算例和结果敏感性分析     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.     

基于路面变形速度的弯沉测量方法

摘要： 为了实现在正常交通速度20~80 km/h下的连续弯沉测量,提出了采用测量路面变形速度反演弯沉的方法.研究利用激光多普勒测振仪测量路面在标准载荷作用下的路面变形速度的方法和路面变形速度提取算法,结合弹性地基上的欧拉 伯努利梁理论,推导弯沉盆曲线的两参数方程,采用牛顿迭代法利用路面变形速度反演路面弯沉.基于此方法设计的原型设备已在新疆、陕西、甘肃、天津、湖北等省市进行了近8×104 km的路测实验.结果显示,数据自重复性达到95%以上;与贝克曼梁测量数据对比,数据相关性达到90%以上.该方法一次测量只需要一次采样,测量与路面曲率无关,相对于传统测量方法,其适合于高速、无损测量.实验证明,该方法能满足路网级、逐车道的路面弯沉连续、无损、高密度、高速度测量的要求,具有广阔的使用推广价值.
关键词： 路面; 弯沉测量; 变形速度; 弹性地基梁
中图分类号： U 418.4+3,TP 23,TP 319文献标志码： A     

高速公路养护作业交通冲突模型

借助流体流量连续理论，分析了高速交通流与养护施工作业设备的关联特性，以及养护施工机械设备机群低速流与高速公路高速交通流的冲突特征．基于减少高速流和低速流在二维空间上的交汇时间，实现高速公路路面养护与交通流关联最佳控制的要求，应用管道流变特性参数解释高速公路养护作业产生的交通冲突特征，建立了控制施工作业设备与高速交通流的数学模型．通过该模型可以指导高速公路维修施工组织和管理，预测交通冲突．     

沥青混凝土路面结构设计探讨

从沥青路面结构层应力、弯沉、抗车辙性能、材料尺寸等几个方面讨论了路面结构设计，并根据西南某高速公路交通调查数据，进行了路面结构设计尝试。     

竖向动态荷载作用下沥青路面力学响应分析

在动荷载作用下,沥青路面结构的应力、弯沉值变化规律同静载作用时不同。应用有限元程序NASTRAL对沥青路面在竖向动态载荷作用下的路面结构响应进行了数值模拟,分析了二维平面应变模型动态响应规律。指出在竖向动态荷载作用下,随着车速的增加,路面的最大弯沉将减少,其值视动载作用时间不同而为静载作用时的几分之一到十几分之一。当载荷消失后,路面内各计算点的应力值迅速减小,尤其竖向应力减小幅度更大。路面最大弯沉值与路面内各计算点的应力最大值出现时间不同,应力在载荷消失后立即达到最大值或延迟时间非常短,而弯沉最大值延迟时间相对较长。     

脱空对机场水泥混凝土道面荷载应力的影响

提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的计算脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响.计算结果表明:有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%.     

非匀速移动载荷刚性路面动力分析

 研究了变速交通荷载下的刚性路面动力。首先,刚性路面被认为是一个矩形的Pasternak地基的弹性支承阻尼正交各向异性板,这种假设,特别是对刚性的路面接头,其中一个可能会发现旋转和垂直剪切变形是十分适用的,矩形板块的边界具有提供垂直支撑和弹性转动约束的支承钢销和拉杆。其次,依据经典薄板理论,给出了平板的横向挠度满足的偏微分方程。由该微分方程,系统的自然频率和模式形状可以用两个超越方程求解。以一个谐变振幅集中载荷表示移动交通荷载,载荷沿路面具有可变的速度。路面的动态响应可以从正交性质的特征方程获得,冲击挠度的解析形式由特征方程的正交特性得到。数值算例结果表明,负载的速度和角频率影响刚性路面最大动态挠度,如果移动交通负载以临界速度行驶,路面的振幅将趋于无穷大,从而导致道路被破坏。用本文方法,通过使用叠加原理,也可以应用于多车道连续负载下的路面动力可靠性分析。     

湿度影响下的重载交通沥青路面动力响应

考虑地下水和雨水入渗的影响,运用ABAQUS软件建立重载交通沥青路面动力分析模型,分析地下水上升和降雨入渗引发路基湿度变化后的路基动态回弹模量分布规律,以及三轴双轮移动重载作用下沥青路面的动力响应.分析结果表明,地下水距路基顶面越近,对路基模量的分布影响也越显著,降雨入渗与动载共同作用处的路基模量折减更明显;地下水位距路基顶面高度从6 m减至2 m时,面层层底拉应变由70×10~(-6)增至173×10~(-6);降雨强度增大对外侧车道处的面层层底拉应变影响巨大,对中间车道的影响较小;降雨天数增加,两侧车道的面层层底拉应变反而减小,而中间车道的趋势相反,拉应变随着降雨天数增加而增大.     

路面结构新型排水系统性能及影响参数分析

路面结构中存在水分将会影响道路基层与路基土体的性能，造成土体弹性模量降低、承载能力减弱。随着时间的推移和路面车辆荷载的作用，路面结构将出现不同程度的破坏，例如开裂、车辙、坑洼、不均匀沉降等，因此需排除路面结构中存在的水分。传统的路面排水措施主要有：（1）路面侧边沟排水；（2）碎石排水基层排水；（3）采用土工织物进行排水。然而传统的排水措施仅限于在土体饱和条件下排除水分，在实际环境中道路基层与路基常常处于非饱和状态下，从而提出要在非饱和条件下排水的新技术。基于非饱和渗流理论，提出采用复合土工合成排水材料的新型路面排水系统，该系统由三部分组成，从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展了新型路面排水系统模型试验、数值模拟以及参数分析，来研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能及影响参数。室内模型试验采用自制模型箱，通过控制自来水管水流速来模拟降雨，配合埋藏在土层中张力计和含水量监测仪，实时监测基层与路基中基质吸力和含水率；数值模拟建立与室内模型相同大小的数值模型，在相同降雨边界条件下监测基层与路基中基质吸力和含水率的变化规律；参数分析采用控制变量的方法，分别分析了Van Genuchte参数“a”、土工织物饱和渗透系数k_s、土工织物厚度k_t对水力传导层排水能力的影响。研究结果表明：新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除，基层材料在试验过程始终处于非饱和状态，并在降雨停止后第10min基层的基质吸力开始回升；新型路面排水系统能够防止水下渗至路基， 降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值；采用新型路面排水系统时，基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率，路基体积含水率则保持不变；土工织物参数“a”值与饱和渗透系数对毛细屏障作用的影响较显著，随着“a”值和饱和渗透系数的增大，土工织物与土体接触面形成的毛细屏障越弱、排水越快，但当“a”值过大则无法发挥阻挡水流渗入路基的作用，结合数值结果以及其他文献研究建议“a”值取10kPa左右，饱和渗透系数取0.01~0.1m/s范围；而土工织物厚度改变对毛细屏障作用并不显著，结合实际制造工艺建议土工织物厚度取10~15mm为宜。     

基于神经网络的道路季节分类

为了合理确定路面结构设计时的输入参数,引入自组织特征映射神经网络,结合Matlab软件对神经网络进行权值训练,将网络训练是否收敛来作为分类的依据,根据温度、交通量和降雨量等几个重要参数对道路进行季节分类,最后按照分类结果进行路面结构分析与材料设计.实践证明,该方法分类效果良好,能很好地解决路面设计参数的合理确定问题,从而大大延长路面的使用寿命,提高道路投资的经济效益.