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基于组合模型的沥青路面车辙预测

北京工业大学学报 2016年第8期42卷 1208-1214页

作者：张琛汪海年王宠惠长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室西安710064

为了对沥青路面车辙进行预测研究,结合陕西某高速公路沥青路面的车辙病害现状,以美国AASHTO新力学经验法中的Pavement-ME预测模型(PME模型)和灰色预测理论为基础,对PME预测模型的参数进行了本地化处理,提出了考虑数据时效的动态灰色预... 详细信息

为了对沥青路面车辙进行预测研究,结合陕西某高速公路沥青路面的车辙病害现状,以美国AASHTO新力学经验法中的Pavement-ME预测模型(PME模型)和灰色预测理论为基础,对PME预测模型的参数进行了本地化处理,提出了考虑数据时效的动态灰色预测模型DGM(1,1),并采用数理统计方法对车辙的发育趋势进行基于组合模型的预测研究.研究结果表明:PME模型和DGM灰色模型的拟合精度分别为0.963和0.941,可以作为组合模型的子模型;DGM-PME组合模型的预测精度要高于单一子模型的预测精度,其中采用误差平方和倒数法定权得到的组合模型的预测精度相对最高,其子模型权重分配为L12=0.601和L22=0.399,预测精度最高为0.004 5;DGM-PME组合模型在个别时期的预测效果不如单一子模型,属于正常的误差现象;用DGM-PME组合模型来替代单一子模型进行沥青路面车辙的预测研究是可行的,本文所建立的组合模型适用于项目级沥青路面的车辙发育趋势预测.

关键词：沥青路面车辙预测 Pavement-ME 灰色预测理论组合模型

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基于动稳定度的沥青路面车辙预测模型研究

公路交通科技 2016年第8期33卷 12-17页

作者：丁立亚北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082

为了建立起动稳定度DS与沥青路面车辙深度之间的定量关系,进行了不同试验温度下的室内单层和双层车辙试验,并根据动稳定度的测试原理建立了基于室内动稳定度试验结果 DS值的沥青路面车辙深度的预测模型,最后通过试验路观测数据进行了模... 详细信息

为了建立起动稳定度DS与沥青路面车辙深度之间的定量关系,进行了不同试验温度下的室内单层和双层车辙试验,并根据动稳定度的测试原理建立了基于室内动稳定度试验结果 DS值的沥青路面车辙深度的预测模型,最后通过试验路观测数据进行了模型的标定和验证,模型中考虑了路面所在地区的温度、路面交通量、基层类型等因素的影响。研究结果表明:利用室内沥青混合料动稳定度DS及其他相关参数预测实际路面的流动型车辙具有可行性;车辙预测模型具有较好的精度和可靠性,车辙深度实测值和预测值的最大误差值不超过3 mm,具有一定的应用价值。

关键词：道路工程沥青路面车辙试验车辙预测动稳定度预测模型

基于时间序列法的高速公路沥青路面车辙预测模型研究

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中外公路 2009年第2期29卷 102-104页

作者：曾江洪湖南省高速公路管理局湖南长沙410001

由于影响车辙的因素较多而且较复杂,常规的数学方法建立的车辙预测模型难以准确预测路面车辙的发展趋势。该文依据湖南潭邵高速公路沥青路面车辙深度历年数据,利用时间序列法建立了能考虑不同数量滞后值的时间序列路面车辙深度预测模型... 详细信息

由于影响车辙的因素较多而且较复杂,常规的数学方法建立的车辙预测模型难以准确预测路面车辙的发展趋势。该文依据湖南潭邵高速公路沥青路面车辙深度历年数据,利用时间序列法建立了能考虑不同数量滞后值的时间序列路面车辙深度预测模型,并对预测模型的修正性进行了分析。模型预测值与实测值对比表明,时间序列法具有较高的预测精度,且其易修正性是其他预测方法所不具备的。

关键词：沥青路面时间序列车辙预测

基于动稳定度的沥青路面车辙预测与耐久性设计方法研究

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基于动稳定度的沥青路面车辙预测与耐久性设计方法研究

作者：丁立亚北京工业大学

学位级别：硕士

车辙是沥青路面典型和常见的病害类型,不仅降低行车操作稳定性和舒适性,而且危害行车安全。因此,对车辙深度进行准确的预测,并且在路面结构设计和路面养护维修时考虑车辙病害的影响,具有重要的意义。根据动稳定度的测试原理建立了基于... 详细信息

车辙是沥青路面典型和常见的病害类型,不仅降低行车操作稳定性和舒适性,而且危害行车安全。因此,对车辙深度进行准确的预测,并且在路面结构设计和路面养护维修时考虑车辙病害的影响,具有重要的意义。根据动稳定度的测试原理建立了基于室内动稳定度试验结果DS的沥青路面车辙的预测模型,将国内外沥青混合料高温稳定性室内最常用的评价指标-动稳定度DS与沥青路面车辙之间建立了定量关系,进行了不同试验温度下的室内单层和双层车辙试验,最后通过试验路观测数据和ABAQUS有限元模拟进行了模型的标定和验证,模型中考虑了路面所在地区的温度、路面交通量、基层类型等因素的影响。在此基础上,根据路面设计方案相对应的每年产生的车辙深度和当地最大容许车辙深度,进行沥青路面耐久性设计方法研究,其流程为车辙预测流程的逆向过程。通过该耐久性设计方法,可初步实现根据沥青路面的设计方案预估其使用寿命,并建立两者之间定量的关系。同时,为简化车辙预测和耐久性设计计算,开发了沥青路面车辙预测软件。研究结果表明:利用室内沥青混合料动稳定度DS及其他相关参数可预测实际路面的流动型车辙具有可行性,通过车辙预测模型也有助于实现路面材料和结构的抗车辙耐久性设计,且车辙预测模型具有较好的精度和可靠性,车辙实测值和预测值的最大误差值不超过3mm,具有一定的应用价值。

关键词：沥青路面动稳定度车辙预测耐久性计算机模拟

运用FWD弯沉量预测沥青混凝土路面车辙深度的方法

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公路 2004年第2期49卷 69-73页

作者：王昌衡陈子金湖南大学土木工程学院长沙市410082

介绍了一种以 FWD为试验手段 ,以 VESYS永久变形模型为车辙模型 ,结合沥青混凝土路面反应模型和车辙性能模型的关系 ,在考虑交通状况和温度气候季节性影响的情况下 ,预测沥青混凝土路面车辙深度的方法。并将该方法应用于工程实例 ,与实... 详细信息

介绍了一种以 FWD为试验手段 ,以 VESYS永久变形模型为车辙模型 ,结合沥青混凝土路面反应模型和车辙性能模型的关系 ,在考虑交通状况和温度气候季节性影响的情况下 ,预测沥青混凝土路面车辙深度的方法。并将该方法应用于工程实例 ,与实际车辙调查进行对比分析。

关键词：沥青混凝土路面车辙深度 FWD测量 VESYS永久变形模型交通状况车辙预测

基于率相关热弹黏塑性本构模型的沥青混合料车辙预估

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基于率相关热弹黏塑性本构模型的沥青混合料车辙预估

作者：欧阳睿湘潭大学

学位级别：硕士

随着我国高速公路事业的飞速发展,一些初期修建的沥青路面由于车辙病害等多种路面病害的影响已逐渐进入到需要被维修养护的阶段。沥青路面的车辙作为我国高速公路沥青路面的主要病害之一,极大地影响着公路行车安全和驾驶舒适性,严重时... 详细信息

随着我国高速公路事业的飞速发展,一些初期修建的沥青路面由于车辙病害等多种路面病害的影响已逐渐进入到需要被维修养护的阶段。沥青路面的车辙作为我国高速公路沥青路面的主要病害之一,极大地影响着公路行车安全和驾驶舒适性,严重时还可造成重大交通事故。通过对车辙病害的预测有助于建立预防性维护计划和设计修复策略,延缓车辙病害的发生或者及时修补沥青路面。因此,本文基于率相关热-弹黏塑性本构模型来预测沥青路面车辙变形,本文的主要工作和研究结论如下:(1)通过马歇尔试验及各项配合比设计确定了 AC-16C型沥青混合料最佳油石比为4.36%。以最佳油石比沥青混合料开展试验温度分别为35℃、45℃和60℃下加载速率2mm/min和试验温度35℃下加载速率分别为0.6mm/min、3mm/min和6mm/min的无侧限单轴压缩试验。试验结果表明:AC-16C型沥青混合料具有显著的率敏性和温度敏感性。(2)针对AC-16C型沥青混合料率敏性、温度敏感性和应变软化特征,采用基于下负荷面的弹黏塑性本构模型,并用率敏性试验结果标定弹黏塑性本构模型的粘度系数c0和过应力参数m'。同时考虑将温度因素纳入本构模型中,通过把该本构模型中与温度相关的模型参数弹性核σ'mi(T)、过应力参数m'(T)、最大平均有效应力历史σ'm0(T)、回弹指数κ(T)和子程序UMAT与主程序ABAQUS共用的变量TEMP关联,从而使这4个本构模型参数能随着有限元软件ABAQUS建立的沥青路面连续变温温度场协同变化,进而能够模拟实际沥青路面处于昼夜交替环境的耦合热应力分析。(3)开展应力水平分别为300kPa、400kPa和500kPa的蠕变试验,并通过弹黏塑性本构模型和ABAQUS建立单元模型模拟蠕变试验。结果表明:模拟曲线与试验曲线基本相同,沥青混合料率敏性和蠕变存在着时效对应关系,该本构模型能通过短期率敏性试验预测长期蠕变变形。进行试验温度分别为35℃、45℃和60℃下的室内车辙试验,该试验在第60分钟的车辙变形量分别为1.16mm、1.53mm和3.51mm。有限元模拟结果分别为1.01mm、1.52mm和3.47mm,模拟结果和试验数据误差较小,证明了本构模型的可靠性。(4)通过ABAQUS建立连续变温温度场下沥青路面车辙预估模型,考虑温度、车速和轴次的影响,与沪宁高速公路改扩建工程环道试验监测数据进行对比。结果表明:两者车辙深度曲线变化趋势基本一致,在标准轴载作用50万次后实测车辙深度为19.30mm,有限元模拟结果为19.96mm,热-弹黏塑性本构模型能有效预测沥青路面处于温度梯度和不同轴载次数作用下的车辙变形。

关键词：率敏性试验连续变温温度场热-弹黏塑性本构模型热力耦合车辙预测

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轮载压力与温度场变化对路面力学性能的影响

轮载压力与温度场变化对路面力学性能的影响

作者：厉淡宁华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国交通运输产业的快速发展,我国已形成一套完善的沥青路面设计理论体系与方法。但为了追求规范的适用性,对许多设计参数如轮载以及路面结构当量温度都进行了统一与简化。其中将轮载简化为圆形竖向均布荷载,忽略了轮载在不同路段... 详细信息

随着我国交通运输产业的快速发展,我国已形成一套完善的沥青路面设计理论体系与方法。但为了追求规范的适用性,对许多设计参数如轮载以及路面结构当量温度都进行了统一与简化。其中将轮载简化为圆形竖向均布荷载,忽略了轮载在不同路段上的变化,并且忽略了轮胎-路面间接触应力不均匀分布带来的影响。另一方面,对不同地区的路面结构当量温度进行了统一取值,忽略了不同路面结构形式下的路面温度场出现差异的可能性。基于这两个角度,本文从实际出发,借助数值模拟软件对轮载以及温度场的差异性在路面结构设计中产生的影响展开研究,为路面结构的精准设计提供有效的理论与指导依据。利用卡车仿真软件,建立了二级公路与常见双轴卡车的数值模型,对卡车在弯道、纵坡以及制动状态下的轮载变化规律展开分析。探讨了轮载大小与道路线形参数和卡车动力因素之间的关系。结果发现相同轴载的卡车在特殊路段上轮载会明显增大。在获得不同路段的特殊轮载组合后,建立了三维有限元路面结构模型,对轮载均匀以及非均匀分布下的路面响应以及结构寿命预测进行对比,以讨论圣维南原理在路面结构设计中的有效性。经计算,发现轮载应力的分布方式对沥青混合料层部分的力学响应与结构寿命影响较大,而对无机结合料基层底部与土基顶部的力学计算几乎不存在影响。根据珠江黄埔大桥路面结构实测温度场数据,利用有限元路面温度场计算模型对该项目中所采用的一种大孔隙排水磨耗层(UHPP)的传热系数进行了反算,然后对铺设该类型具有阻热效应的磨耗层与铺设普通密集配磨耗层下的路面结构温度场进行对比。结果证明加铺该类型磨耗层可改善路面结构温度场。然后,建立三维路面结构车辙计算模型,根据实际道路线形对珠江黄埔大桥进行不同路段上的轮载大小划分,导入不同路面结构形式下的温度场,对沥青路面在不同路段与不同路面结构形式下的车辙进行对比。结果发现,不同路段下的路面结构车辙存在较大区别,且改善路面结构温度场的方法可有效减少路面结构车辙深度。

关键词：沥青路面设计轮载变化路面结构响应温度场道路线形车辙预测

利用RLWT对沥青路面车辙现象的整体性评价及展望

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利用RLWT对沥青路面车辙现象的整体性评价及展望