钢桥面沥青磨耗层抗滑性能衰变规律及预测模型研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kerchi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大跨径钢桥作为交通网络的咽喉通道,通常建设在江河、山谷等之上,其使用条件比普通路面更为苛刻,病害较多,加之通行能力受环境干扰较大,一旦发生交通事故,后果极为严重,将会影响交通路网的正常运营。抗滑性能是反映钢桥面沥青磨耗层行车安全的重要指标,开放交通后,随着运营时间的增长,沥青磨耗层抗滑性能出现不同程度的衰减,特别是钢桥面沥青磨耗层通常采用SMA10等细粒式混合料,初始抗滑水平低,整体抗滑能力有限,行车安全隐患大,加之养护修复成本极高,进而会影响钢桥面铺装结构的使用寿命。本文在钢桥面铺装磨耗层常用沥青混合料配合比设计的基础上,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,从混合料类型(SMA10、SMA13、AC13、EA10)、荷载水平(50kg、75kg、100kg、150kg)、温度条件(10℃、25℃、40℃、60℃)三个因素条件进行加速加载磨耗试验,并采用摩擦特性测试仪、摆式摩擦仪、铺砂法及激光传感器,对加速磨耗过程中动态摩擦系数Dμ、摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获得多因素条件下钢桥面沥青磨耗层抗滑性能评价指标数据。同时,通过对比选取Asymptotic模型,对磨耗过程中抗滑性能评价指标随磨耗次数衰减规律进行拟合分析。基于拟合得到的衰变方程,采用归一法及导数极值进行处理,建立单因素条件下抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的定量关系,进而对不同混合料类型、荷载水平及温度条件下沥青磨耗层抗滑性能评价指标的影响规律、两阶段速率等进行分析,确定不同影响因素下抗滑性能衰变规律。最后,选取钢桥面典型铺装结构为研究对象,对荷载水平和温度条件在模型中与相应参数的相关性进行分析研究,采用SPSS软件,对预测模型参数与影响因素间相关性进行分析,建立参数与荷载、温度之间的关系,提出考虑荷载、温度因素的钢桥面改性沥青SMA10磨耗层的抗滑性能预测模型。以安徽某桥为依托,通过通车以来的累计轴载作用次数统计分析对预测模型进行验证,对该桥运营10年、15年、20年抗滑性能进行预测。研究结果表明:集料/沥青混合料加速加载磨耗仪可实现加速磨耗和有效模拟等功能;所采集的四项抗滑性能评价指标,随着磨耗次数的增加,均呈现“先快后慢”的下降趋势,动态摩擦系数Dμ与摆值BPN、构造深度MTD与断面平均构造深度MPD具有明显的一致性;选取Asymptotic模型对不同条件下的沥青混合料抗滑性能随磨耗次数的变化进行拟合分析,拟合方程的相关性达0.95以上;对于不同混合料类型,改性沥青SMA10与SMA13具有较优的抗滑性能,对于表征宏观纹理特征指标MTD与MPD,13型均大于10型;相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能衰变影响更大;建立考虑荷载、温度因素的沥青磨耗层抗滑性能预测模型,采用安徽某桥对预测模型验证,预测结果与实测值是一致的。
其他文献
层间粘结性能不佳导致的层间滑移和拥包是水泥混凝土桥面目前最为常见的早期病害,直接影响桥梁的寿命及使用安全性。本文在国内外学者研究的基础上,以室内试验为基础,研究桥面板粗糙程度、防水粘结材料、试验温度三个因素对层间粘结性能的影响。研究内容及成果如下:(1)试验采用拉毛、抛丸(40)、抛丸Ⅱ、精铣刨四种工艺对C30水泥混凝土板界面进行处理,提取并分析每块板的粗糙度指标,探究桥面板表面处理工艺对构造特征
学位
沥青路面是我国高等级公路中应用最广泛的一种路面结构形式,其性能对交通安全有重要影响,提高沥青路面性能评价方法可以改善我国日益突出的交通安全问题。路面抗滑性能直接影响到车辆的制动性能,而构造深度是决定沥青路面抗滑性能的重要因素,因此构造深度检测技术的研究是非常有必要的。数字图像处理技术的不断发展,使其被广泛研究并应用于各个领域,其中运动恢复结构理论(SFM)作为一种特殊的数字图像处理技术也逐渐发展成
学位
纤维增强复合材料(FRP)是以纤维和树脂基体复合而成的一种新型材料,与传统的钢材和混凝土材料相比,FRP具有质量轻、强度高、绝缘性好、耐久性好、可设计性强等突出优点,近年来已成为土木工程领域的研究热点,已经在桥梁、工程加固、空间网架等领域中得到了较为广泛的应用。采用FRP材料制成杆件代替传统钢材制作新型支撑结构,可以解决传统钢支撑结构重量大、安装效率低、运输不便等问题,因此FRP支撑结构有望在抢修
学位
我国现阶段运营的公路隧道数量众多,其里程也正处于高速增长过程中。既有公路隧道衬砌普遍存在大量裂缝,传统的衬砌裂缝检测方法难以适应交通运输信息化、智能化的发展需求。因此,开展公路隧道衬砌裂缝的快速自动检测,并提高衬砌裂缝图像识别精度具有相当必要性和较高工程价值。由于隧道衬砌裂缝图像背景复杂,常伴有渗水、阴影、光源不均等因素表现出不利于对其图像识别的强干扰性,使得采用数字图像识别技术来进行隧道衬砌裂缝
学位
随着我国公路养护里程的不断增加,大量公路边坡进入养护阶段,尤其是我国西南地区高陡岩质边坡众多,在时间和环境条件作用下极易发生失稳变形,对公路运营安全造成极大的威胁。因此,研究具有科学性和实用性的公路岩质边坡安全性评价方法,为西南等地区的公路岩质边坡建设和运营安全提供安全保证是十分必要的。本文对传统边坡安全性评价方法归纳分析,在边坡不确定性分析方法基础上,提出将因子分析方法与机器学习算法相结合的公路
学位
随着信息时代的来临,电子邮件成为现代人们的重要通讯手段之一。但与此同时也带来了一系列电子邮件安全问题,越来越多的攻击者利用电子邮件为载体,诱骗用户提供敏感信息或者执行恶意操作,造成了巨大的财务损失和数据泄露风险。邮件安全事件频繁发生,研究邮件安全,对于提升网络安全防护水平、保护用户隐私安全具有重要意义。另外,随着人工智能、深度学习等技术的不断发展,深度学习已经在很多领域取得了巨大的成功,但在钓鱼邮
学位
既有道路的路面冰雪问题不仅降低了公路运输效率,同时也严重影响道路运输安全,对道路路面冰雪的处治是目前整个交通行业的重难点问题。电力设施及机翼所采用的疏水涂层除冰材料,由于其优异的防冰和除冰能力,为路面除冰提供了新思路。但该种涂层除冰材料耐久性较差,难以长期稳定用于路面除冰领域。因而,亟需一种兼顾耐久性与路用性能的疏水性磨耗层材料用以路面除冰领域。环氧抗滑磨耗层由于其良好的路用性能,在路面养护中得到
学位
西藏海拔高梯度大,日照辐射强,昼夜温差大,在恶劣的气候环境下藏区沥青路面产生了大量裂缝类病害,对路面使用性能造成了严重影响。藏区普通公路主要采用半刚性基层结构,在温度和湿度的变化下会开裂形成反射裂缝,同时单薄的沥青面层难以抵抗温度型裂缝的形成。目前国内对藏区沥青路面材料的抗裂性能展开了大量研究,但对针对藏区特殊气候条件下路面裂缝演变过程的理论研究较少。本文在藏区普通公路裂缝病害调研的基础上,基于传
学位
目前,我国沥青路面设计方法一般采用基于多层弹性理论体系的静载分析方法,而沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,且沥青路面在服役时主要承受车辆的移动荷载,这导致现行的路面设计指标值与路面实际受力情况存在差异,导致路面的使用寿命大大降低,本文基于室内足尺路面加速加载试验,研究动载作用下柔性基层沥青路面的结构响应特征,并建立考虑沥青混合料粘弹性的三维有限元模型,实现对加速加载试验的数值模拟,研究沥青混合料粘
学位
光催化材料在可见光作用下,对污染物有降解效果,在改善空气质量领域具有很大发展潜力。截至2020年,我国公路隧道总长度突破两千万米。由于隧道是半封闭管状结构,通风效果极差,易造成机动车尾气堆积,当尾气浓度到达一定限值后会对隧道环境造成污染,同时影响车内人员身体健康。目前使用最多的隧道净化空气的方式是安装通风设备,但其价格昂贵且易造成二次污染。本论文运用ZnO对g-C3N4进行掺杂改性,以NO降解率作
学位