基于路用性能的沥青路面全寿命周期设计方法 被引量：16

1

作者 柯文豪 雷宇 陈团结 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期7-13,共7页

选择沥青路面的车辙、疲劳裂缝和温度裂缝等主要病害作为路用性能路面设计的主要指标,结合交通荷载、环境、材料组成、路面结构的力学反应量等因素,对路面结构各层永久变形进行预估,分析了沥青层的自上而下裂缝、自下而上裂缝及温度裂缝... 选择沥青路面的车辙、疲劳裂缝和温度裂缝等主要病害作为路用性能路面设计的主要指标,结合交通荷载、环境、材料组成、路面结构的力学反应量等因素,对路面结构各层永久变形进行预估,分析了沥青层的自上而下裂缝、自下而上裂缝及温度裂缝,并将路用性能分析应用到全寿命周期效益、费用计算和养护方案选择中,并提出基于路用性能的沥青路面全寿命周期设计新方法及计算流程。采用该方法对石家庄—安村高速公路路面车辙、裂缝进行预测,并与实测值对比,同时,对新建段路面结构进行设计。研究结果表明:路面车辙及自上而下裂缝模型预测值与实测值相差较小,偏差小于20%;自下而上裂缝及温度裂缝模型预测值与实测值相差相对较大,偏差大于40%;路面状况指数预测值适用性较好;该方法对沥青路面设计有较好的适用性,达到了从结构材料设计一体化及全寿命周期角度考虑路面设计的目的。 展开更多

关键词 道路工程 全寿命 路用性能 设计方法

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紫外老化对沥青及沥青混合料高低温性能的影响 被引量：11

2

作者 丁彪 柯文豪 +2 位作者 左兴 雷宇 邹晓龙 《新型建筑材料》 北大核心 2017年第5期9-12,45,共5页

为研究紫外老化对沥青及沥青混合料的高低温性能的影响,开展了沥青及沥青混合料的紫外老化试验。结果显示:在低温性能方面,紫外老化后,沥青的劲度增大,蠕变速率减小,并且在初始阶段增加较为明显;沥青混合料的低温弯曲试验结果显示,紫外... 为研究紫外老化对沥青及沥青混合料的高低温性能的影响,开展了沥青及沥青混合料的紫外老化试验。结果显示:在低温性能方面,紫外老化后,沥青的劲度增大,蠕变速率减小,并且在初始阶段增加较为明显;沥青混合料的低温弯曲试验结果显示,紫外老化对小梁的弯拉应变影响较小;在高温性能方面,DSR试验结果显示,紫外老化后沥青的粘弹性组分比例发生了变化,当温度较低时,复数模量会随着频率的增加先增大后减小,当温度较高时,复数模量会随着频率的增加呈线性增大。沥青混合料在紫外老化后其动稳定度有所增加,车辙深度逐渐减小。 展开更多

关键词 道路工程 沥青 沥青混合料 紫外老化 高温性能 低温性能

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改扩建工程拼接路面受力分析及拼接方式 被引量：9

3

作者 柯文豪 雷宇 王鹏翔 《公路》 北大核心 2011年第10期23-28,共6页

路面拼接是高速公路改扩建必须要面对的问题,其拼接方式对路面结构的应力应变分布及稳定性有重大影响。应用ABAQUS有限元软件分析不同搭接宽度的路面力学响应,并在变化荷载位置情况下,分析沥青混凝土层的拉应力、剪应力变化,得到以下结... 路面拼接是高速公路改扩建必须要面对的问题,其拼接方式对路面结构的应力应变分布及稳定性有重大影响。应用ABAQUS有限元软件分析不同搭接宽度的路面力学响应,并在变化荷载位置情况下,分析沥青混凝土层的拉应力、剪应力变化,得到以下结论:路面层进行搭接后与不进行搭接相比层间最大拉应力、剪应力显著减小;设搭接时,最大拉应力随搭接宽度增大而略微增大,其应力分布随搭接宽度增大变得越来越均匀;最大剪应力随搭接宽度增大而逐渐减小,至120cm以后变化不大;拼接模型存在3个最不利荷载位置,分别在顶层接缝左、右侧0～50cm区域及第二道拼接缝左侧0～50cm区域。 展开更多

关键词 道路工程 路面拼接 三维有限元方法 力学响应

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机荷高速公路改扩建路面拼接设计要点研究 被引量：3

4

作者 闫亚鹏 谢晓军 柯文豪 《公路》 北大核心 2023年第12期66-70,共5页

新旧沥青路面的拼接是高速公路改扩建工程设计和施工的难点及重点。以机荷高速公路改扩建路面拼接设计为例,通过数值模拟和理论分析提出新旧路面拼接设计所需考虑的因素、受力特性、技术需求、注意事项等。分析认为,新旧路面拼接台阶宽... 新旧沥青路面的拼接是高速公路改扩建工程设计和施工的难点及重点。以机荷高速公路改扩建路面拼接设计为例,通过数值模拟和理论分析提出新旧路面拼接设计所需考虑的因素、受力特性、技术需求、注意事项等。分析认为,新旧路面拼接台阶宽度宜在120cm范围内尽可能取上限值;拼接缝位置宜避开轮迹带范围,有条件时应设置在轮迹带范围外0~50cm区域内。 展开更多

关键词 沥青路面 改扩建工程 路面拼接设计 数值模拟 受力特性

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基于法国标准EME14的中国标准高模量沥青混合料HMAM-13性能研究 被引量：3

5

作者 张涛 陈实 柯文豪 《公路》 北大核心 2023年第11期57-64,共8页

采用法国标准高模量沥青混合料级配曲线EME14,基于内插法将EME14各筛孔通过率转化为中国标准下各筛孔通过率,开展中国标准下的马歇尔试验、车辙试验、动态模量试验和四点弯曲疲劳试验,根据试验结果提出了中国标准高模量沥青混合料HMAM-1... 采用法国标准高模量沥青混合料级配曲线EME14,基于内插法将EME14各筛孔通过率转化为中国标准下各筛孔通过率,开展中国标准下的马歇尔试验、车辙试验、动态模量试验和四点弯曲疲劳试验,根据试验结果提出了中国标准高模量沥青混合料HMAM-13路用性能建议标准。试验结果表明:中国标准下高模量沥青混合料沥青膜厚度最小值不宜小于8.4μm,推荐的沥青膜厚度为8.8~10.0μm;旋转压实试件和马歇尔试件空隙率在3%~6%之间;动稳定度建议不小于3500次/mm;15℃、10 Hz和45℃、10 Hz动态模量数值应分别不低于14000 MPa和1200 MPa;在温度为15℃±0.5℃、加载频率为10 Hz±0.1 Hz、控制应变为250με的试验条件下,高模量沥青混合料疲劳寿命不应小于106次。 展开更多

关键词 路面工程 高模量沥青混合料 路用性能

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基于GRNN神经网络的沥青路面裂缝预测方法 被引量：6

6

作者 柯文豪 陈华鑫 +1 位作者 雷宇 张涛 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期378-384,共7页

采用相关分析法对沥青路面裂缝的不同影响因素进行分析,采用广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN))建立沥青路面裂缝预测模型,选用50组高速公路路面实测数据对模型进行训练,选用6组实测数据对模型进行检验.结果表... 采用相关分析法对沥青路面裂缝的不同影响因素进行分析,采用广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN))建立沥青路面裂缝预测模型,选用50组高速公路路面实测数据对模型进行训练,选用6组实测数据对模型进行检验.结果表明,使用年限和累计轴载次数与裂缝高度正相关;沥青层厚度、半刚性结构层厚度和上面层沥青用量与裂缝呈中度负相关;下面层沥青用量与裂缝呈低度正相关;年最低气温与裂缝相关性极弱.预测值与实测值偏差较小,裂缝预测值与实测值最大偏差为12.71%,说明模型预测效果较好. 展开更多

关键词 道路工程 预测方法 裂缝 高速公路 沥青路面 广义回归神经网络

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潮湿状态下路面抗滑性能分析 被引量：6

7

作者 柯文豪 陈拴发 李祖仲 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期66-70,共5页

通过简化圣维南模型计算路面水膜厚度,并根据水力学理论,简化轮胎动水压力,得出潮湿状态下路面附着系数计算公式。应用有限元方法,分析轮胎在车辆荷载作用下下沉量,将其与经验公式对比,验证模型可行性。最后,建立有限元模型模拟轮胎与... 通过简化圣维南模型计算路面水膜厚度,并根据水力学理论,简化轮胎动水压力,得出潮湿状态下路面附着系数计算公式。应用有限元方法,分析轮胎在车辆荷载作用下下沉量,将其与经验公式对比,验证模型可行性。最后,建立有限元模型模拟轮胎与路面接触,分析在不完全滑水状态下轮胎荷载、行车速度、轮胎气压、水膜厚度对轮胎-路面接触面积及附着系数的影响,分析结果表明,随轮胎荷载增大,轮胎-路面接触面积变大,附着系数增大;随行车速度增大,附着系数在速度40～80km/h区间内下降较为平缓,在速度80km/h后,下降趋势较为急剧;随胎压增大,附着系数在胎压220～260kPa区间内下降较为剧烈,在胎压260kPa以后则变化较小;水膜厚度低时,附着系数随行车速度变化剧烈,而水膜厚度大时,则趋于平缓。 展开更多

关键词 道路工程 不完全滑水 有限元方法 附着系数

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改扩建工程拼接路面受力分析及拼接方式 被引量：6

8

作者 柯文豪 雷宇 王鹏翔 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期39-44,共6页

路面拼接是高速公路改扩建必须要面对的问题，其拼接方式对路面结构的应力应变分布及稳定性有重大影响。依托实体工程，应用ABAQUS有限元软件，根据搭接宽度不同，建立4个有限元模型，分析不同搭接宽度的路面力学响应，并在变化荷载位... 路面拼接是高速公路改扩建必须要面对的问题，其拼接方式对路面结构的应力应变分布及稳定性有重大影响。依托实体工程，应用ABAQUS有限元软件，根据搭接宽度不同，建立4个有限元模型，分析不同搭接宽度的路面力学响应，并在变化荷载位置情况下，分析沥青层的拉应力、剪应力变化。研究结果表明：路面层进行搭接后与不进行搭接相比，层间最大拉应力、剪应力显著减小；设搭接时，最大拉应力随搭接宽度的增大而略微增大，其应力分布随搭接宽度的增大变得越来越均匀；最大剪应力随搭接宽度的增大而逐渐减小，至120cm以后变化不大；拼接模型存在3个最不利荷载位置，分别在顶层接缝左侧、右侧0～50cm区域及第2道拼接缝左侧0～50cm区域。 展开更多

关键词 道路工程 路面拼接 三维有限元方法 力学响应

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考虑养生期水化热影响的高海拔地区水泥稳定碎石层温度分布研究

9

作者 王争军 胡军伟 +1 位作者 柯文豪 雷宇 《公路工程》 2024年第1期144-150,183,共8页

为了揭示高海拔地区水泥稳定碎石层养生期温度分布规律,采用有限元软件ABAQUS建立了基于水化热的水泥稳定碎石层养生期三维非稳态计算模型,分析了日最低气温、日温差、太阳辐射总量、风速、水泥稳定碎石厚度及水泥剂量等因素对水泥稳定... 为了揭示高海拔地区水泥稳定碎石层养生期温度分布规律,采用有限元软件ABAQUS建立了基于水化热的水泥稳定碎石层养生期三维非稳态计算模型,分析了日最低气温、日温差、太阳辐射总量、风速、水泥稳定碎石厚度及水泥剂量等因素对水泥稳定碎石层养生期温度场分布的影响及其敏感性。分析表明:随着日最低气温、日温差、日太阳辐射总量及水泥剂量的增大,水泥稳定碎石层表面及层中温度逐渐提高;随着风速的增大,水泥稳定碎石层表面及层中温度逐渐降低;水泥稳定碎石层表面最低温度的关键影响因素为风速,层中最低温度的关键影响因素为水泥稳定碎石厚度。 展开更多

关键词 ABAQUS 温度场 水化热 灰色关联度 水泥稳定碎石

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青藏高寒高海拔地区宽幅公路沥青路面力学响应 被引量：5

10

作者 柯文豪 陈华鑫 雷宇 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期34-43,共10页

为深入研究青藏高寒高海拔地区宽幅公路沥青路面力学响应,以指导该区域宽幅公路沥青路面结构设计、路基填挖形式及高度选择。将基于欧拉描述的大变形固结理论应用于冻土融化固结分析,研究融沉作用下路基高度、路面结构形式、宽度、厚度... 为深入研究青藏高寒高海拔地区宽幅公路沥青路面力学响应,以指导该区域宽幅公路沥青路面结构设计、路基填挖形式及高度选择。将基于欧拉描述的大变形固结理论应用于冻土融化固结分析,研究融沉作用下路基高度、路面结构形式、宽度、厚度及模量对宽幅公路沥青路面力学响应的影响规律,并基于多目标规划理念,提出以沥青层底拉应变及路表差异沉降量综合最小为目标的力学响应综合评价指标P,用以评价路面综合力学响应。结果表明:柔性基层沥青路面沥青层底拉应变随路表差异沉降量呈先增大后减小的变化规律,倒装式、半刚性及复合式基层沥青路面、半刚性底基层层底拉应力则随其呈线性增大趋势;融沉作用下,ATB-25层底横向拉应变小于不考虑冻土融沉作用时;年均气温为-3.5℃、-4.5℃时,半刚性底基层横向拉应力显著大于不考虑冻土融沉作用时;P均值随路面宽度增大而增大,且22.5m时增大最显著;填方路基P均值随填方高度增大先减小后增大,高度为1m时最大,2m时最小,此后逐渐增大;挖方路基P均值随挖方高度增大而增大,高度为1m时最小,2m时显著增大。从路面力学响应角度,建议多年冻土区宽幅公路应尽量减小路面宽度,不宜大于17.5m;路基填方高度不宜小于2m,挖方高度宜为1m以下;对于年均气温-3.5℃、-4.5℃地区,路面结构形式宜选取柔性基层沥青路面。 展开更多

关键词 道路工程 力学响应综合评价指标 大变形固结理论 宽幅公路 沥青路面

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深圳地区高速公路沥青路面养护行为触发条件分析 被引量：3

11

作者 雷宇 柯文豪 闫亚鹏 《公路》 北大核心 2017年第11期258-261,共4页

通过对深圳地区四条高速公路养护行为的调查,采用数理统计的方法开展了PCI、RQI、RDI、SRI及裂缝率等5个指标与路面养护行为是否发生的相关性分析,得到了上述各因素对沥青路面预防性养护、中修的影响程度排序。在此基础上,根据调查路段... 通过对深圳地区四条高速公路养护行为的调查,采用数理统计的方法开展了PCI、RQI、RDI、SRI及裂缝率等5个指标与路面养护行为是否发生的相关性分析,得到了上述各因素对沥青路面预防性养护、中修的影响程度排序。在此基础上,根据调查路段的数据和养护工程实施情况,通过对各影响因素的分析得到触发养护行为的关键因素和触发区间。研究表明:深圳地区高速公路沥青路面预防性养护行为的发生与裂缝率相关性最大,中修养护行为的发生与车辙病害相关性最大,触发路面预防性养护行为的关键因素是裂缝率和车辙深度,区间是(85m/km,200m/km)和(5.0mm,7.0mm),触发路面中修养护行为的关键因素是车辙深度和PCI,区间是(8 mm,10 mm)和(82,85)。 展开更多

关键词 道路工程 沥青路面 预防性养护 中修 触发条件

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高速公路全寿命周期建管养运一体化设计需求分析方法研究 被引量：2

12

作者 孙策 柯文豪 王争军 《公路》 北大核心 2021年第8期257-262,共6页

以高速公路建管养运一体化关键问题为研究对象,采用模糊统计法及聚类分析法,对其进行分类,并确定其建管养运一体化属性;采用波士顿矩阵构建设计需求等级,进而划分各专业各关键问题需求等级,明确各专业建管养运一体化属性优先级。研究提... 以高速公路建管养运一体化关键问题为研究对象,采用模糊统计法及聚类分析法,对其进行分类,并确定其建管养运一体化属性;采用波士顿矩阵构建设计需求等级,进而划分各专业各关键问题需求等级,明确各专业建管养运一体化属性优先级。研究提出技术耐久性、养护便利性、运营安全性和管理高效性等建管养运关键问题一体化4大属性;提出以管养运影响程度及建设难易程度为分析维度的高速公路建管养运一体化设计需求分级方法,将设计需求分为A、B、C、D等4个等级;路基专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利及运营安全;路面专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利;桥梁专业设计时需重点关注技术耐久,其次为运营安全及养护便利;隧道专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利和运营安全;沿线设施设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利。 展开更多

关键词 高速公路 全寿命周期 建管养运一体化 设计需求

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潮湿路面滑水现象及抗滑力模型 被引量：2

13

作者 柯文豪 《中外公路》 北大核心 2010年第1期82-86,共5页

滑水及抗滑力的衰减是潮湿条件下影响道路及机场跑道交通安全的两个重要因素。模拟潮湿路面抗滑力是一个相对复杂的问题。笔者采用理论研究方法,提出了一个分析计算模型,用来模拟车轮滑移速度增加时,潮湿路面的滑水现象及抗滑力的衰减... 滑水及抗滑力的衰减是潮湿条件下影响道路及机场跑道交通安全的两个重要因素。模拟潮湿路面抗滑力是一个相对复杂的问题。笔者采用理论研究方法,提出了一个分析计算模型,用来模拟车轮滑移速度增加时,潮湿路面的滑水现象及抗滑力的衰减情况。该理论公式及三维有限元模型的理论基础是固体力学及流体动力学。通过NASA滑水速度方程,对模型计算的滑水速度进行分析验证。 展开更多

关键词 流体动力学 三维有限元 流体-结构作用 抗滑力 滑水

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沥青路面不同结构层沥青选型优化方法研究

14

作者 闫亚鹏 柯文豪 +1 位作者 雷宇 张涛 《公路》 北大核心 2015年第10期34-39,共6页

为了解决沥青路面不同结构层沥青的选型优化问题,以西宁南绕城高速公路项目为例,考虑现行规范的相关要求,采用Abaqus10.0有限元分析软件进行温度场分析,并进行沥青的BBR试验和DSR试验的验证,同时以动稳定度指标试验进行优化,以此作为不... 为了解决沥青路面不同结构层沥青的选型优化问题,以西宁南绕城高速公路项目为例,考虑现行规范的相关要求,采用Abaqus10.0有限元分析软件进行温度场分析,并进行沥青的BBR试验和DSR试验的验证,同时以动稳定度指标试验进行优化,以此作为不同结构层沥青选型的优化方法。该选型优化方法不仅满足现行规范的要求,而且考虑了沥青混合料路用性能的特点,能更为合理地针对具体项目选择沥青路面不同结构层的沥青。 展开更多

关键词 沥青选型 温度场分析 BBR试验 DSR试验 动稳定度

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