不同轮压与厚度下的半刚性橡胶沥青路面结构受力变形与仿真分析

随着国家雄安新区城市建设规划实施,按照雄安新区道路建设15年不小修的建设标准,河北省启动了全域路面加速加载试验装置开发与试验路评价研究专项.本研究采用全域路面加速加载试验装置测试直道半刚性橡胶沥青路面结构性能的各项指标,结合力学分析法与有限元建模计算分析层底弯拉应力与层厚.通过构建有限元模型,分析不同轮压下(0.7、0.9、1.1 MPa)的半刚性橡胶沥青路面各结构层间的应力应变变化规律及相同结构层不同轮压下的受力变形规律.结果表明,沥青路面作为粘弹性体,路面结构受力同时遵循能量耗散原理,自上而下逐渐减小.提出了半刚性胶粉改性沥青路面结构层在不同轮压、不同深度下的应力变化规律,得出了半刚性胶粉改性沥青路面各层在不同荷载下的应力值变化范围与半刚性水泥稳定碎石基层在不同荷载下的应力值变化范围.这些研究成果对今后雄安新区耐久性沥青路面建设起到了重要的理论支撑与技术指导价值.     

基于红外光谱图特征峰分析的沥青指标

基于采用红外光谱图特征峰分析沥青指标是快速评价稠油沥青质量的研究热点,借助傅立叶红外光谱技术、分离分析等手段,对90#A级沥青和SBS改性沥青进行红外光谱测试分析.结果表明:沥青的红外光谱分析技术与常规沥青检测方法的相关性为99.6%;90#A级沥青在3 000～650 cm~(-1)出现9处较明显的特征峰,SBS改性沥青在2 950～650 cm~(-1)出现11处较明显的特征峰,每个特征峰均有对应的特征基团;同类沥青材料的特征基团一致,同类沥青材料的技术指标相同.通过对比分析沥青红外光谱图的特征峰,可以快速评判出沥青质量优劣,缩短了检测评价沥青材料指标的试验时间.     

基于毫米波雷达测控的桥梁状态评估与数值仿真分析

为研究悬臂施工的特大桥关键施工节点及结构的自动化监测技术,在悬臂施工桥段的沉降变形及受力阶段开展0#块雷达测控、施工节段沉降变形监测及整桥力学响应监测.将实际施工中受力和沉降变形的测控数据与仿真数据进行对比分析,通过两者的吻合度来判断施工过程中桥段的安全状态.借助数理统计方法,对比雷达测控数据与传统监测数据的精确性.研究结果表明：雷达测控可在全天候开展工作,并能够结合施工日志,对云图中典型波动进行分析;毫米波雷达测控0#块沉降变形值的拟合值为0.051 44,优于传统监测手段的0.006 32,与数值模拟曲线相关性更强;施工全周期内,整桥各节段受力及沉降变形的监测数据围绕理论值波动,且波动幅度较小,连续梁始终处于安全状态.     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.     

桥梁承台混凝土温度应力场及裂缝控制

以连霍高速公路G30果子沟斜拉桥为研究对象,分析了西北高寒地区桥梁承台大体积混凝土因温差引起裂缝病害的成因,给出了控制措施.使用ANASYS仿真分析方法剖析了桥梁承台大体积混凝土温度应力场的分布规律以及裂缝产生的机理.结果表明:桥梁承台大体积混凝土绝大部分出现压应力,模型效果与工程实际吻合良好.     

不同老化程度下沥青流变力学性能

为了确定不同老化程度下的一种90号道路石油沥青对温度敏感度的变化,以及评价不同老化程度下沥青的流变力学性能,借助剪切模量、劲度模量和车辙因子等流变性能指标,通过弯曲蠕变劲度试验(BBR)与流变性质试验(DSR)法,利用沥青路面表面温度模型,得到了沥青在不同老化程度下的流变力学性能变化与沥青适用性指标。研究结果表明,沥青老化会提高沥青车辙因子对温度的敏感程度,影响程度在52.87%左右;沥青老化会降低沥青弯曲蠕变劲度对温度的敏感程度,短期老化与压力老化的影响程度分别为5%和21%;沥青的老化使得沥青的蠕变曲线斜率m平均下降8.21%。     

隧道开挖超小变形监测与数值仿真分析

为有效预测和控制隧道开挖引起的地表超小变形，首先基于随机介质理论和MATLAB软件编写反分析程序，对地表沉降的实测数据进行拟合，反演断面收敛面积ΔA和地层影响角β,并研究ΔA与隧道埋深Z以及ΔA与tanβ的关系。其次，基于滚动预测的方法建立反向传播(back propagation, BP)神经网络，并预测隧道断面DM-1未来的地表超小变形值。结果表明：ΔA的取值较离散，随着隧道埋深Z的增加，ΔA呈逐渐减小趋势，地层损失也随之减小，当隧道埋深约为20.53 m时，收敛面积ΔA接近0。随着ΔA的逐渐增大，tanβ逐渐减小，当隧道埋深约为20.53 m时，tanβ约为0.447。通过滚动预测的方法建立的BP神经网络误差值较小，可以很好地预测隧道开挖引起的地表超小变形值，对类似的工程具有较好的指导意义。     

ATB25沥青碎石混合料级配设计与优化试验

以G216线五彩湾~大黄山高速公路重载交通路段为试验段,采用室内、室外试验和理论分析相结合的方法,详细探讨分析沥青碎石混合料(ATB25)的级配设计思路和设计方法,以期为ATB沥青稳定碎石基层在新疆的推广应用提供借鉴.     

泥石流与公路路基相互作用的耦合数值仿真

泥石流是天山公路的主要地质灾害之一.基于泥石流损毁路段的调查,结合泥石流对公路路基的冲蚀以及泥石流体本身的运动特性,建立了新疆天山公路泥石流路基耦合数学方程和物理模型,通过数值仿真软件,对泥石流与防治结构之间的耦合作用进行仿真分析.结果表明:耦合作用受到泥石流规模的制约;路基最易破坏位置为泥石流直接冲击位置.     

天山公路泥石流危险因子分析

泥石流是天山公路的主要地质灾害之一,我们结合泥石流对公路的作用特点及危害程度,运用专家调查法,通过对天山公路自然地理及工程地质各个方面的调查分析与资料整理,运用灰色关联理论从二十多个因子中筛选确定出9项危险因子,其中2项主要危险因子,7项次要危险因子。