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森林工程 2024年第1期40卷 183-190,200页

作者：李伊梁魏建国李佳桐付其林长沙理工大学交通运输工程学院长沙410004

为建立分层变模量下沥青路面车辙预估模型,修正动态模量变化引起沥青路面永久变形预估的偏差。根据沥青混合料动态模量试验和室内三轴动态蠕变试验,验证沥青混合料动态模量(|E^(*)|)与其抗高温变形能力的相关性;采用Abaqus有限元软件分... 详细信息

为建立分层变模量下沥青路面车辙预估模型,修正动态模量变化引起沥青路面永久变形预估的偏差。根据沥青混合料动态模量试验和室内三轴动态蠕变试验,验证沥青混合料动态模量(|E^(*)|)与其抗高温变形能力的相关性;采用Abaqus有限元软件分析不同时间沥青路面随深度、温度的动态模量和竖向压应力变化规律,提出各亚层在不同动态模量下的竖向压应力修正因子(m);根据“亚层变形叠加”思想,运用SPSS软件回归分析,建立包含温度、沥青层厚度、竖向压应力、修正因子和荷载作用次数等因素的分层变模量沥青路面车辙预估模型。结果表明,建立的车辙预估模型可更为准确地预估沥青路面的永久变形,可将中、下面层车辙预估精度分别提高6.03%和10.34%,沥青层整体提高5.19%。

关键词：道路工程车辙预估模型有限元变模量沥青路面

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季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 521-528页

作者：于保阳刘云亮齐琳沈阳建筑大学交通与测绘工程学院辽宁沈阳110168 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 沈阳城市建设学院土木工程学院辽宁沈阳110167

目的研究季冻区OGFC沥青混合料的高温抗车辙能力,建立车辙预估模型,推广OGFC沥青混合料在季冻区的应用。方法采用车辙试验系统进行车辙试验,分析轴载作用次数、试件高度、温度、抗剪强度、冻融循环次数对OGFC沥青混合料车辙深度的影响;... 详细信息

目的研究季冻区OGFC沥青混合料的高温抗车辙能力,建立车辙预估模型,推广OGFC沥青混合料在季冻区的应用。方法采用车辙试验系统进行车辙试验,分析轴载作用次数、试件高度、温度、抗剪强度、冻融循环次数对OGFC沥青混合料车辙深度的影响;基于经验法建立季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型,通过最小二乘法拟合模型参数,对建立的预估模型进行室内试验验证以及有限元对比分析。结果各影响因素与车辙深度呈现幂函数关系,冻融循环作用加速车辙形成,室内试验实测车辙深度与模型预估的车辙深度相对误差为0.11%~9.81%。结论经验法建立的季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型预估精度较高,预估模型误差受试验条件和材料参数影响,其中材料参数影响较明显。

关键词：季冻区 OGFC沥青混合料经验法车辙预估模型有限元

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基于足尺环道加速加载试验的沥青路面车辙预估模型校正

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中国公路学报 2024年第12期37卷 258-268页

作者：周兴业肖倩单伶燕王旭东谢国瑞交通运输部公路科学研究院基础研究创新中心北京100088 北京大杜社公路材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站北京100088 广西交通运输行业道路智慧养护重点实验室广西南宁530020

为改进现有车辙预估模型的精度和可靠性,基于RIOHTrack足尺环道加速加载试验,对中国现行规范中的车辙预估模型进行了校正,提出了模型修正方法,改进了模型可靠性,使其更适合所在地区的车辙预估。研究发现,中国沥青路面设计规范中的车辙模... 详细信息

为改进现有车辙预估模型的精度和可靠性,基于RIOHTrack足尺环道加速加载试验,对中国现行规范中的车辙预估模型进行了校正,提出了模型修正方法,改进了模型可靠性,使其更适合所在地区的车辙预估。研究发现,中国沥青路面设计规范中的车辙模型,具有显著的结构依赖性,模型预估精度最高、误差最小的为沥青混凝土层厚12 cm的半刚性基层沥青路面结构,且其他结构的预估精度均不高。为了提高车辙预估模型的精度和可靠性,通过在既有模型中引入地方性修正系数的方法,建立了新模型。经过地方性修正之后,所有结构的车辙预估模型精度均得到了较大幅度提高:单一结构修正时,MAPE由修正前的29.04%降至7.81%,决定系数R2>0.82;按七大类结构归类进行修正时,MAPE更低,介于6.34%~7.99%之间,决定系数R2在0.87以上。由于基础数据中已经反映了不同路面结构和材料的特点,以及当地气候环境和交通荷载情况的影响,修正后模型更适合于RIOHTrack所在地区各类路面结构的车辙预测。

关键词：路面工程足尺环道加速加载试验车辙预估模型模型校正

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沥青路面车辙预估模型的研究

沥青路面车辙预估模型的研究

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作者：付元坤长安大学

学位级别：硕士

车辙是当前我国高等级公路沥青路面问题最突出、危害最大的损坏类型之一。车辙病害的出现,不仅严重影响路面的使用质量和服务寿命,而且严重威胁着交通安全性,因此,如何有效地预测车辙病害已成为目前亟需解决的问题。本文重点研究了基于... 详细信息

车辙是当前我国高等级公路沥青路面问题最突出、危害最大的损坏类型之一。车辙病害的出现,不仅严重影响路面的使用质量和服务寿命,而且严重威胁着交通安全性,因此,如何有效地预测车辙病害已成为目前亟需解决的问题。本文重点研究了基于重复加载蠕变试验的沥青路面车辙预估方法,进而用于预测沥青路面的车辙病害程度,指导沥青路面的养护与维修。本文在实际调研的基础上,分析了沥青路面车辙的损坏机理,提出了重复加载蠕变试验方法,研究沥青混合料高温性能的力学参数。在分析沥青路面车辙影响因素的基础上确立了车辙预估模型形式,根据试验结果确定了模型参数,并进行了组合结构试件的有效性验证。结果表明该预估模型误差范围较小,可用于预测沥青混凝土永久变形。在探讨国内外车辙等效温度研究的基础上,根据建立的车辙预估模型和车辙损坏等效原理确立了车辙等效温度模型,在三个不同地区应用该模型,计算得到当地的车辙等效温度。根据实际路面交通量调查结果,提出了车辙有效荷载作用次数的概念及计算方法。结合实际路面车辙的调研数据,对车辙预估模型进行了修正,建立了实际路面车辙预估模型,结果表明本次研究建立的预估模型合理且具有一定的精度。

关键词：沥青路面车辙重复加载蠕变试验沥青混合料车辙等效温度车辙预估模型

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基于足尺环道试验的沥青路面车辙预估模型研究

基于足尺环道试验的沥青路面车辙预估模型研究

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作者：刘刚东南大学

学位级别：硕士

车辙是沥青路面的主要破坏形式之一,对路面安全性和行车安全性危害很大。开展车辙预估模型的研究,确立自变量指标筛选和模型建立的方法,建立适用于不同情景、准确有效的车辙预估模型,对于指导沥青路面抗车辙能力的设计和车辙病害的维养... 详细信息

车辙是沥青路面的主要破坏形式之一,对路面安全性和行车安全性危害很大。开展车辙预估模型的研究,确立自变量指标筛选和模型建立的方法,建立适用于不同情景、准确有效的车辙预估模型,对于指导沥青路面抗车辙能力的设计和车辙病害的维养,提高沥青路面的使用寿命,具有重要意义。本文依托国家重点研发计划项目“足尺环道高通量响应数据挖掘与长寿命道路服役性能验证技术研究”（NO.2017YFC0840201）,通过文献调研、理论分析、数理统计、数据算法等手段建立了宽域刚度下沥青路面指数型经验法、力学经验法和神经网络型经验法的车辙预估模型,并对车辙预估模型的准确性进行了验证,对车辙预估模型的适用性及优势进行了对比分析。首先,结合足尺环道的特点选取了STR7、STR4、STR16、STR19分别作为半刚性基层、刚性基层、柔性基层和全厚式沥青路面的代表性路面结构,分析了交通荷载、环境条件、沥青层厚度、路面结构和材料等数据,确定标准轴载累积作用次数、环境温度、环境湿度和中心点弯沉作为车辙预估模型的四个主要影响因素。其次,对车辙预估模型自变量指标筛选的方法展开了研究。以足尺环道标准试验路面结构STR7为例,基于数据挖掘技术中因子分析方法,分析了标准轴载累积作用次数、环境温度、环境湿度和中心点弯沉四者之间的共性影响因子。结果表明,除环境湿度之外,环境温度、标准轴载累积作用次数和中心点弯沉能够对车辙变形产生重要影响,适合作为车辙预估模型的自变量指标。通过对车辙预估模型四个主要影响因素的因子分析,给出了车辙预估模型自变量指标筛选的方法,为其他车辙预估模型研究中自变量指标的筛选提供了借鉴。再次,对车辙预估模型建立的方法展开了研究。根据车辙变形数据和影响因素数据的分析结果,确定了指数型的经验法预估模型框架;借鉴Burgers理论模型的思想,确定了力学经验法车辙预估模型框架;基于神经网络算法结构的特点,构建了神经网络型经验法车辙预估模型框架。进而通过优化算法技术和神经网络算法技术分别建立了宽域刚度下沥青路面指数型经验法、力学经验法和神经网络型经验法车辙预估模型,并对不同刚度基层沥青路面结构三种车辙预估模型的拟合效果进行了评价和对比分析。结果表明,两种经验法预估模型和力学经验法预估模型的拟合效果都较好,且力学经验法预估模型的拟合效果普遍比两种经验法预估模型的拟合效果更佳。通过模型自变量指标筛选,构建指数型经验法、神经网络型经验法和力学经验法的车辙预估模型框架,建立宽域刚度下沥青路面的三种车辙预估模型,并对预估模型拟合的效果进行评价,从而给出了车辙预估模型建立的方法,为其他车辙预估模型的建立提供了方法上的借鉴。最后结合两类预估模型不同的特点明确了其在不同情境下的适用性,进而结合三种预估模型应用于不同刚度基层沥青路面车辙预估的效果,明确了三种车辙预估模型对于不同刚度基层沥青路面的适用性。和其他研究中所建立的车辙预估模型相比,本文所建立的车辙预估模型数据基础可靠性更高,实用性和适用性更强,对于所建立车辙预估模型的应用和车辙病害的防治具有重要意义。

关键词：足尺环道宽域刚度车辙预估模型指标筛选方法模型建立方法适用性分析

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沥青路面车辙预估模型的开发与应用

沥青路面车辙预估模型的开发与应用

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作者：孙兆辉哈尔滨建筑大学

学位级别：硕士

该文利用粘弹性理论,在VESYS模型假定的基础上,结合实验室结构层永久变形定律,研究开发了两种车辙预估模型,即系统车辙预估模型和结构层车辙预估模型,建立了模型参数间的相关关系,依据野外实测值标定模型参数,从而克服了模型参数确定的... 详细信息

该文利用粘弹性理论,在VESYS模型假定的基础上,结合实验室结构层永久变形定律,研究开发了两种车辙预估模型,即系统车辙预估模型和结构层车辙预估模型,建立了模型参数间的相关关系,依据野外实测值标定模型参数,从而克服了模型参数确定的局限性.试验路验证结果表明:该模型结合了路况实际,考虑了路面结构的整体效应和沥青材料的固结效应,不但为参数的确定方法开辟了新的途径,而且使模型预估准确、简单、实用;不但提高了预估精度,而且还降低了预估费用,避免了对材料进行了大量的破坏性试验,节省了大量的人力、物力、财力,具有较高的社会经济效益.此外,对于车辙问题的研究,当前普遍存在\"重材料轻结构\"的现象.该文利用开发的两种车辙预估模型,分析研究不同路面结构及各材料层的车辙反应,为寻求抗车辙性能强的合理路面结构提供了一条研究途径.

关键词：沥青路面路面结构车辙预估模型整体效应固结效应模型参数

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沥青混合料层永久变形规律与车辙预估模型研究

沥青混合料层永久变形规律与车辙预估模型研究

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作者：张家豪山东交通学院

学位级别：硕士

行车速度显著影响沥青混合料的高温永久变形,但现行规范沥青混合料车辙预估模型并未考虑荷载频率的影响。基于此考虑,在现行规范室内车辙预估模型的基础上,补充了车辙试验方法,研发了基于MTS试验系统的车辙试验夹具,设计了MTS车辙试验程... 详细信息

行车速度显著影响沥青混合料的高温永久变形,但现行规范沥青混合料车辙预估模型并未考虑荷载频率的影响。基于此考虑,在现行规范室内车辙预估模型的基础上,补充了车辙试验方法,研发了基于MTS试验系统的车辙试验夹具,设计了MTS车辙试验程序,引入荷载频率参数,初步构建了包含温度、压强、加载次数、空隙率和荷载频率参数的沥青混合料层永久变形预估模型。在JTG D50原有219个试件数据基础上,增加了3种沥青混合料120个试件的MTS车辙试验,温度分别为40℃、50℃、60℃;试验轴载应力取为0.7MPa;试验频率分别为1Hz、2Hz、2.9Hz、5Hz、10Hz;试验时间为连续加载3h,通过多元回归分析,构建了基于MTS试验的包含温度、压强、加载次数、空隙率和荷载频率参数的沥青混合料层永久变形室内预估模型。通过小比例尺全环境控温加速加载试验机,在60℃环境中对济青高速公路现役半刚性基层沥青路面切割试件进行不同碾压速度的高温车辙加速加载试验,建立了经加速加载试验修正后的沥青混合料车辙预估模型,该预估模型与JTG D50室内车辙预估模型存在良好的线性关系,其预测精度高于JTG 50室内车辙预估模型。开展了60℃、45℃和30℃三种不同温度环境下的现场沥青路面加速加载试验,基于现场路面不同温度下车辙深度,分析了在役半刚性基层沥青路面沥青层车辙深度随温度变化的关系,揭示了在役路面沥青层永久变形发展演变规律,温度影响路面车辙产生发展的重要因素,在中低温环境下,路面车辙发展缓慢,在60℃环境温度作用下,车辙发展较快,半刚性基层沥青路面永久变形经历了初期快速发展阶段、中期稳定蠕变阶段和后期迅速破坏阶段。

关键词：沥青路面车辙预估模型永久变形规律荷载频率 MTS 加速加载试验

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基于温度与荷载实际耦合的沥青路面车辙预估

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长安大学学报（自然科学版） 2018年第5期38卷 67-75页

作者：李喜王选仓房娜仁王鑫长安大学公路学院陕西西安710064

为了研究在路面温度场与实际交通荷载分布下的车辙发展规律,分析温度与荷载实际耦合作用对沥青路面车辙的影响,建立不同月份下的车辙预估公式,并通过室内试验分析温度对不同类型沥青混合料的车辙影响程度。利用ABAQUS有限元软件,建立了... 详细信息

为了研究在路面温度场与实际交通荷载分布下的车辙发展规律,分析温度与荷载实际耦合作用对沥青路面车辙的影响,建立不同月份下的车辙预估公式,并通过室内试验分析温度对不同类型沥青混合料的车辙影响程度。利用ABAQUS有限元软件,建立了路面结构不同时间与深度处的温度场,同时考虑交通荷载随时间分布的特性,计算得到1d内不同时段轴载累积作用次数及时间分布比例,以确定各温度场下典型月份的车辙临界温度及年车辙临界温度。根据车辙与平均气温的关系式计算得到各月份平均温度与20℃平均温度下的车辙比,进行公式修正及换算后,得到不同月份下考虑路面温度与荷载实际耦合作用的车辙预估公式。研究结果表明:利用马歇尔方法得到沥青混合料动稳定度在60℃时突降,降低率高达50%,旋转试验机方法(GTM)得到的沥青混合料动稳定度最大降低率出现在70℃时,约为50%,高温对车辙的影响较大;12月、4月、8月份的车辙临界温度分别为16℃、22℃、33℃,路面的年车辙临界温度为30℃,且当路面温度低于临界温度时产生的车辙对总车辙的贡献率分别为10%、3.3%、1.5%;车辙RD与平均气温T的相关关系式为RD=0.122T2-3.344T+24.888,以及平均温度为20℃时的车辙RD20与荷载作用次数N的拟合公式为RD20=0.485 6 N0.188 9。

关键词：道路工程车辙预估模型有限元模拟温度场

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基于蠕变试验分析沥青路面车辙的能量方法

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公路交通科技 2005年第9期22卷 62-65页

作者：周晓青李宇峙应荣华孙立军同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200092 长沙理工大学道路工程交通部重点实验室湖南长沙410076

利用MTS810型液压伺服试验系统和旋转压实仪GC(Gyratory Compactor)进行沥青混合料的五级单轴压缩蠕变试验,研究了重荷载下沥青混合科的高温稳定性.从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形机理,并找出了耗散能与永久变形的关系,通过多... 详细信息

利用MTS810型液压伺服试验系统和旋转压实仪GC(Gyratory Compactor)进行沥青混合料的五级单轴压缩蠕变试验,研究了重荷载下沥青混合科的高温稳定性.从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形机理,并找出了耗散能与永久变形的关系,通过多元回归得到了重载交通下沥青路面的车辙预估模型.

关键词：高温稳定性耗散能沥青混合料车辙预估模型

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沥青混合料抗剪性能试验及评价方法研究

沥青混合料抗剪性能试验及评价方法研究

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作者：陈光伟东南大学

学位级别：博士

本文首先总结并评价了9种沥青混合料抗剪试验方法、抗剪机理及抗剪性能评价方法研究现状。从分析试验结果的变异性入手，选取单轴贯入试验方法进一步深入研究，研究提出了可针对不同最大公称粒径混合料和不同高度试件的抗剪强度试验方法... 详细信息

本文首先总结并评价了9种沥青混合料抗剪试验方法、抗剪机理及抗剪性能评价方法研究现状。从分析试验结果的变异性入手，选取单轴贯入试验方法进一步深入研究，研究提出了可针对不同最大公称粒径混合料和不同高度试件的抗剪强度试验方法。\n 其次，采用ABAQUS有限元软件，针对江苏省典型半刚性基层沥青路面及桥面铺装层中最大剪应力的分布规律及在各种影响因素下的变化规律进行了计算与分析，为抗剪评价方法的提出准备了理论基础。最大剪应力影响因素分析表明，最大剪应力与车辆垂直荷载和水平荷载作用呈正比关系，最大剪应力受其影响显著。最大剪应力受面层或铺装层厚度、模量的变化影响不显著，且最大剪应力受半刚性基层厚度与模量的变化影响亦不显著。这表明即使面层厚度、模量或半刚性基层厚度、模量不等同于典型路面结构，仍适用于统一的抗剪评价标准。\n 再次，采用室内环道试验的试验数据建立了基于抗剪性能的车辙预估模型，综合考虑了侧向隆起等因素，得出了与实际更为接近的车辙预估方法;利用江苏省高速公路车辙现场调查数据对车辙预估模型进行了标定，使之适合于现场实际情况。上述研究为抗剪评价标准的提出准备了条件。\n 接着针对江苏常用的路面结构类型和特定的环境因素等对预估模型进行了简化，方程中仅有车辙深度、轴载累计次数和抗剪强度三个参数，并通过推算，给出了不同车辙允许深度下沥青面层抗剪强度计算公式，利用该公式可计算不同情况下的抗剪评价标准。\n 随后初步研究了剪切蠕变试验方法，以便于深入分析沥青路面永久变形。根据试验结果，混合料动稳定度和剪切蠕变试验曲线（第二阶段）斜率值显著相关，表明剪切蠕变试验可以用来评价沥青混合料的抗车辙能力。\n 最后综合上述研究成果，从结构设计、材料设计及施工方面提出了控制沥青路面车辙的方法。

关键词：沥青混合料抗剪强度车辙预估模型剪切蠕变试验方法

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