沥青路面常见的病害及其预防措施分析

沥青路面具有表面平整坚实、无接缝、养护维修简便和有良好的减振性等优点,使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度湿度变化,冰冻作用、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如沥青路面的裂缝、车辙等。根据我们这几年来对我省沥青路面的实际损坏情况的调查,谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。     

浅谈沥青路面常见病害及预防措施

本文介绍了沥青路面中常见的一些病害,重点阐述了沥青路面出现裂缝的原因,并给出了相应的预防措施,可供沥青路面设计和施工人员参考。沥青路面具有表面平整,坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有良好的减振性等优点,使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化,冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如沥青路面的裂缝、车辙和水损害等。根据我们这几年来对我省沥青路面的实际损坏情况的调查,谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。     

某高速公路沥青混凝土路面车辙病害检测分析

针对某高速公路沥青路面车辙病害发展速度明显高于正常情况这一问题,选取典型路段开展了交通量及轴载调查分析,并对路面结构开展了现场检测和室内试验研究。分析结果表明,引起该高速公路车辙病害的主要原因依次为沥青中面层的抗高温剪切变形能力较差,上面层混合料的易压密变形,重载和超载车辆的作用。     

高速公路主要病害分析

沥青路面是我国高速公路路面的主要结构形式,沥青路面是直接承受车辆载荷和自然因素的结构层,关系着行车是否安全、快速、经济、舒适。许多高速公路建成后,受交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重、行驶渠道化等因素影响,沥青路面远未到达使用年限即出现裂缝,坑槽、车辙、沉陷等病害。其中,大多数病害为沥青路面水损害,与水的作用有着直接或间接的关系。本文就着重分析沥青路面水损害的表现和原因。     

山地城市长上坡路段小客车行驶速度的模式特征

与平原城市相比,山地城市道路具有弯道多、坡度陡、曲率变化大、交叉口间距长、路侧干扰少等特点,车辆的运行状态存在特殊性。关于小客车在上坡路段的速度变化特征此前一直存在不同推测。为明确山地城市长上坡路段小客车的行驶速度特性,在重庆市主城区内选择多条具有代表性的上坡路段为对象,采集多个测试断面的行驶速度,得到了小客车在夜间和日间的速度变化趋势和影响因素,以及大型车与小客车之间的速度差异、以及路段环境和昼夜因素对速度的影响。结果表明:1小客车在山地城市上坡路段的速度变化趋势呈典型的多样性特征,比如持续递减、维持不变、持续升高、以及不同类型的波动,共确定了6种变化模式;2面包车在上坡路段的速度均值最低、三厢/两厢轿车居中,SUV速度最高,SUV与面包车的平均速度相差约5 km/h;3在日间,道路坡度对小客车速度无明显影响,受路侧、交通量和信号灯影响更大;夜间小客车在上坡路段的行驶速度会出现衰减;4在直坡路段,小客车的夜间行驶速度高于日间,并且速度在各观测断面的分布比较离散;而对于弯坡组合路段,速度在各断面的分布比较集中,且速度幅值低于日间。     

长大纵坡的沥青路面受力研究

长大纵坡沥青路面常见的典型病害类型是车辙和水损害.为研究我国华南地区长大纵坡沥青路面在高温下的力学性能,以广乐高速为案例,采用有限元方法对广乐高速工可阶段三种典型路面结构进行了压应变和最大剪应力分析,最终得出3层高模量沥青路面结构有利于提高沥青路面的抗车辙和抗剪切能力.同时,针对重载下坡沥青路面,提出采用OGFC作为磨耗层可有效减少坑槽等水损害的发生.     

基于临界滑水速度的湿滑路面全域滑水风险量化评价

基于修正LuGre摩擦模型提出临界滑水速度的快速计算方法,以临界滑水速度为滑水风险事件发生的判断指标;基于湿滑路段水膜厚度分布以及车速、轮迹等车辆行驶状况的概率模型,计算滑水风险事件发生的概率,从而对滑水风险进行量化,并根据风险概率将滑水风险划分为5个等级。结果表明：临界滑水速度主要受水膜厚度的影响,与路面的高程特征密切相关;当路面存在车辙、坑槽等表面病害时,病害区域的临界滑水速度显著下降。车辆滑水风险与临界滑水速度分布基本一致,但轮迹带区域的风险相对较高;降雨强度较大时,无病害或低病害路段的低风险区域超过96%,路段整体处于低风险等级,车辙等严重病害处出现大量中高风险区域,导致路段整体风险等级提高。     

山区高速公路沥青路面的抗车辙能力

针对山区高速公路陡坡多、车辙严重的问题，分析了超载（包括轮压与汽车轴载等）对山区高速公路路面沥青混合料的影响以及长大纵坡对沥青路面抗车辙能力的影响。认为山区高速公路产生车辙的主要原因是长大纵坡导致了车辆低速行驶，车辆低速行驶对沥青混合料动稳定度的影响超过夏季高温和超载的影响。研究结果表明，减小坡度和控制坡长是提高路面抗车辙能力的有效方法。     

沥青路面病害及养护维修技术

随着公路交通量的不断增长和重载车的增加,很多公路沥青路面未达到设计使用年限就出现一些早期损坏,如路面坑槽、开裂、泛油、龟裂、剥落、车辙等现象,有的公路甚至当年通车即发生了病害,这些路面病害的出现,不仅影响道路的使用质量,带来较大的交通安全隐患,也增大了养护管理资金的投入和不良的社会影响.鉴于此,该文以裂缝和水损害为例,对沥青路面病害及养护维修技术进行了探讨.     

我国公路技术水平与超载的矛盾分析

随着我国公路上行驶的重载车辆的急剧增加,超载运输也日益严重。重载、超载不仅对公路的疲劳破坏产生严重影响,使路面使用年限缩短,而且也会对公路的极限破坏产生影响。本文依据我国现行的公路工程技术标准,分析了我国公路现有的工程技术水平,并以沥青路面为例,分析了汽车超载对沥青路面的影响及破坏。     

基于足尺沥青路面加速加载车辙试验研究

本文对沥青路面的车辙展开研究,基于足尺沥青路面进行加速加栽车辙试验,在路面加载的各个时期对车辙的断面特征及车辙深度等数据进行了采集。利用Shami对于不同试验温度和荷载作用次数下的APA试验结果进行分析,验证了车辙深度预估模型并对重载交通沥青路面进行车辙预估。     

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.     

基于车辙谱的沥青路面轴载限研究

在对全国各地大量高速公路轴载数据调查分析的基础上,比较了不同轴型作用下的沥青路面剪应力场,提出基于车辙的多轴型数据处理方法.通过该方法对各地轴载谱数据进行换算,并采用换算后的数据,分析不同水平轴载对沥青路面车辙的影响,据此提出轴载限的确定方法,计算各级轴载对车辙的贡献,并给出典型省份的轴载和车辙谱.研究表明,不同轴组类型作用时路面内相同位点处最大剪应力值较为接近.荷载对路面变形特性的影响可以分为3个层面:对于≤10t荷载,路面具有很稳定的抗力;对于>10~15t轴载,路面具有较稳定抗力;对于>15t轴载,路面难以提供稳定抗力.采用抗剪强度较高的改性沥青材料对沥青路面车辙的改善效果明显.     

埋入式温差发电系统设计与试验

为解决沥青路面无线传感器应用中电池供电寿命限制的问题,提出了一种利用沥青路面内部热能的埋入式温差发电系统。建立了反映沥青路面温度场分布的有限元分析模型;并搭建了沥青车辙板与埋入式温差发电系统的模型实验平台,通过热载荷模拟和实验分析对系统性能进行了研究。结果表明,埋入式温差发电系统可产生有效的输出电压;随着压强载荷的增加,系统的输出性能显著提升,而提升车辙仪的速度会降低系统的输出性能;在同一温度载荷下,压强对系统的影响程度大于行车仪速度的影响。     

基于道面响应的飞机荷载作用次数计算方法

对力学-经验法道面结构设计中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨荷载重复作用次数的计算方法.以Monismith提出的通用铺面设计概念为基础,结合道面结构的疲劳开裂和轮辙损坏模式,分别推导荷载重复作用次数的分析方法.针对疲劳开裂分析,详细给出了单轴单轮的应力和应变重复作用次数计算公式;并根据实际的多轴起落架,建议了考虑多轴影响的荷载重复作用次数分析方法;结合A380等复杂起落架构型,提出了适应新一代大型飞机复杂起落架的荷载重复作用次数计算方法.对于轮辙分析,柔性道面的荷载重复作用次数计算方法与疲劳分析类似;半刚性道面的荷载重复作用次数计算方法可结合飞机轮载的最大通过位置和总荷载时间综合确定.     

基于统计学的再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为研究再生沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量、温度、行车速度、车辆轴重对再生沥青路面疲劳寿命的影响,通过开展多因素(RAP掺量、试验温度、加载频率、控制应变)多水平的再生沥青混合料小梁四点弯曲疲劳试验,采用统计学方法分析了RAP掺量、试验温度、加载频率、控制应变对再生沥青混合料疲劳寿命与疲劳方程的关系,并改进了疲劳方程.结果表明:RAP掺量、控制应变、加载频率、试验温度对疲劳寿命影响的显著性较高,但RAP掺量与其他三因素的交互效应显著性不明显;四因素对再生沥青混合料疲劳寿命的影响程度为控制应变>试验温度>RAP掺量>加载频率;佩尔疲劳模型适用于再生沥青混合料疲劳寿命研究,此模型中的系数与RAP掺量、试验温度、加载频率相关度较高,此三因素可通过非线性拟合引入疲劳模型,且改进后的疲劳模型可靠度较高.     

沥青路面车辙预估方法的研究

以我国半刚性基层沥青路面车辙损坏为研究对象，在分析车辙的形成机理和车辙主要影响因素的基础上，通过半经验一半理论的分析方法，并结合大量的不同温度、不同压力、不同厚度的车辙试验、抗剪试验以及车辙试验剪应力的计算，提出了适用于我国半刚性基层沥青路面的车辙预估模型，并采用最小二乘法确定了预估模型参数，对沥青路面的设计和有效防止车辙损坏具有重要意义．     

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明：多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。