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.     

沥青路面力学响应变异性的蒙特卡罗模拟分析

针对沥青路面参数具有变异性的特点,采用蒙特卡罗法和沥青路面力学模型生成路面参数,并采用概率统计方法进行路面力学反应的变异性分析.根据此思路,以Mat-lab为平台,设计出沥青路面参数变异性分析的计算程序,并将该程序应用于沥青路面力学响应的变异性模拟分析.结果表明,模拟分析得到的沥青路面力学响应的分布与实际情况接近.文中还运用路面疲劳损伤模型考察了沥青路面结构参数变异对沥青路面疲劳性能的影响.     

浅谈路面结构设计参数的取值问题

路面结构设计是根据道路功能要求及自然条件,结合实践经验,确定经济合理的路面结构,满足道路各项使用要求.文章通过对规范的理解与工程实践,对路面设计目前存在的问题提出解决的方法与建议,供路面结构设计人员参考.     

基于分形理论的三维路面模型的建立

根据分形理论,建立三维路面模型.利用路面纵断面的部分信息点的高程数据,对路面纵断面的不平度进行分形插值模拟.由于路面具有自相似性的特性,可采用垂直比例因子确定的分形插值曲面的方法,以达到对路面的三维重建,为车辆工程、道路工程等领域中的路面三维建模提供了一个新的思路.     

道路损伤系数解析式及影响规律分析

道路损伤系数是评价车辆对道路损伤程度的重要指标,然而目前尚缺乏解析计算方法。为使该评价指标便于工程应用,建立了车—路系统动力学模型;在此基础上,根据道路损伤系数的定义,推导了道路损伤系数解析式。以某车为例,根据道路损伤系数解析式,揭示了车辆参数及车速对道路损伤的影响规律。结果表明,减小轮胎系统质量、降低悬架及轮胎垂向刚度、优化匹配悬架阻尼可有效降低车辆对路面的损伤。所建立的解析计算方法及揭示的规律,可为道路损伤量化分析和车辆设计提供有益参考。     

关林子隧道下穿既有道路爆破振动影响

在下穿既有道路的新建隧道爆破施工中,爆破振动极易引起上部路面结构的损伤和破坏.以宝汉高速新建下穿316国道的关林子隧道为例,采用有限元法模拟路面关键点峰值振速、路面应力以及路面位移,并结合现场爆破振动与振速监测结果,对比分析爆破振动对既有道路的影响.主要研究结论如下:10个关键点爆破峰值振速均发生在掏槽眼爆破时,既有道路的应力以及路面位移均较小,不足以引起既有道路的破坏;根据数值模拟和现场测试结果,下穿段地表质点振速的合速度峰值不超过0.035 m/s时可保证既有道路安全.     

抗车辙的沥青路面设计问题探讨——基于车辙试验的车辙预估研究

鉴于按照现行沥青路面和沥青混合料设计法所设计的路面,难以保证道路在交通荷载、气候条件的共同作用下不出现过量车辙,本文提出了采用车辙试验,通过三维有限元程序计算确定材料永久变形参数,并在对现有沥青混合料高温变形的系统试验研究基础上,结合理论分析提出车辙预估模型,并对有关参数的确定作简要探讨.这样既能够避免单轴蠕变试验的不足,又能达到路面结构设计和材料组成设计的一体化,以期提出适合我国国情的车辙预估方法,为我国路面设计提供参考.     

考虑层间接触状态的沥青路面疲劳性能预估

受多场耦合影响的沥青路面层间性能逐渐劣化,致使路面结构应力重分布,进而加剧沥青路面的疲劳损伤.为了研究层间接触状态对沥青路面疲劳性能的影响,从小尺度车辙动态响应试验入手,进行沥青层层底拉应变的数据采集,并利用数值模拟进行验证.在此基础上,甄选比对国内外沥青混合料疲劳破坏模型,以影响因子与疲劳预估为核心,通过构建典型半刚性基层沥青路面三维有限元模型与理论分析综合确定了沥青层模量、基层模量、层间接触状态与荷载等核心预估变量,采用疲劳寿命比法进一步确定模型中各项参数,构建了考虑层间接触状态的实际在役沥青路面疲劳性能预估模型.研究成果对于改进现有沥青路面设计方法及提升路面设计与养护具有一定参考意义.     

基于近似模型和数值模拟的连杆热锻成形工艺设计优化

提出了基于近似模型和数值模拟的设计优化方法.在利用有限元分析连杆热锻成形过程的基础上,以降低锻件成形过程中变形损伤为目标,以飞边槽形状参数为设计变量,采用响应面法近似模型建立了设计变量与目标函数的初始近似模型.在设计优化过程中,用近似模型代替实际的数值模拟程序,计算锻件内部的损伤值,对连杆热锻成形工艺参数进行了优化计算,取得了较为理想的效果.     

长寿命路面典型结构交通参数的分析与计算

交通参数的合理确定是拟建长寿命路面典型结构层厚度设计的基础.依据相关规范,考虑安全等因素,提出计算长寿命路面典型结构交通参数的一种新方法:采用公路所能适应的交通量(各种汽车折合成小客车的年平均日饱和交通量)取值范围的上限作为基本参数,结合长寿命路面在设计年限内交通量已达到饱和的特点,最后以饱和交通量计算法计算相关交通参数.计算结果表明,以该方法最终所确定的标准轴载累计当量作用次数,对于实际长寿命路面典型结构的设计具有一定的参考价值.     

疲劳载荷下路面的统计损伤和失效研究

从损伤力学的角度出发，基于路面材料应力应变试验曲线建立了反映路面破坏全过程的统计损伤演化模型和统计损伤本构方程，并对路面统计损伤变量进行了合理修正，使之更适合一般情况。同时分析了疲劳过程中路面强度退化情况及疲劳失效条件，得出路面疲劳失效应与路面损伤程度和应力水平两个因素有关。并根据疲劳过程中材料强度退化的事实及其规律，提出了随机载荷下路面的疲劳失效概率计算思路。以此为路面的预测和评价，及优化养护决策，使之获得更好的使用价值和经济效果提供参考。     

高速公路拓宽新路基差异沉降计算分析

高速公路拓宽过程中,由于新老路基固结程度不同,路面荷载作用下新填路基会产生较大沉降,导致路面破坏;甚至会引发交通事故。基于土的孔隙介质特性,考虑路基边坡对路基沉降的影响,采用修正的分层总和法和ABAQUS数值模拟来计算新填路基路面沉降规律。计算结果表明修正的计算方法得出的路面沉降曲线与实际现场观测结果有明显的相似性,能够比较准确地反映路面不同位置的变形规律,可用于软土路基沉降计算及预测预报,为路基工程设计施工提供参考。     

RLWT与APA试验原理的有限元模拟

近年来,沥青路面的高温抗车辙性能与设计标准的符合性备受关注。多轮车辙仪RLWT和沥青路面分析仪APA是用来检测路面芯样抗车辙性能的重要仪器。通过有限元分析,比较了2种仪器的试验原理。结果表明,RLWT试验方法对试件内部损伤的反应更加敏感;试件承受整体的剪切和弯拉作用;试件表面2 cm以下,RLWT试件的剪应力和剪应变明显大于APA试件,RLWT试验方法更侧重于对试件的剪切性能的评价。因此,对于高温下混合料芯样抗剪切性能的评价,优先选用RLWT试验方法。研究成果对沥青路面施工质量和对于设计的符合性检验具有重要的指导意义。     

基于动力学和声学仿真的损伤伸缩缝跳车噪声特征

为将跳车噪声特征用于伸缩缝的健康监测,建立了无损和以路面破损导致伸缩缝钢筋外露为损伤特征的有损GQF-C型伸缩缝的仿真模型,采用动力学仿真获取车轮与伸缩缝跳车接触过程的加速度,再将加速度场在声学仿真中表征为声压,研究了不同跳车高度下不同点位麦克风采集到的声压分布,对比无损和有损伸缩缝噪声特征的差异。结果表明：无损和有损伸缩缝跳车噪声特征体现为声压幅值的差异,同时跳车高度也会影响噪声声压幅值,但相较于伸缩缝损伤引起的声压幅值变化影响小。此外,临近伸缩缝的麦克风测点位置对判定伸缩缝健康状态的影响较小。因此,利用跳车噪声可以实现伸缩缝的健康监测。     

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。     

旧水泥混凝土路面处治方案决策模型

建立了基于改进标度的层次分析法与模糊综合评价法相结合的路面综合处治方案决策模型,根据路面损坏程度,从工程造价、施工速度、旧面板材料利用率、解决反射裂缝、目标使用寿命、对周边环境和沿线附属设施影响七个方面进行路面处治方案的决策,最终确定对旧水泥混凝土路面碎石化后加铺沥青混凝土面层是适合本工程的最优方案.     

沥青路面水损害评价方法综述

论述了沥青路面水损害产生的机理;探讨了目前广泛使用的沥青路面水损害评价方法, 即室内试验分析方法和沥青路面超孔隙水压力的理论分析方法;并对高频、高压动水压力新方法来评价沥青路面的水损害的应用前景进行了展望;最后对各种方法进行了总结, 指出今后需要重点解决的问题。     

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。