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城市路面性能分布空间异质性解析及差异化养护分区研究

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中国公路学报 2024年

作者：高倩杜豫川刘成龙李亦舜吴荻非李峰同济大学道路与交通工程教育部重点实验室北京航空航天大学交通科学与工程学院

受土地利用、道路养护等因素影响，城市中路面性能的分布呈现出显著的空间异质性。了解城市路面性能空间分布的差异及其成因，对于养护资源配置和养护计划制定具有重要意义。区别于已有研究主要关注气候等自然因素对路面性能衰变的影响... 详细信息

受土地利用、道路养护等因素影响，城市中路面性能的分布呈现出显著的空间异质性。了解城市路面性能空间分布的差异及其成因，对于养护资源配置和养护计划制定具有重要意义。区别于已有研究主要关注气候等自然因素对路面性能衰变的影响，本研究着重探究人类活动作用下，城市路面性能分布空间异质性的影响因素和特点，并进一步划分差异化的日常养护分区。基于每周更新的细粒度路面性能数据，本研究利用地理探测器模型，识别出影响路面性能分布的关键因素及其交互作用；进而根据识别的显著因素，采用两阶段聚类方法分析，划分出具有不同空间分布特点的四类路段以及相应的养护分区。结果表明，人为因素如养护次数和交通设施，对路面性能分布的空间异质性有显著影响，各因素之间的交互作用能够大幅增强其对路面性能空间分布的解释性。根据显著影响因素的路段划分结果较好地表征了各路段的空间分布特点，以及其造成的不同养护需求，支持差异化养护分区的划分。研究结论可为制定数据驱动的科学养护决策提供支持，帮助优化有限的养护资源配置，提高养护效率和有效性。

关键词：道路工程空间异质性地理探测器差异化养护分区城市路面性能细粒度数据

RAP精细分离效果评价及其再生沥青混合料性能研究

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石油沥青 2024年第1期38卷 26-32页

作者：王杰王鹏刘黎萍同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 交通运输部公路科学研究所道路研究中心北京100088

采用精细分离技术对沥青混合料回收料(RAP)进行处理,可减小RAP的变异性,提高再生沥青混合料的路用性能。通过对不同工艺处理的精细分离RAP试验,分析了精细分离RAP的矿料级配、沥青含量变化规律及变异性。采用精细分离RAP制备再生沥青混... 详细信息

采用精细分离技术对沥青混合料回收料(RAP)进行处理,可减小RAP的变异性,提高再生沥青混合料的路用性能。通过对不同工艺处理的精细分离RAP试验,分析了精细分离RAP的矿料级配、沥青含量变化规律及变异性。采用精细分离RAP制备再生沥青混合料,研究分析了精细分离工艺对再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明:未经过精细分离的RAP,矿料级配、沥青含量变异性较大;精细分离后的RAP,矿料级配、沥青含量的变异性明显减小,提升了RAP的稳定性;精细分离工艺有利于提升再生沥青混合料的路用性能,尤其是动稳定性和最大弯拉应变;精细分离有利于提高RAP在再生沥青混合料中的掺量,保证再生沥青混合料的质量,提升RAP在沥青路面中再生利用水平。

关键词：道路工程沥青混合料回收料精细分离再生沥青混合料

塑性水泥混凝土薄层路面铺砌层的初步研究报告

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同济大学学报 1959年第1期 1-12页

作者： Научныǔ кружок nо uссле оаню орожных o оеж каалноо а,Каф. оро. 同济大学道路研究室高级路面科研小组

塑性水泥混凝土薄层路面铺砌层是使用一种新型的道路建筑材料——塑性水泥混凝土所构成的高级道路铺砌层。这种经过处理化处理的水泥混凝土,它具有足够的力学强度(形变摸量E),同时又具有较大容许变形(相对形变λ)。所以,使用这种特殊材... 详细信息

塑性水泥混凝土薄层路面铺砌层是使用一种新型的道路建筑材料——塑性水泥混凝土所构成的高级道路铺砌层。这种经过处理化处理的水泥混凝土,它具有足够的力学强度(形变摸量E),同时又具有较大容许变形(相对形变λ)。所以,使用这种特殊材料修筑的道路铺砌层其厚度仅达2.5公分,这样大大地节约了价昂的水泥和沥青等胶结材,因而很大程度地降低道路建筑造价。塑性水泥混凝土薄层路面可作为公路与城市道路的高级铺砌层以及机场道面。

关键词：混凝土初步研究混合料无机非金属材料配合料烧结料塑性水泥水泥石水灰比棍凝土水泥浆薄层地层

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考虑低光照场景的自适应路面病害检测模型

中国公路学报 2023年第12期36卷 289-303页

作者：钟山蒋盛川杜豫川刘成龙吴荻非同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 上海理工大学交通系统工程系上海200093

为提升低光照环境下路面病害识别模型的精确度与鲁棒性,提出了一种考虑低光照场景的自适应路面病害检测模型。将采集的数据按照亮度分成低光照图像和正常光照图像2类,随后对低光照图像进行自适应增强,并接入路面病害检测流程。为解决现... 详细信息

为提升低光照环境下路面病害识别模型的精确度与鲁棒性,提出了一种考虑低光照场景的自适应路面病害检测模型。将采集的数据按照亮度分成低光照图像和正常光照图像2类,随后对低光照图像进行自适应增强,并接入路面病害检测流程。为解决现有光照增强图像失真的问题,在Zero-DCE++基准模型上引入光照约束网络,提出了光照增强模块Zero-DCE-Retinex。在此基础上,以提升路面病害检测精度为核心需求,提出了以病害识别模型为驱动的光照增强模块训练策略。具体的,在训练过程中,将病害识别模型嵌入光照增强模块,并通过损失函数来引导光照增强模块的训练。试验结果表明:当使用所提模型对低光照图像进行增强后,再经过YOLOv7模型进行检测,比直接输入低光照图像的方式,AP指标提升了7.04%,F1-score指标提升了11.22%;图像质量亦得到进一步改善,表现在图像信息熵、标准差和平均梯度的提升分别为0.62、13.24和21.61。与同类无监督光照模型相比,所提模型在目标检测任务的AP和F1-score提升方面显著优于其他模型,同时有效避免了增强结果出现色彩失真和过度曝光等问题。因此,提出的模型可广泛适用于复杂道路光照场景,拓展了现有病害检测模型的应用环境,具有重要的工程应用价值。

关键词：路面工程路面病害检测深度学习路面病害低光照场景

沥青混合料动态压-拉双模量及其在路面响应分析中的应用

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土木工程学报 2022年第3期55卷 105-116,128页

作者：程怀磊孙立军郑健龙钱国平刘黎萍杨瑞康同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410114

沥青混合料层模量是沥青路面响应分析的必备参数,其数值的准确性关乎路面设计结果的可靠性。受骨料嵌挤作用的影响,沥青混合料在承受压应力与拉应力时模量表现不同。文章旨在从双模量的角度分析沥青混合料的动态压-拉模量特征,并将压-... 详细信息

沥青混合料层模量是沥青路面响应分析的必备参数,其数值的准确性关乎路面设计结果的可靠性。受骨料嵌挤作用的影响,沥青混合料在承受压应力与拉应力时模量表现不同。文章旨在从双模量的角度分析沥青混合料的动态压-拉模量特征,并将压-拉双模量用于路面响应预测,探讨双模量体系下的路面响应特点。首先,基于双模量框架下的有限元模型,建立间接拉伸试验中沥青混合料压-拉双模量、泊松比的计算方法;其次,以一种密级配混合料(AC-13)为例,分析沥青混合料在不同温度与加载频率下动态压-拉双模量、压-拉泊松比与单模量、单泊松之间的差异性;最后,将所确定的压-拉模量及泊松比用于路面沥青层力学响应预测,并与现有的单模量体系下的预测结果进行对比,分析单、双模量两类体系下路面力学响应的特点及其联系。研究表明,AC-13混合料压模量主曲线在全频域内均明显高于拉模量主曲线;单模量体系计算的模量主曲线更接近于压模量主曲线,且所计算的泊松比在中高温时失效;混合料压-拉模量比值分布在1.6~4.0,随温度升高而升高。与双模量体系下路面响应计算结果相比,现有单模量体系模型低估了柔性路面沥青层应变响应及柔性/半刚性路面沥青层的最大剪应力响应,而弯沉响应计算结果具有较好的一致性。研究成果可为考虑材料压、拉模量差异性的路面设计提供参考。

关键词：沥青混合料压-拉双模量间接拉伸力学响应动态模量有限元

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冷拌热处理煤沥青土

同济大学学报 1959年第2期 33-42页

作者： Научно-Исслебобамелъскuu кружок ассфалъmо-ъруна nрu кафебре Доро 同济大学道路研究室沥青土科研小组

冷拌热处理煤沥青土是低稠度煤沥青与土,在常温状态拌和后,经180℃温度6—10小时热处理后而得到一种技术品质完全新颖的建筑材料。它的力学强度与抗水性较之一般冷拌或热拌沥青土均佳,惟抗磨性与塑性尚待进一步研究。冷拌热处理煤沥青... 详细信息

冷拌热处理煤沥青土是低稠度煤沥青与土,在常温状态拌和后,经180℃温度6—10小时热处理后而得到一种技术品质完全新颖的建筑材料。它的力学强度与抗水性较之一般冷拌或热拌沥青土均佳,惟抗磨性与塑性尚待进一步研究。冷拌热处理煤沥青土可制成予制块以铺砌道路路面,或用以砌筑化学耐蚀工厂地坪、水池、管道等。

关键词：水稳定性煤沥青煤焦油沥青予制力学强度强度(力学) 热拌沥青含水量含水率道路路面土粒形变模量技术品质塑性范性力学性能稠度建筑材料

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浅覆土路基构筑物结合部力学响应与设计方法

同济大学学报（自然科学版） 2013年第1期41卷 83-88,147页

作者：凌建明王硕钱劲松同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

通过有限元分析,揭示了浅覆土路基构筑物结合部"不协调变形"特征;在力学响应分析结果的基础上,进一步分析了浅覆土路基构筑物结合部路面结构破坏模式与设计状态,并提出了控制结合部不协调变形的指标与标准.从设计状态、设计指标、设计... 详细信息

通过有限元分析,揭示了浅覆土路基构筑物结合部"不协调变形"特征;在力学响应分析结果的基础上,进一步分析了浅覆土路基构筑物结合部路面结构破坏模式与设计状态,并提出了控制结合部不协调变形的指标与标准.从设计状态、设计指标、设计标准、设计流程和设计步骤等方面,系统建立了基于不协调变形控制的浅覆土路基构筑物结合部设计方法,为今后相关工程提供了设计依据、设计思路、技术支持与决策依据.

关键词：浅覆土路基结合部设计方法不协调变形变坡率差异沉降

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气态水在沥青混合料中的扩散特性和影响因素

同济大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 1321-1330页

作者：李辉杨炳葛乃玲张恒基谢宁张毅同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 苏州思萃融合基建技术研究所有限公司江苏苏州215131 山西黄河前沿新材料研究院有限公司山西太原030000 上海公路桥梁(集团)有限公司上海绿色路面材料工程技术研究中心上海200433

为了探究水汽在沥青混合料中的扩散规律及影响因素,设计了穿透型水汽扩散试验装置,制备了7%、17%和24%这3种空隙率的沥青混合料试件,分别在25℃、30℃和40℃下进行水汽扩散试验。研究发现水汽在沥青混合料中的扩散速率随着温度的增大而... 详细信息

为了探究水汽在沥青混合料中的扩散规律及影响因素,设计了穿透型水汽扩散试验装置,制备了7%、17%和24%这3种空隙率的沥青混合料试件,分别在25℃、30℃和40℃下进行水汽扩散试验。研究发现水汽在沥青混合料中的扩散速率随着温度的增大而增大,在较低温度下(25℃和30℃),空隙率对沥青混合料的水汽扩散速率起主导作用,在较高温度下(40℃),温度对水汽扩散速率起主导作用,2种多孔沥青混合料的水汽扩散通量和扩散系数明显高于密级配沥青混合料;水汽在沥青混合料中的积聚量随空隙率的增大而增大,随温度的增大而减小。结果表明温度和空隙率均对水汽扩散有显著性影响,且温度越高,空隙率影响越显著;空隙率越大,温度影响越显著。

关键词：沥青路面水汽扩散空隙率温度扩散系数

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基于有限元界面模型的路面拼接粘结行为分析

同济大学学报（自然科学版） 2010年第2期38卷 214-217页

作者：马晓晖李立寒同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

建立新老路面拼接结构的三维有限元模型,引入界面单元模拟拼接部位界面粘结剂的特征,根据界面单元内应力及张开位移,得出了拼接粘结界面剂的特性参数与临界粘结强度的关系曲线,求出了在对称荷载作用下拼接结构界面剂的粘结强度临界值,... 详细信息

建立新老路面拼接结构的三维有限元模型,引入界面单元模拟拼接部位界面粘结剂的特征,根据界面单元内应力及张开位移,得出了拼接粘结界面剂的特性参数与临界粘结强度的关系曲线,求出了在对称荷载作用下拼接结构界面剂的粘结强度临界值,粘结界面破坏时的最大张开位移越大,则在拼接结构中要求的临界粘结强度越小.

关键词：道路工程新老路面拼接界面界面粘结剂粘结强度界面剥离模型