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Predicting the International Roughness Index of JPCP and crcp Rigid Pavement:A Random Forest(RF)Model Hybridized with Modified Beetle Antennae Search(MBAS)for Higher Accuracy

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2024年第5期139卷 1557-1582页

作者： Zhou Ji Mengmeng Zhou Qiang Wang Jiandong Huang College of Civil and Environmental Engineering Hunan University of Science and EngineeringYongzhou425006China School of Mines China University of Mining and TechnologyXuzhou221116China School of Civil Engineering Guangzhou UniversityGuangzhou510006China

To improve the prediction accuracy of the International Roughness Index(IRI)of Jointed PlainConcrete Pavements(JPCP)and Continuously Reinforced Concrete Pavements(crcp),a machine learning approach is developed in this study for the modelling,combining an improved Beetle Antennae Search(MBAS)algorithm and Random Forest(RF)*** 10-fold cross-validation was applied to verify the reliability and accuracy of the model proposed in this *** importance scores of all input variables on the IRI of JPCP and crcp were analysed as *** results by the comparative analysis showed the prediction accuracy of the IRI of the newly developed MBAS and RF hybrid machine learning model(RF-MBAS)in this study is higher,indicated by the RMSE and R values of 0.2732 and 0.9476 for the JPCP as well as the RMSE and R values of 0.1863 and 0.9182 for the *** accuracy of this obtained result far exceeds that of the IRI prediction model used in the traditional Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide(MEPDG),indicating the great potential of this developed *** importance analysis showed that the IRI of JPCP and crcp was proportional to the corresponding input variables in this study,including the total joint faulting cumulated per KM(TFAULT),percent subgrade material passing the 0.075-mm Sieve(P_(200))and pavement surface area with flexible and rigid patching(all Severities)(PATCH)which scored higher.

关键词： Cement pavement JPCP crcp RF-MBAS IRI

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crcp板与沥青混凝土面层间粘结层材料试验研究

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公路交通科技 2005年第6期22卷 14-17页

作者：顾兴宇马翔倪富健东南大学交通学院江苏南京210096

crcp板与沥青混凝土面层组成的复合式路面要发挥良好的路用性能必须确保crcp板与沥青混凝土面层间具有良好的抗剪切能力。在考虑紧急制动的条件下,应用有限元方法分析粘结层位的最大剪应力分布图,确定两种不同路面结构形式的抗剪切强度... 详细信息

crcp板与沥青混凝土面层组成的复合式路面要发挥良好的路用性能必须确保crcp板与沥青混凝土面层间具有良好的抗剪切能力。在考虑紧急制动的条件下,应用有限元方法分析粘结层位的最大剪应力分布图,确定两种不同路面结构形式的抗剪切强度,然后在不同的温度条件下,对几种常用粘结层材料进行对比试验,分析其抗剪切能力、粘结力、渗水性以及高温稳定性,推荐一种性能最优的粘结层材料,总结一套粘结层方案选择及性能评价的试验方法。

关键词： crcp 粘结层抗剪强度性能评价

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crcp施工技术研究

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公路交通科技 2002年第5期19卷 55-58页

作者：曹东伟景彦平李成才胡长顺交通部公路科学研究所北京100088 许昌市公路管理局河南许昌461000 铜川市公路管理局陕西铜川727000 长安大学公路学院陕西西安710064

连续配筋混凝土路面 (crcp)具有优良的路用性能 ,但目前我国还未推广使用 ,本文介绍了 10 7国道许昌境内和 2 10国道铜川境内修筑不同结构的crcp试验路实体工程情况 ,研究了crcp的修筑技术 ,包括施工工艺流程 ,质量控制标准 ,钢筋的固... 详细信息

连续配筋混凝土路面 (crcp)具有优良的路用性能 ,但目前我国还未推广使用 ,本文介绍了 10 7国道许昌境内和 2 10国道铜川境内修筑不同结构的crcp试验路实体工程情况 ,研究了crcp的修筑技术 ,包括施工工艺流程 ,质量控制标准 ,钢筋的固定与安装 ,混凝土施工要点与温度控制措施、端部处理等。

关键词：施工技术连续配筋混凝土路面 crcp 路用性能公路工程

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基于人工神经网络方法的crcp板顶拉应力影响因素敏感性分析

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公路交通科技 2015年第5期32卷 43-48页

作者：陈亮亮田波权磊李新凯哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 云南省交通规划设计研究院陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室云南昆明650041 交通运输部公路科学研究院北京100088

为研究相对刚度半径、平均开裂间距、横向裂缝传荷能力及路肩传荷能力等因素,对配筋式连续水泥混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement,简称crcp)板顶产生的最大拉应力影响的敏感性,运用ISLAB2000有限元计算软件分别计... 详细信息

为研究相对刚度半径、平均开裂间距、横向裂缝传荷能力及路肩传荷能力等因素,对配筋式连续水泥混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement,简称crcp)板顶产生的最大拉应力影响的敏感性,运用ISLAB2000有限元计算软件分别计算了不同输入组合情况下的应力的值,并使用1 260次ISLAB2000的计算的结果培训了人工神经网络(Artificial Neural Network,简称ANN)用来预测荷载应力值。通过正交设计的方法分析了各因素对crcp板顶拉应力影响的敏感性。分析结果显示对表面拉应力的影响顺序依次为:路面板厚度,路肩传荷能力,横向裂缝传荷能力,开裂间距。通过绘制应力水平等高线云图进一步说明了路肩传荷能力对荷载产生的拉应力的影响比横向裂缝传荷能力更大。通过提高路肩位置的传荷能力,降低临界荷位应力水平,可减少crcp发生冲断的可能性。

关键词：道路工程 crcp 人工神经网络荷载应力敏感性分析

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基于平整度的crcp冲断区域维修标准研究

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公路交通科技 2015年第4期32卷 130-135页

作者：赵全满张洪亮高江平郭桂宏长安大学公路学院陕西西安710064

为了获得连续配筋混凝土路面冲断区域维修标准,本文首先建立冲断区域人-车-路耦合振动模型,然后利用传递矩阵法结合Matlab软件对振动方程进行求解,以获得乘客加速度随时间的变化和最大瞬态振动值(MTVV)。研究发现:一定条件下车辆经过冲... 详细信息

为了获得连续配筋混凝土路面冲断区域维修标准,本文首先建立冲断区域人-车-路耦合振动模型,然后利用传递矩阵法结合Matlab软件对振动方程进行求解,以获得乘客加速度随时间的变化和最大瞬态振动值(MTVV)。研究发现:一定条件下车辆经过冲断区域时,其在做振幅减小的简谐振动;当车辆进入冲断区域0.22 s时乘客加速度最大,其值为1.57 m/s2。最后,考虑行车舒适性以最大瞬态振动值作为行驶舒适性评价指标,提出冲断区域维修标准的确定方法和步骤,并给出了相应算例。

关键词：交通工程 crcp 传递矩阵法冲断振动模型最大瞬态振动值维修标准

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基于ANSYS的双层配筋crcp温度翘曲应力数值分析

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土木工程与管理学报 2019年第3期36卷 177-182,189页

作者：占逸吴瑞麟陈旭蒋德鑫胡文武武汉市政工程设计研究院有限责任公司湖北武汉430023 华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

本文以实测数据为基础,运用ANSYS有限元仿真软件,针对实际工程特定结构,分别从配筋和裂缝两个方面分析双层配筋crcp温度翘曲应力。研究结果表明:由于裂缝的影响,双层配筋crcp混凝土最大温度翘曲应力位于板中板宽方向,其值远小于屈服强度... 详细信息

本文以实测数据为基础,运用ANSYS有限元仿真软件,针对实际工程特定结构,分别从配筋和裂缝两个方面分析双层配筋crcp温度翘曲应力。研究结果表明:由于裂缝的影响,双层配筋crcp混凝土最大温度翘曲应力位于板中板宽方向,其值远小于屈服强度;随着配筋率的增加,双层配筋crcp混凝土温度翘曲应力在板长方向增大,板宽方向变化不大,板长影响显著;改变配筋方式,钢筋间距的影响较钢筋直径的影响大;单、双层配筋形式对混凝土翘曲应力的影响不大;裂缝的形成与双层配筋crcp混凝土温度翘曲应力关系密切;裂缝间距越大,混凝土翘曲应力越大;裂缝宽度越大,混凝土翘曲应力越小;通过NOLA计算法分析双层配筋crcp纵向钢筋温度应力,发现纵向钢筋主要承担温缩应力,温缩应力占90%以上,温度翘曲应力的影响很小,可以忽略。

关键词：道路工程 crcp 温度翘曲应力有限元仿真

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crcp局部脱空和无脱空横向裂缝处纵向钢筋受力分析

CRCP局部脱空和无脱空横向裂缝处纵向钢筋受力分析

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作者：谭新华湖南大学

学位级别：硕士

连续配筋混凝土路面（Continuously Reinforcement Concrete Pavement简称crcp）是指为了消除混凝土板纵向收缩引起的变形和各种病害而在沿路面纵向全程配置足够数量的钢筋，且不设接缝的一种路面。国内外大量的试验研究及工程实践证明... 详细信息

连续配筋混凝土路面（Continuously Reinforcement Concrete Pavement简称crcp）是指为了消除混凝土板纵向收缩引起的变形和各种病害而在沿路面纵向全程配置足够数量的钢筋，且不设接缝的一种路面。国内外大量的试验研究及工程实践证明，crcp是一种使用寿命长且经济的高等级路面。对crcp路面结构的应力响应进行全面分析，对促进其发展，完善crcp的设计和施工方法具有重要意义。本文在参考国内外相关文献和研究成果的基础上，以crcp路面结构为研究对象，首先在弹性多层体系理论基础上，运用ABAQUS软件建立了适当的三维有限元模型;钢筋采用T3D2模块，其他部分采用C3D8R的实体模型。其次通过有限元模型计算，针对crcp面层的弹性模量以及面层厚度、基层的弹性模量以及基层厚度，底基层的弹性模量以及底基层的厚度，土基的弹性模量，crcp的裂缝宽度，裂缝间距，钢筋直径等影响因素对crcp局部脱空和无脱空横向裂缝处纵向钢筋荷载应力进行了分析和研究，得出了各影响因素的影响规律。然后建立crcp路面的温度场有限元模型，针对crcp面层的弹性模量以及面层厚度、基层的弹性模量以及基层厚度，底基层的弹性模量以及底基层的厚度，土基的弹性模量，crcp的裂缝宽度，裂缝间距，钢筋直径等影响因素对crcp局部脱空和无脱空横向裂缝处纵向钢筋温度应力进行了分析和研究，得出了各影响因素的影响规律。最后对crcp纵向钢筋疲劳断裂进行了简单分析和简单介绍了crcp局部脱空的处理方法。

关键词： crcp ABAQUS 有限元局部脱空荷载应力温度翘曲应力

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大坍落度混凝土crcp早期开裂风险数值模拟分析

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武汉理工大学学报:交通科学与工程版 2023年第5期47卷 915-921页

作者：程小亮余时清秦苗李盛孙煜中冶南方城市建设工程技术有限公司武汉430063 长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室长沙410114

采用ABAQUS进行低温季节和不同环境相对湿度条件下的温湿场与应力场分析,判断crcp结构的早期开裂风险,研究了配筋参数对crcp路面裂缝扩展的影响.结果表明:在养护的前13 h内crcp结构整体温度不断升高,路面板温度的振荡周期与环境温度变... 详细信息

采用ABAQUS进行低温季节和不同环境相对湿度条件下的温湿场与应力场分析,判断crcp结构的早期开裂风险,研究了配筋参数对crcp路面裂缝扩展的影响.结果表明:在养护的前13 h内crcp结构整体温度不断升高,路面板温度的振荡周期与环境温度变化周期一致.随着龄期的增长,路面由单一放热状态变为随环境温度变化的周期性放热、吸热交替作用,各深度处温度峰值逐渐减小且趋于稳定.在两种环境湿度条件下,养护前期路面结构各深度均处于较高湿度状态并随着龄期的增长湿度逐渐减小,路面结构对环境湿度的敏感程度随着路面深度的增加依次降低.环境湿度过小对路面受力有不利影响,crcp产生最大拉应力的不利位置为路表中部.根据开裂风险曲线分析数据,在温度应力和湿度应力的综合作用下,整个养护期间crcp结构均具有一定的开裂风险,其中26 h龄期左右开裂风险较大.在温度应力作用下,配筋率、纵筋的弹性模量、钢筋与混凝土的黏结强度等因素影响混凝土板端部的变形与混凝土最大拉应力,并进一步影响混凝土裂缝的扩展.

关键词： crcp 大坍落度混凝土温度场湿度场早期开裂

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考虑地基—混凝土非线性相互作用关系的crcp端部锚固力计算方法

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长安大学学报（自然科学版） 2002年第2期22卷 1-5页

作者：曹东伟胡长顺长安大学公路学院陕西西安710064

在分析温度荷载作用下连续配筋混凝土路面 ( crcp)端部变形与受力特点的基础上 ,根据地基与混凝土接触面剪切变形非线性相互作用关系 ,求得端部力学计算的解析解 ,分析了不同条件下端部 crcp温度应力及其变形 ,并与线性模型的计算结果... 详细信息

在分析温度荷载作用下连续配筋混凝土路面 ( crcp)端部变形与受力特点的基础上 ,根据地基与混凝土接触面剪切变形非线性相互作用关系 ,求得端部力学计算的解析解 ,分析了不同条件下端部 crcp温度应力及其变形 ,并与线性模型的计算结果进行了对比 ,结果表明非线性模型的计算结果更加符合实际。通过分析设计参数变化对计算结果的影响 ,提出了端部锚固力实用计算方法。

关键词：连续配筋混凝土路面地基-混凝土计算方法端部锚固力 crcp 非线性相互作用

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车辆荷载、温度梯度和湿度梯度综合作用下crcp结构应力分析

车辆荷载、温度梯度和湿度梯度综合作用下CRCP结构应力分析

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作者：宋柳长安大学

学位级别：硕士

连续配筋混凝土路面(crcp)完全不设胀缝及缩缝(施工缝及构造需要的胀缝除外),大大提高了路面的平整度及整体强度和汽车行驶的平稳性,同时降低了养护费用,使用寿命长,因此具有很大的发展前景,但由于人们对裂缝认识的偏见和投资费用较高... 详细信息

连续配筋混凝土路面(crcp)完全不设胀缝及缩缝(施工缝及构造需要的胀缝除外),大大提高了路面的平整度及整体强度和汽车行驶的平稳性,同时降低了养护费用,使用寿命长,因此具有很大的发展前景,但由于人们对裂缝认识的偏见和投资费用较高而发展缓慢。目前国外研究了大量模型但存在局限性,不符合中国国情,因此需要针对目前研究存在的不足,对crcp的力学模型展开深入、系统的研究,建立比较完善的力学模型,这具有重要的理论价值和现实意义。本文参考大量国内外crcp模型,借鉴国内外温度梯度和湿度梯度研究方法,考虑温度沿板厚的变化情况和板面翘曲影响,提出了将非线性温度分布转化为线性温度分布、将湿度梯度转化为温度梯度等的计算方法。在此基础上,考虑裂缝间的传荷能力、沥青夹层和路肩的影响,通过ABAQUS有限元仿真软件,引入弹簧单元模拟裂缝间传荷能力,并介绍了弹簧刚度与传荷能力的换算方法。提出钢筋等效和厚度等效概念和方法,并对其进行可靠性论证,得出等效公式,大大简化了计算模型;通过几何尺寸、单元选取、边界条件、荷载条件等计算参数论述仿真模型,得出各重要参数对计算结果的影响规律。考虑裂缝间传荷系数、裂缝间距、温度梯度和板厚的变化,给出了车辆荷载、温度梯度作用下crcp应力分析诺谟图,并给出了查询诺谟图设计案例。分析了冲断产生的机理,研究了冲断预测程序,其中考虑传荷系数损失、混凝土的疲劳损伤等的影响,给出了基于横向裂缝非均匀分布的冲断预估方法。分析了试验路情况和crcp施工技术,研究了应变和弯沉测试方法,并根据试验路的现实条件和测试结果建立力学模型,最终实现了将测试结果运用到力学模型,更实际的反映路面的真实情况。

关键词： crcp 车辆荷载温度梯度湿度梯度结构应力 ABAQUS有限元冲断

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