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超大粒径沥青混合料的黏弹特性及温度影响

建筑材料学报 2024年第4期27卷 327-331,342页

作者：蒋应军易勇田甜张宇范江涛长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 长安大学公路学院陕西西安710064

为精准表征超大粒径沥青混合料(LSAM-50)柔性基层路面的动态黏弹力学响应,对LSAM-50进行动态模量试验,分析了温度对LSAM-50黏弹参数的影响,构建了基于广义对数Sigmoidal模型的黏弹参数主曲线以及基于广义Maxwell模型的黏弹性本构关系.... 详细信息

为精准表征超大粒径沥青混合料(LSAM-50)柔性基层路面的动态黏弹力学响应,对LSAM-50进行动态模量试验,分析了温度对LSAM-50黏弹参数的影响,构建了基于广义对数Sigmoidal模型的黏弹参数主曲线以及基于广义Maxwell模型的黏弹性本构关系.结果表明:温度对LSAM-50黏弹参数的影响显著,温度升高后LSAM-50模量的变化由集料嵌挤力主导,动态模量与存储模量随着温度的升高逐渐降低后趋于稳定;由于LSAM-50具有更大的粒径和集料嵌挤力,其高温抗变形能力比AC-20和AC-13更强;可用广义Maxwell模型构建LSAM-50的黏弹本构关系,其相关性不低于0.99.

关键词：超大粒径沥青混合料动态模量主曲线线黏弹性

基于原子力显微技术的热再生混合料中新旧沥青融合程度量化指标和方法

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中国公路学报 2024年第2期37卷 168-182页

作者：李明宸刘黎萍邢成炜黄威棋同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状... 详细信息

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状态。基于原子力显微技术直接针对热再生混合料试件提出一种量化新旧沥青真实融合程度的方法。为此,首先在沥青层面探究了利用原子力显微技术中得到的力学、化学指标量化沥青融合程度的可行性,发现在单一沥青层面,DMT模量指标与宽带点光谱量化得到的羰基指数与沥青老化及融合特征相关性较好;接着选取DMT模量和羰基指数指标建立了完全混溶再生沥青纳观性能的预估方程;然后,在混合料层面利用不同来源的沥青对量化指标的适用性进行了检验,发现相较于羰基指数,采用DMT模量指标量化再生混合料中新旧沥青融合程度的误差更小;最后,基于该指标在混合料层面初步给出了直接量化厂拌热再生混合料中新旧沥青融合程度的方法;并以3种旧料掺量的再生混合料为例,对量化方法的应用进行了介绍。

关键词：路面工程新旧沥青融合程度峰值力定量纳米力学模式纳米红外光谱技术热再生沥青混合料 DMT模量羰基指数预估方程

透水牺牲桩减少上下游桥墩局部冲刷深度及机理

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 68-79页

作者：齐洪亮罗文俊王杰田伟平李家春长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

针对工程实际中常见的上下游桥墩局部冲刷的防护问题,通过室内模型试验和数值模拟相结合的方法,研究清水条件下采用透水牺牲桩进行前墩局部冲刷防护时,透水牺牲桩填充碎石粒径和淹没率2个因素对透水牺牲桩自身和上下游桥墩局部冲刷特征... 详细信息

针对工程实际中常见的上下游桥墩局部冲刷的防护问题,通过室内模型试验和数值模拟相结合的方法,研究清水条件下采用透水牺牲桩进行前墩局部冲刷防护时,透水牺牲桩填充碎石粒径和淹没率2个因素对透水牺牲桩自身和上下游桥墩局部冲刷特征的影响规律。研究结果表明:无牺牲桩防护时,上下游墩的局部冲刷深度都随墩心距的增大呈先减小后增大的规律;当墩心距为4D(D为桥墩直径)时,前墩对后墩局部冲刷的防护效果最好;相同条件下(最佳墩心距)分别采用实体牺牲桩和透水牺牲桩对上下游桥墩进行防护时,二者均能有效减小上游桥墩的局部冲刷,透水牺牲桩防护时效果更好,且自身局部冲刷深度较实体牺牲桩可减小约30%;采用透水牺牲桩防护时,当其填石粒径为0.2D~0.25D、淹没率为1时,减冲效果最好;透水牺牲桩的透水性允许部分水流从桩身内部流过,有效减小了桩前下潜水流的强度,减轻了其掏底作用,从而有效减小了局部冲刷深度;与采用实体牺牲桩防护相比,透水牺牲桩及上游桥墩两侧的最大剪切应力分别约为前者的1/2和1/4;透水牺牲桩桩后低剪切应力区的范围更大。

关键词：桥梁工程上下游桥墩模型试验数值模拟透水牺牲桩清水冲刷

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桥面铺装有限元模拟与应用研究进展

工程力学 2024年

作者：徐靖涵郑木莲长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室

该文系统总结了模型假定、边界条件以及荷载设置等桥面铺装有限元模型关键要素，重点对基于有限单元法的桥面铺装材料与结构组合设计方法进行了综述，梳理了桥面铺装有限元分析及应用的热点与前景。桥面铺装有限元模拟与应用研究进展指... 详细信息

该文系统总结了模型假定、边界条件以及荷载设置等桥面铺装有限元模型关键要素，重点对基于有限单元法的桥面铺装材料与结构组合设计方法进行了综述，梳理了桥面铺装有限元分析及应用的热点与前景。桥面铺装有限元模拟与应用研究进展指出：当前阶段，仍需进一步丰富有限元设计的内涵；在位移边界条件分析、随机动态荷载研究验证、温度场模拟成果深化以及车辙深度研究完善等方面，提高模拟结果的可靠性；需推进桥梁结构设计与桥面铺装设计、室内外试验与有限元分析以及材料技术创新与施工质量控制的一体化发展进程，加强模型特殊假定、设计流程以及设计目标的规范化建设，以实现桥面铺装有限元分析的发展与突破。

关键词：道路与铁道工程有限元综述桥面铺装数值分析

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盾构隧道侧穿桥梁旋喷法隔离桩效果研究

西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：庞国威翁效林侯乐乐长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室长安大学公路学院

为减小新建隧道近距离侧穿施工对既有桥梁结构的扰动,结合现场监测数据建立三维有限元数值分析模型,研究施作旋喷桩对既有桥梁的影响规律.依托广州市电力盾构隧道工程,以直径、长度、桩-隧水平距离、桩重心与隧道轴线深度差为主要影响因... 详细信息

为减小新建隧道近距离侧穿施工对既有桥梁结构的扰动,结合现场监测数据建立三维有限元数值分析模型,研究施作旋喷桩对既有桥梁的影响规律.依托广州市电力盾构隧道工程,以直径、长度、桩-隧水平距离、桩重心与隧道轴线深度差为主要影响因素,采用正交试验分析旋喷桩不同设计参数对桥墩沉降、桩基水平位移和内力的影响.结果表明:旋喷桩施工会引起围岩应力上升,使得地层由单一的卸载沉降过程转变为先隆起后沉降变化路径,致使施工引起的桥墩沉降显著减小;旋喷法与隧道施工荷载组合会引起既有桩基产生较大的横向位移和弯矩;增大直径、长度或者减小桩-隧水平距离均可以显著提升旋喷桩控制桥墩沉降效果,但施工大直径长旋喷桩会引起桩基产生较大的横向位移和附加弯矩.采用旋喷桩作为隧道近接施工的隔离措施时,应该考虑高压旋喷法施工对围岩应力和位移状态的影响.

关键词：盾构隧道旋喷桩数值计算正交试验

级配碎石层协调沥青混合料层温度收缩变形行为

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1045-1057页

作者：万铜铜汪海年郑文华冯珀楠陈玉张琛长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064 西安航空学院能源与建筑学院西安710077

为揭示级配碎石基层与沥青混合料面层的温度收缩协调变形规律,本文采用动静态应变采集系统实时获取沥青混合料层的温缩应变,基于PFC6.0 Suite和FLAC3D构建了组合结构连续-离散耦合模型,探究了级配碎石层与沥青混合料层温缩协调变形宏观... 详细信息

为揭示级配碎石基层与沥青混合料面层的温度收缩协调变形规律,本文采用动静态应变采集系统实时获取沥青混合料层的温缩应变,基于PFC6.0 Suite和FLAC3D构建了组合结构连续-离散耦合模型,探究了级配碎石层与沥青混合料层温缩协调变形宏观和细观响应规律。研究结果表明:连续-离散耦合模型与室内试验的吻合度相比连续介质模型高,温缩系数相对误差最大为8.1%;沥青混合料及其组合试件温缩应变-时间关系曲线均呈先快后慢的非线性变化规律,沥青混合料类型及降温温差对级配碎石的约束作用基本无影响;组合试件温缩变形主要发生在前1 h内,沥青混合料层整体由“翘起”状逐渐过渡到“平缓”状;级配碎石层通过颗粒向内挤压运动,使两端松散膨胀及颗粒接触重组来实现与沥青混合料层的协调变形。本文从宏观应变响应与空隙率、配位数及三维组构细观响应揭示温缩协调变形机制,研究结果可为级配碎石基层沥青路面低温抗裂研究提供理论参考。

关键词：道路工程协调变形连续-离散耦合温缩开裂级配碎石细观响应

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沥青路面抗滑耐久性研究与发展

公路 2024年第3期69卷 6-14页

作者：徐鸥明金林通郭嘉李杨长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安市710064

基于沥青路面抗滑耐久性研究进展,归纳了沥青路面抗滑耐久性影响因素,对比了室内加速磨光试验机,并分析总结了常见的抗滑性衰变模型。结果表明,沥青路面抗滑耐久性受材料、荷载和环境共同影响,室内加速磨光能在一定程度上模拟现场沥青... 详细信息

基于沥青路面抗滑耐久性研究进展,归纳了沥青路面抗滑耐久性影响因素,对比了室内加速磨光试验机,并分析总结了常见的抗滑性衰变模型。结果表明,沥青路面抗滑耐久性受材料、荷载和环境共同影响,室内加速磨光能在一定程度上模拟现场沥青路面磨耗磨光现象;长期抗滑预估模型趋向于由单一因素向多因素发展,模型参数选择应立足于实际,并平衡好难度和精度要求。

关键词：沥青路面抗滑耐久性影响因素加速磨光预估模型

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料仓落料过程中不同粒径颗粒的混合均匀性

中国粉体技术 2024年第1期30卷 79-89页

作者：褚嘉玮胡力群韩振强邵威长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

【目的】研究厂拌法施工过程中料仓落料环节对粒料混合均匀性产生的影响。【方法】采用离散单元法和多因素Box-Behnken响应面模型,探讨在落料过程中粒料的混合均匀性;设计网格均匀性指数(grid uniformity index,σ_(g))、竖向离析指数(v... 详细信息

【目的】研究厂拌法施工过程中料仓落料环节对粒料混合均匀性产生的影响。【方法】采用离散单元法和多因素Box-Behnken响应面模型,探讨在落料过程中粒料的混合均匀性;设计网格均匀性指数(grid uniformity index,σ_(g))、竖向离析指数(vertical segregation index,S_(v))、中心区域比例差值(center percentage difference,P_(c))指标,用于评价竖向、水平和网格划分粒料均匀性;研究贮料仓卸料漏斗的倾角、漏斗开口大小、颗粒间滚动摩擦系数对落料过程中粒料均匀性的影响。【结果】在颗粒间滚动摩擦系数为0.07时,选择倾角为55°、漏斗出口边长为400 mm的贮料仓漏斗,可以获得较为均匀的粒料分布。【结论】使用S_(v)、P_(c)和σ_(g)指标可以有效地评估落料过程中粒料的分布情况;漏斗倾角、漏斗开口大小、颗粒间滚动摩擦系数对粒料均匀性具有显著影响。

关键词：料仓道路材料均匀性离散元

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不同降雨强度环境下高速公路跟驰模型标定

公路交通科技 2024年第6期 190-198页

作者：单华刚于长海许金良高超尧玉宏绍兴市交通投资集团有限公司长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室

为了标定不同降雨环境下高速公路跟驰模型，通过实地试验探究了不同降雨强度下驾驶员跟驰行为特性，基于遗传算法对跟驰模型进行标定，并采用交叉验证方式对标定参数进行验证。首先，通过实地试验收集了正常、小雨、中雨及大雨条件下的... 详细信息

为了标定不同降雨环境下高速公路跟驰模型，通过实地试验探究了不同降雨强度下驾驶员跟驰行为特性，基于遗传算法对跟驰模型进行标定，并采用交叉验证方式对标定参数进行验证。首先，通过实地试验收集了正常、小雨、中雨及大雨条件下的交通流数据，根据车头时距和车头间距筛选跟驰事件；其次，分析了不同降雨强度下驾驶员跟驰行为的变异性，探究了不同降雨强度下的车头间距和跟驰速度的关系；最后，利用遗传算法对GHR模型、FVD模型以及IDM模型参数进行了标定，并采用交叉验证检验了模型精度。结果显示，降雨强度对高速公路的车辆跟驰行为有显著影响。降雨强度越大，驾驶员倾向于保持更大的车头间距和更低的跟驰速度。大雨天气与正常天气相比，跟驰速度相同时的平均跟驰间距增加30 m以上，跟驰间距相同时的平均跟驰速度降低10 km·h―1以上。标定结果进一步显示，随着降雨强度的增加，跟驰模型中体现驾驶员敏感程度的参数逐渐增加，反映驾驶行为或期望驾驶行为的参数呈现向更加保守方向变化的趋势。交叉验证分析还表明，与GHR模型和FVD模型相比，IDM模型更能有效反映不同降雨强度对驾驶员跟驰行为的影响。

关键词：智能交通跟驰模型遗传算法高速公路降雨强度