路面行驶质量水平评价标准方法研究

在回顾已有的国际平整度指数作为路面评价标准的基础上，结合上海市沥青路面行驶质量水平评价标准确定实例，提出了一种新的基于国际平整度指数路面行驶质量评价标准确定方法．选择典型沥青路面，用精密水准仪测量路段的断面高程，计算出各路段的国际平整度指数与舒适度指数，通过最小二乘法建立国际平整度指数与舒适度指数之间的回归方程，由舒适度指数与路面行驶质量水平的关系，建立以国际平整度指数作为沥青路面行驶质量水平的评价标准．     

高速公路沥青路面早期性能评价模型

针对沥青路面早期破坏现象,结合京秦(北京-秦皇岛)高速公路及河北省部分高速公路连续几年路面调查数据,提出了基于预防性养护的评价模型.该模型以路面裂缝、车辙、破损、平整度、抗滑性和结构强度作为评价内容,以路面早期性能指数作为综合评价指标,给出了路面预防性养护单项指标裂缝率指数、车辙深度指数、道路行驶质量指数、路面状况指数(除去裂缝和车辙)、路面抗滑性能指数和路面结构强度指数的预防性养护范围,并确定了各单项指标在综合指标中所占权重.该模型已在京秦高速公路养护工作中进行了验证.结果表明,该模型能较为准确地预测沥青路面的早期性能,当评价指标为75～90分时,应采取路面预防性养护措施.     

水泥混凝土道面预防性养护判定标准体系

为了对道面养护管理者提供决策依据,建立了水泥混凝土道面预防性养护判定标准体系.基于路面抗滑性能评价指标与路面状况指数预防性养护标准研究成果,依据水泥混凝土道面衰变过程中平整度-动态荷载相互作用的基本理论,采用导数拐点法与混淆矩阵等模型研究了摩擦系数、道面国际平整度指数、道面破损指数与主导病害单项指标的判定标准.从判断性维度、综合性维度及控制性维度的角度对各个指标的作用与判定原理进行了分析,形成了军用机场水泥混凝土道面预防性养护判定标准体系.水泥混凝土道面预防性养护各项指标判定标准为:摩擦系数(跑道摩阻测试车95 km/h)≥0.41;摩擦系数(跑道摩阻测试车65 km/h)≥0.50;摩擦系数(摆式摩擦仪)≥0.51;国际平整度指数 ≤3.2 m/km;道面破损指数(3％ ～10％);边角剥落率≤35％;表面剥落率≤30％;表面裂缝率≤8％;板间错台率≤0.5％.该标准可为军用机场水泥混凝土道面预防性养护最佳时机的确定提供依据.     

六安—武汉高速公路沥青路面预防性养护路段的聚类分析

预防性养护需要在适当的时间,适当的位置,采用适当的养护措施.用聚类分析方法,以横向裂缝、纵向裂缝、车辙深度和平整度作为分类指标,把六武高速沥青路面养护路段分为3类.第一类路面特点是路况较好段,横纵缝较小,车辙深度小,平整度小.第二类路段横纵缝数量较大,车辙深度较大,平整度较小;进行路面处理时以横纵向裂缝和车辙作为主要目的.第三类主要是平整度较大,以改善路面平整度为主要目的.养护路段的划分为精确地确定养护需求奠定了基础.     

基于实测高程和整车模型的沥青路面平整度力学预估方法

为准确预估沥青路面平整度的发展以确定其预防性养护的时机,考虑沥青路面永久变形与车辆动荷载的相互促进作用,建立沥青路面平整度理论预估方法。在车辆动力学仿真软件TruckSim中,考虑车辆的倾覆、转动以及轮胎的特性,采用Convey Van整车模型,公路中线设置为直线,根据输入的中线各点的高程数据得到其真实断面,路面的摩阻系数设置为常数,分析了以80km/h速度行驶的车辆对沥青路面施加的动荷载,并根据沥青路面永久变形进行轴载的等效换算。利用BISAR软件,采用分层总和法计算路面的永久变形。将实测的路面高程数据减去路面的永久变形量,即为一年后的路面高程,每年重复以上的过程。对于1/4车辆模型,采用传递矩阵法,计算出了变量传递矩阵和系数矩阵,结合VB程序计算得出沥青路面每年的国际平整度指数。综合以上过程,给出了平整度预估步骤和算例。结果表明:变量传递矩阵和系数矩阵的误差在容许的范围内,考虑动荷载和永久变形的相互促进作用建立沥青路面平整度预估模型是可行的,路面的平整度逐年变差且平整度衰减的速率逐年变大;该力学预估方法基于路面高程模型和车辆模型,与实际工况比较吻合,预估结果准确可靠,有助于准确确定沥青路面预防性养护的时机。     

车内稳态噪声干扰度有源增益系数提前梯度优化方法

为使用有源噪声均衡技术快速优化车内稳态噪声干扰度,分析了传统枚举方法搜索有源均衡最优增益系数向量用以优化噪声品质的特点;通过主观评价建立了车内20-500Hz频率范围内稳态噪声对于人员注意力的干扰程度的噪声品质,干扰度;建立了以20-500Hz频率范围内各个临界频带线性总声压幅值为输入的噪声干扰度反向传播(BP)神经网络客观计算模型;推导了以收敛后的BP神经网络权值表示的各个输入对于噪声干扰度的灵敏度和贡献量;推导了一个频带的有源增益系数、有源均衡前幅值频谱、参考信号,与有源均衡后频带内线性总声压幅值的关系;基于这个关系和噪声干扰度的灵敏度以及贡献量提出了搜索最优增益系数的提前梯度优化方法.使用提前梯度方法有源优化车内稳态噪声干扰度,优化过程耗时较少,主观评价试验显示,优化效果较准确,车内稳态噪声干扰度改善较显著.     

季冻区水泥路面预防性养护时机的选择

养护时机的选择对于路面预防性养护至关重要,为了确定最佳的水泥路面预防性养护时机,以美国的MEPDG平整度模型和牛开民-田波平整度模型为理论基础,将历史管养数据和调查数据作为基础,构建出了季冻区平整度预测模型,进而可以比较准确地预测不同路龄时的路面平整度,最终以中国水泥混凝土路面的标准建议值为参考来确定季冻区水泥路面的最佳养护时机。结果表明:基于MEPDG和牛开民-田波模型构建出的季冻区水泥路面平整度预测模型其预测值与实测值具有较好的线性关系,拟合度高达0.88;错台量和断板率得到的最佳预防性养护时机相差较大,其中,基于断板率得到的最佳养护时机是较为合理的,基于错台量来确定最佳养护时机可行性较低;综合基于平整度和基于损坏得到的最佳预防性养护时机,确定的季冻区水泥路面高速、一级公路最佳养护时机为通车后5 a,二级公路最佳养护时机为通车后7 a。     

基于介电常数沥青路面均匀性评价研究

现有沥青路面均匀性评价方法由于工作量原因局限于小范围检测评价,无法进行长距离大面积的评价。通过分析沥青路面离析现象的存在位置与频率,结合三维探地雷达与无核密度仪检测工作效率,提出两者最佳检测区间长度。根据三维探地雷达与无核密度仪检测原理提出检测控制因素。通过实地检测获得新建沥青路面介电常数与空隙率数据,采用多层前向反馈神经网络构建沥青路面介电常数与空隙率的关系,确定沥青路面介电常数离析阈值;进而实现通过介电常数进行长距离大面积的沥青路面均匀性评价工作。     

基于介电常数沥青路面均匀性评价

现有沥青路面均匀性评价方法由于工作量原因局限于小范围检测评价,无法进行长距离大面积的评价。通过分析沥青路面离析现象的存在位置与频率,结合三维探地雷达与无核密度仪检测工作效率,提出两者最佳检测区间长度。根据三维探地雷达与无核密度仪检测原理提出检测控制因素。通过实地检测获得新建沥青路面介电常数与空隙率数据,采用多层前向反馈神经网络构建沥青路面介电常数与空隙率的关系,确定沥青路面介电常数离析阈值;进而实现通过介电常数进行长距离大面积的沥青路面均匀性评价工作。     

沥青路面最佳预防性养护时机决策模型

为了确定沥青路面预防性养护的最佳养护时机,结合预防性养护措施的特点,分析养护措施实施前后路面性能的衰变特性,定义预防性养护综合效益,确定评价指标的权重,制定合理分析周期,同时采用费用分析法建立了最佳养护时机决策模型。算例计算结果表明:通过对路面评价指标加权计算综合效益,能够突出各项评价指标的作用,客观反映养护对象的特点;根据决策模型建立的4个决策指标(综合效益值、等额年费用值、效益指数和路面服务寿命变化量),可以形成5个决策原则(费用最小原则、最大综合效益原则、最大单位费用效益原则、最长服务年限原则和综合平衡原则),能够同时满足不同决策者的需求,而决策精度取则决于反映路面性能变化数据的完善程度。     

基于破损指数法的水泥道面预养护最佳时机决策模型

为了合理确定军用机场水泥道面预养护最佳时机,在分析现有公路路面和机场道面性能模型的基础上,建立了军用机场道面破损指数与国际平整度指数之间的关系式,结合军用机场水泥道面破损指数衰变模型和破损指数 国际平整度关系式,得到了军用机场水泥道面预养护最佳时机决策模型。基于目前我军仍然主要采用三米直尺进行平整度测试的现状,在大量实测数据的基础上建立了三米直尺平均间隙与国际平整度指数相关关系式,实现了二者之间的转换。基于军用机场水泥道面性能检测数据积累较少的现状,采用空间代时间的方法,对我军使用环境相近的若干个水泥道面的破损状况和平整度数据进行了拟合分析,验证了预养护最佳时机决策模型的正确性,得出了模型的具体参数。通过对破损指数 国际平整度关系式进行二次求导寻找道面破损指数衰变最快的唯一临界值,再由破损指数衰变模型求出该值所对应的使用年限,即为最佳预养护最佳时机。     

基于人工神经网络的沥青路面剩余寿命分析

路面整体结构性能评估是公路养护或重建决策优化的一项重要参考依据，一般情况下，如果路面的服务能力指数降到可接受水平以下，就有必要对当前整体性能(剩余寿命)进行评价，决定是否需要延长寿命或者进行重建设计，因此，利用人工神经网络(ANN)方法建立了沥青路面剩余寿命预测模型，由此程序可以由落锤弯沉仪(FWD)弯沉数据快速预估路面的剩余寿命，这种方法直观、准确，并且不需要反算模量，对于道路工作者的养护和补强罩面工作具有参考价值。     

考虑多种损坏构成特征的沥青路面预防性养护决策方法

由于沥青路面损坏构成的多样性, 相同的路面状况指数(pavement condition index, PCI)可能代表不同的损坏组合. 当多种损坏并存且损坏程度接近时, 用PCI和主导损坏(最严重、扣分最多的路面损坏)难以得到具有针对性的养护对策. 因此, 通过对PCI的深入分析, 明确了主导损坏代表性不足的路段, 以现行预防性养护决策方法为基础, 补充了一种考虑损坏构成特征、更具针对性的决策方法. 以上海城市道路近5年的检测、养护数据为分析基础, 首先利用有序聚类算法将路段按PCI水平分组, 分析了不同阶段路面损坏构成和差异水平; 然后, 针对多种损坏并存且损坏差异不显著的路段, 根据预防性养护的实施效果筛选了能够反映正确预防性养护经验的有效养护路段; 最后, 基于有效养护路段建立并对比分析了2个基于BP(back propagation)神经网络的养护决策模型. 结果表明: 当PCI水平介于优良(84.4~93.0分)时, 不同损坏程度接近, 主导损坏代表性不足; 考虑多种损坏构成特征的BP神经网络模型表现出更高的决策精度, 测试集决策正确率达86.20%, 优于仅考虑主导损坏的模型(58.50%). BP神经网络与传统决策树法结合能够优化沥青路面决策过程, 提高养护对策选取的针对性.     

沥青路面的预防性养护时机

为了使公路预防性养护措施发挥最大效果，对沥青路面预防性养护时机进行了研究，提出了基于生命周期费用的沥青路面预防性养护时机的确定方法。根据公路预防性养护工程的特点，建立了确定最佳预防性养护时机的效果费用比计算模型，给出了生命周期内的费用组成及计算方法；对效果进行了定量分析，提出了效果量化方法；通过计算效果费用比，确定效果费用比最大的预防性养护时机方案为最佳方案；对某高速公路预防性养护工程进行实际应用研究，给出了决策建议。工程实际表明，该方法是一种选择预防性养护时机的有效工具，对公路养护部门制定合理的实际性养护计划具有参考价值。     

基于加速度干扰的路面平整度评价与行车舒适性研究

公路路面平整度与行车舒适性密切相关。在分析路面平整度评价指标的基础上,提出了用垂直方向振动加速度干扰来评价公路路面的行车舒适性。结合路面的正弦波理论,建立垂直方向的振动加速度干扰模型,最后,通过实例仿真,将模型应用于行车舒适性评价,并分析路面振幅、波长与速度对加速度干扰及行车舒适性的影响。新模型的建立既能为行车舒适性提供准确的评价指标,达到定量分析的目的,又能在道路路面设计阶段提供一定的参数设计依据。     

半刚性基层沥青路面非连续结构强迫振动声效

为了无损、快速地识别半刚性基层沥青路面的结构非连续状态,实现病害预警和预养护,对冲击作用下路面板体强迫振动机理及其振动噪声特征进行了分析,并对单自由度路面系统的强迫振动微分方程进行求解.研究表明:因土基沉降、低温施工、压实不足等原因,沥青路面将产生结构内部及层间非连续病害；而非连续状态下的板体强迫振动噪声特征对冲击加载...     

半刚性基层沥青路面结构特性分析

针对高速公路半刚性基层沥青路面的早期损坏,从路面结构层层间状态、路面抗裂、路面荷载特性、路面耐水性、路面养护特性等5方面分析了半刚性基层沥青路面结构特点,提出防止路面早期损坏的措施。     

浅谈沥青再生剂在沥青路面养护中的应用

改变公路养护被动性养护理念,对沥青路面进行预防性养护。文章通过沥青再生剂在预防性养护工作中的应用实践,进一步为沥青再生剂的大范围应用提供技术参考。     

基于离散元法的集料针片状含量对行车振动噪声的影响

为了给低噪沥青路面的设计与施工提供参考,研究了沥青路面的集料针片状颗粒含量对行车振动噪声的影响.通过理论分析、现场噪声测试和离散元模拟计算,论证了行车振动噪声与轮地接触压力的关系,提出利用轮地接触压力的波动性评价行车振动噪声的方法.采用离散元颗粒流软件PFC3D构建了4种不同针片状颗粒含量的沥青路面模型以及车轮模型,分别模拟车轮在不同车速下在这4种路面上的运动过程,并计算轮地接触压力,分析其波动性,进而评价行车振动噪声.研究结果表明,当针片状颗粒含量为0、10%和15%时,针片状颗粒含量与行车振动噪声之间没有明显的相关性;当针片状颗粒含量为20%时,其行车振动噪声要明显高于低针片状颗粒含量的路面.因此针片状颗粒含量过大,不仅会影响集料的施工和易性、降低混凝土强度等,还会导致较高的行车振动噪声.