论沥青路面破坏及防护

为有效预防沥青路面的破损发生,分析了各种破损的形成原因、防护措施和处治方式,从而为设计、施工和管理养护等环节中尽可能消除路面破损提供技术和理论支持。     

离港航班可变滑出时间预测方法及应用

考虑离港航班可变滑行时间的可量化影响因素,构建了基于BP神经网络的离港航班可变滑出时间预测模型,然后采用遗传算法（Genetic Algorithm, GA）优化BP神经网络的权值和阈值,并提出基于可变滑出时间预测结果的航空器推出控制策略。最后,基于我国中南某枢纽机场2周的实际运行数据对预测模型及控制策略进行了验证。结果表明：①离港航班的可变滑出时间与机场场面交通流有强相关性,与平均滑出时间中度相关,与滑行距离相关性和转弯个数较弱;②基于GA优化后的BP神经网络预测结果误差在±60s、±180s、±300s内的准确率分别提升了14%、10%和5%;预测结果的平均绝对误差百分比提升了1.87%,平均绝对误差和均方根误差分别减少了3.58s、32.45s。③基于可变滑出时间预测的离港推出策略比实际推出时间平均晚68s。研究成果为提升大型枢纽机场场面运行效率和协同决策能力提供了新的思路。     

泡沫沥青和水泥对冷再生混合料性能的影响机理

为了研究水泥与泡沫沥青两种粘结料对冷再生混合料性能的影响及作用机理,采用力学性能试验、路用性能试验分析了泡沫沥青用量和水泥掺量对冷再生混合料力学特性与路用性能的影响,基于数字图像处理技术、SEM微观图像测试和工业CT无损检测技术,分析了泡沫沥青的分散性状及水泥对泡沫沥青冷再生混合料的强度影响机理。结果表明,增大水泥掺量有助于提高泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、高温稳定性与水稳定性,但过多的水泥不利于泡沫沥青冷再生混合料的低温性能,推荐水泥掺量控制为1%~1.8%较为适宜。在3.0%泡沫沥青用量时ITS、UCS、内摩擦角Φ、黏聚力C均达到峰值。泡沫沥青冷再生混合料中的沥青呈独特的“点焊”状分散方式,随泡沫沥青用量增大,试件破坏界面泡沫沥青所占的面积（FFAC）增大,FFAC与ITS两者之间有良好的二次函数关系。水泥水化后形成的加筋结构增大了空隙级配中小于0.1 mm3微孔的数量,减小了冷再生混合料的平均空隙直径,水泥水化后形成的状加筋嵌挤结构具有抑制冻融作用下冷再生混合料内部空隙增大的作用,并且维持空隙级配的稳定。     

不同路面结构组合力学响应的有限元分析

利用有限元方法对四种不同路面进行结构应力和位移分析。分析了单圆中心处和坐标原点处不同路面结构的压应力、拉应力、剪应力以及位移的变化规律,为路面结构设计的合理性提供理论指导。     

沥青路面凝冰损坏程度检测设备

针对沥青路面磨耗层损坏程度的评价目前还没有成熟的检测设备和方法,根据沥青路面凝冰损坏的形式和特点开发了路面磨耗层损坏程度的检测设备,并对检测设备的技术参数、试验方法和评价指标进行了深入研究。结果表明,所研制的检测设备性能良好,在此基础上提出的试验方法和评价指标能够快速、准确地检测出沥青路面受凝冰损坏的程度,具有良好的区分度和实用性。     

抗裂型水泥稳定碎石路面组成设计及工程应用

结合江苏某高速公路工程抗裂型水泥稳定碎石路面的工程实践,从原材料性质、配合比组成设计、施工阶段控制等方面详细介绍了抗裂型水稳路面基层的设计及施工要点。通过试铺段施工及其指标的检测, 结果表明: 所提出的配合比组成设计及施工工艺可以保证抗裂型水泥稳定碎石基层的施工质量,水稳基层在整体形成和强度方面完全可以达到规范要求,收缩裂纹少。     

轴载对复合式路面应力吸收层荷载应力的影响

研究改性沥青混合料应力吸收层在复合式路面结构中的受力状态,对于其材料组成设计具有指导意义。采用有限元数值分析方法,建立基于应力吸收层的复合式路面三维有限元模型,分析轴载、模量变化对应力吸收层荷载应力的影响。结果表明：应力吸收层本身处于极为不利的受力状态,刚性基层接缝处应力吸收层层底存在应力集中,应力增长了60%,其模量越低,应力集中越明显,层内荷载应力呈3阶多项式函数变化;应力吸收层层内荷载应力随轴载增加呈线性增长,轴载变化对层底荷载应力影响最显著。     

不同纹理混凝土路面的噪声特性

为了深入研究不同纹理混凝土路面的噪声特性,通过改变刻槽参数（槽宽、槽间距）,得到具有不同纹理特征的混凝土板件;利用简单可行的加速度法,对混凝土板件进行噪声水平测试和噪声频谱分析。试验结果表明：横向刻槽混凝土路面的噪声水平最高,其次为光面混凝土路面、纵向刻槽混凝土路面,多孔混凝土路面的噪声水平最低;对于横向刻槽混凝土路面,噪声水平随槽宽的增加而增大,纵向刻槽混凝土路面则呈相反趋势;当噪声频率大于1 600Hz时,多孔混凝土路面对噪声具有较强的减弱能力,在整个噪声频率范围内,横向刻槽混凝土路面对噪声的减弱能力最差。     

设置过渡层的半刚性基层沥青路面的合理结构

针对半刚性基层在沥青路面使用过程引起的裂缝破坏,使其在高等级公路中的适用性受到质疑的问题,通过设置级配碎石和沥青碎石过渡层使半刚性基层的层位实现向下放置,实现了改善半刚性基层受力和减少裂缝的目的。采用ANSYS计算设置不同厚度的级配碎石和沥青碎石过渡层,分析路面结构在荷载作用下基层厚度变化时轮隙中心的受力情况,以考察适宜的半刚性基层层位和厚度。力学分析结果表明：采用厚度为12～15cm的级配碎石层和厚度为25～35cm的半刚性基层、或设置厚度为10～15cm的沥青碎石层和厚度为20～30cm的半刚性基层这两种结构,完全可以满足控制路面结构开裂的指标要求;能减少路面结构出现裂缝,延长沥青路面的结构寿命。     

公路超限运输沥青路面结构验算系统

为更深入了解超限作用下沥青路面结构的受力及破坏情况,并指导管理部门对相应路段采取合理的养护措施,根据路面结构的力学原理,以现行沥青路面设计规范为基础,分析并获得了车辆超限作用下沥青路面轴载换算公式。将该公式应用于超限作用下沥青路面验算系统,并将该验算系统与GIS相结合。研究结果表明：通过对系统数据和功能的需求分析对系统进行总体设计,即进行GIS相关软件的二次开发,得到基于GIS的公路超限运输沥青路面结构验算系统,以实现路网超限统计数据及路面验算结果的可视化,超限作用下路面结构验算过程的简便、直观化。