沥青路面及基层就地冷再生施工探讨

我国每年有近15%的沥青路面要进行大修或改建。就地冷再生技术,可对原路面材料重复利用,具有显著的经济效益和社会效益。本文通过对就地冷再生施工前准备工作和施工阶段技术问题的探讨,总结经验,促进该项技术的应用。     

就地热再生技术在高速公路路面养护中的应用

近年来,我国公路建设事业发展迅速。到2007年全国高速公路里程已超过5万公里,其中绝大部分是沥青路面。而且每年大约有10%的路面进入大、中修期,造成旧沥青路面混合料的废弃量近200万吨/年。若能加以利用,每年可以节约材料费用几亿元,还可环保减少污染。     

废沥青混合料在路面路基中应用的研究

每年有大量的沥青路面需要大修改建,路面维修产生的废旧路面材料的再生利用问题日益显现,大量的废弃料,不仅会占用大量的土地、造成周边环境的污染,就材料本身而言,也是一种极大的资源浪费,使得废旧沥青路面的材料得到重新利用已迫在眉睫。     

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。     

沥青混凝土路面工程病害及防治技术研究

本文根据我国公路95%以上的路面均为沥青混凝土或改性沥青混凝土路面课题的研究成果,论述了沥青路面早期病害的原因,指出了我国沥青路面规范的不足,介绍了沥青路面病害因素的分析及预防措施的问题。     

基于区域三维纹理特征的路面抗滑性能评估

为实现路面抗滑性能非接触式测量,提出应用新型区域三维纹理特征来表征沥青路面形貌构造并评估路面抗滑性能.使用便携式高分辨率三维激光扫描仪采集不同类型沥青路面纹理数据,同时使用动态摩擦系数测试仪采集其路面抗滑性能数据,并分别使用70和15 km/h时的动态摩擦系数值代表高速与低速状态下的路面抗滑性能.通过相关性分析和多元线性回归,发现路面抗滑性能与多个区域三维纹理特征参数的共同作用有关.建立前馈神经网络预测模型,使用多个区域三维纹理特征参数预测高速与低速状态下的路面抗滑性能.结果表明,区域三维纹理特征参数对动态摩擦系数测试仪在70 km/h时测得的路面抗滑性能预测能力为77%,对15 km/h时测得的路面抗滑性能预测能力为69%,证实了区域三维纹理特征参数与路面抗滑性能之间存在非线性联系.     

沥青路面色差修补材料配合比及路用性能

为研究沥青路面坑槽修复前后存在的颜色差异问题,选用丙烯酸改性环氧树脂为基液,添加炭黑、钛白粉和金刚砂作为颜填料,制备一种使沥青路面色差统一的多色阶美化涂层材料。利用正交试验分析各因素水平对环氧树脂基体粘度、拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明：涂层中环氧树脂基体的最佳质量配比为,增韧剂含量为15%,稀释剂含量为30%,固化剂含量为60%,促进剂含量为6%;依据路面颜色将路面灰阶等级划分为三阶,确定了多色阶美化涂层中炭黑与钛白粉的比例掺量;依据试件的拉伸强度和断裂伸长率确定了功能填料金刚砂与环氧树脂基体的最佳质量比为30%;涂料制备完成后,对其耐磨、抗滑以及抗紫外老化性能进行检测,检测结果均满足规范要求。涂层材料能够明显降低修补后沥青路面与原路面的色差,不同配比的混合料适用于不同色阶等级的沥青路面。     

考虑层间接触状态的沥青路面力学性能分析

为研究不同层间接触状态的沥青路面力学性能,借助ABAQUS构建路面三维有限元模型分析了路面温度场下不同的层间接触状态对路面力学性能的影响,并建立了考虑层间接触状态的疲劳性能预估模型。研究表明：当深度路面在0.68 m以上,路面温度与深度呈三次多项式关系、路面深度在0.1 m以上时路面温度与外界环境气温呈二次多项式关系;层间接触状态对沥青路面拉应力影响最大、剪应力次之、对竖向变形影响最小,低速、重载的车辆能使路面最大拉应力、最大剪应力、最大竖向位移分别增大90.0%、70.0%、63.2%;与完全连续状态相比,随着层间接触状态的劣化,沥青路面的疲劳寿命最大降低了75.6%。可见为延长路面的使用寿命,施工时应连续铺装压实,严格控制层间粘结质量。     

沥青混凝土路面病害防治措施探讨

我国的高速公路95%以上的路面均为沥青混凝土或改性沥青混凝土路面课题的研究成果,介绍了沥青路面病害预防措施的问题。     

高速公路小修保养工程量的预测模型

为了科学合理地预测高速公路小修保养工程数量,分析了影响高速公路小修保养工程量的主要因素,提出了基于Matlab的BP神经网络高速公路小修保养工程量预测方法;以沥青路面年小修保养工程量历史统计数据为样本,将路面质量等级评分值、路面使用性能指数、年均日交通量、年均日重车量、计算使用年限、年均降雨量、年平均温差、路面厚度、路面宽度确定为影响沥青路面小修保养工程量的量化指标,建立了预测沥青路面小修保养工程量的多元非线性模型;以调研路段沥青路面实际破损维修数量为样本,分别用BP神经网络模型和多元线性回归模型进行预测分析。研究结果表明：将预测结果与实际维修量数据进行比较,BP神经网络模型预测误差为5%,多元线性回归模型预测误差为14%,说明BP神经网络模型是预测高速公路沥青路面小修保养工程量的一种较为合理可行的方法。     

沥青混凝土路面病害防治技术

本文根据我国的高速公路95%以上的路面均为沥青混凝土或改性沥青混凝土路面课题的研究成果,介绍了沥青路面病害预防措施的问题。     

新疆荒漠区沥青面层疲劳寿命分析

针对新疆荒漠区典型沥青路面结构,采用现场原型车辆加速加载试验手段,分析新疆荒漠区不同路面结构在实际路面荷载工况下,对沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明:现场原型车辆加速加载作用下沥青路面层底最大拉应变随着时间的增长而增大,且与时间的数学模型关系为相关性较大的对数函数关系;当超载率从0.31%~39.84%时,沥青面层底拉应变急剧增加,从而加速了沥青路面疲劳破坏进程;同时,超载越严重沥青路面结构设计对增加路面疲劳寿命的影响就越小。     

考虑层间界面剪切损伤的复合式沥青路面力学特性

提出沥青路面层间界面剪切损伤本构关系方程、引入Goodman接触单元,模拟路面各分层之间的应力接触传递;基于ANSYS软件建立起考虑层间界面剪切损伤的沥青路面数值分析模型,对重载车辆制动荷载作用下典型复合式沥青路面结构的力学特性进行分析.研究表明,车辆轴重和层间粘结强度对层间界面损伤度、路面内水平剪应力及最大值位置、路面总沉降均有不同程度的影响;车辆超载1倍并制动时,层间界面损伤度最大值增加约50%,路面水平剪应力和沉降最大值翻1倍多;层间粘结强度减弱50%时,标准轴重车辆制动荷载下层间界面剪切损伤度翻1.5倍多,路面内水平剪应力、沉降最大值增加20%~30%.     

纤维微表处理论设计研究

1微表处发展现状 在我国公路的路面结构中,沥青路面占主要位置,特别是高等级公路达90%,但随着公路交通量的加大,轴重的增加、交通的渠化等,一般的沥青路面就出现了严重地早期破坏如车辙、开裂、坑槽等,从而使路面使用寿命大大缩短,为此我国公路研究人员一方面从沥青路面结构入手进行研究,     

级配碎石基层非线性对沥青路面结构受力的影响

目的基于级配碎石基层材料的非线性特征,研究级配碎石上基层沥青路面结构力学响应规律,进而为该种路面结构设计提供理论依据.方法通过ABAQUS有限元软件的二次开发,运用Fortran语言对级配碎石非线性本构模型进行编译,建立级配碎石上基层沥青路面结构的有限元模型.结果随级配碎石层和面层厚度的增加,级配碎石非线性沥青路面结构各结构层所受层底拉应力较级配碎石线弹性沥青路面结构都有所增加,路表弯沉变化不大.推荐在中等级交通下的面层厚度为7~15 cm,级配碎石层厚度为10~15 cm.结论应用该种路面结构时,考虑到级配碎石层非线性对该路面结构受力产生的不利影响,必须确定合理的级配碎石层和面层厚度.     

青藏高原公路路面结构水热差异变化分析

通过对青藏高原北麓河地区大气降水以及沥青路面和砂砾路面下部浅层土体水热变化的连续监测,分析路面结构中降水、地温以及水分变化之间的关系.结果表明,在降雨时段,5 cm深度土体水分增加,沥青路面下部土体的水分增量约为砂砾路面的2倍.砂砾路面20 cm及以下深度范围水分增加,而沥青路面下部水分变化量小于0.3%.砂砾路面下部土体间存在良好的水力联系,沥青路面结构中的隔水层阻隔了层中水热交换.面层中水分的波动与降水密切相关,基层水分变化受地温控制.路面结构的隔水层增加了面层的蒸发量,同时造成层下水分的大量聚集和路基储热量的增加,表现为基层地温明显高于面层.水热交换的差异是造成沥青路面热效应的重要原因之一.     

关于沥青路面结构设计的探讨

一、概述随着公路建设的发展,沥青路面已成为我国公路路面的一种重要型式。但是由于忽视了结构设计,在已建成的沥青路面中,沥青路面不同程度地出现早期破坏现象,路面达不到《公路柔性路面设计规范》     

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。     

浅议沥青路面裂缝的形成及防治

随着城市道路的迅速发展,近年来,我国城市道路的建设大多采用半刚性基层沥青路面。与其他类型路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、桑音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点。因此沥青路面较水泥混凝土路面更适用于城市道路。但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,由于路表水的浸入,裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大,致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加,特别是大吨位车辆行车荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快路面的裂缝产生,大大缩短沥青路面的使用寿命。     

透水型沥青路面材料的降噪性能

以透水型路面为研究主体,利用驻波法测试材料的吸声系数,研究空隙率、粒径和厚度等因素对材料吸声系数的影响规律,探讨多孔路面结构的吸声降噪机理,并结合试验路段的噪声测试结果,评价路面现场降噪性能。研究结果表明:透水型路面中大量的连通孔隙能够有效地吸收路面噪声,随着厚度的增加,其吸声系数峰值向低频移动,小粒径透水型沥青路面材料具有更佳的吸声性能;当采用20%空隙率、40 mm厚的OGFC-13混合料时,吸声系数均值达到0.402,吸声系数峰值达到0.669;透水型沥青路面与普通AC-13C路面相比,路面现场噪声降低了4.7 dB(A);透水型沥青路面材料是一种降噪功能优异的路面材料。