高温多雨地区钢桥面铺装脱粘病害成因试验研究

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作者 王端宜 司徒坚文 聂文 《桥梁建设》 北大核心 2025年第5期34-40,共7页

为研究高温多雨地区钢桥面铺装脱粘病害的影响因素与规律,以广州某大型钢桥的沥青铺装层维修工程为背景,针对钢桥面铺装防水粘结层所使用的环氧树脂碎石材料开展剪切试验,分析温度与浸水时长对材料粘结性能的影响。采用Abaqus软件建立... 为研究高温多雨地区钢桥面铺装脱粘病害的影响因素与规律,以广州某大型钢桥的沥青铺装层维修工程为背景,针对钢桥面铺装防水粘结层所使用的环氧树脂碎石材料开展剪切试验,分析温度与浸水时长对材料粘结性能的影响。采用Abaqus软件建立钢桥面铺装有限元模型,利用剪切试验结果分析防水粘结层的受力规律与损伤机制,并给出避免脱粘病害的措施。结果表明:钢桥面铺装脱粘病害以粘结界面的剪切破坏为主要形式,环氧树脂碎石的剪切强度和剪切刚度系数在高温浸水10 d时分别降低78.9%和84.4%,无法满足现行规范要求;脱粘病害呈现脆性破坏的特征,高温浸水总时长10 d时,脱粘病害快速发展并在铺装结构中形成空缺;为避免脱粘病害,应当通过排水措施将防水粘结层的浸水时长缩短至10 d以内,或者选择将高温浸水后剪切强度不低于0.949 MPa、极限变形不小于7.437 mm的环氧树脂作为防水粘结层材料。 展开更多

关键词 桥面铺装 环氧树脂碎石层 防水粘结层 脱粘病害 剪切试验 有限元法

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基于车内噪声水平的路面预养护指标阈值确定方法研究

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作者 熊春龙 张肖宁 +2 位作者 虞将苗 李伟雄 舒立恒 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第16期300-304,共5页

为了消除车内噪声对人心理和生理的危害,提出了一种基于车内噪声水平的沥青路面预防性养护指标阈值的确定方法。通过多层前向反馈神经网络构建了车内噪声和国际平整度指数的关系模型;依据噪声分级和危害标准,确定了国际平整度指数指标... 为了消除车内噪声对人心理和生理的危害,提出了一种基于车内噪声水平的沥青路面预防性养护指标阈值的确定方法。通过多层前向反馈神经网络构建了车内噪声和国际平整度指数的关系模型;依据噪声分级和危害标准,确定了国际平整度指数指标预防性养护的噪声阈值标准;对比分析了国际平整度指数指标预防性养护的规范阈值标准和噪声阈值标准的养护需求。结果表明,前向反馈神经网络能够较好地根据车内噪声水平预测沥青路面国际平整度指数。噪声阈值标准相对于规范阈值标准,对沥青路面国际平整度指数提出了更高的要求。 展开更多

关键词 车内噪声 国际平整度指数 前向反馈神经网络 噪声阈值标准

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正交异性钢桥面环氧沥青铺装层疲劳耐久极限研究 被引量：13

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作者 马林 黄雷 +2 位作者 代希华 聂文 徐伟 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期29-34,共6页

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1688m的双塔钢箱梁悬索桥,桥面采用正交异性钢桥面板环氧沥青铺装层结构。为提高该桥环氧沥青铺装层的使用寿命,研究环氧沥青铺装层疲劳耐久性的极限受力影响因素,基于小梁试件四点弯曲疲劳试验,采用Abaqus软... 虎门二桥坭洲水道桥为主跨1688m的双塔钢箱梁悬索桥,桥面采用正交异性钢桥面板环氧沥青铺装层结构。为提高该桥环氧沥青铺装层的使用寿命,研究环氧沥青铺装层疲劳耐久性的极限受力影响因素,基于小梁试件四点弯曲疲劳试验,采用Abaqus软件建立局部梁段三维有限元模型,分析最不利荷载位置处铺装层的极限受力情况。结果表明:环氧沥青混合料的疲劳耐久极限为578με;随着铺装层弹性模量的增大,铺装层的应力、应变显著减小,其疲劳耐久极限模量为2687MPa;环氧沥青铺装层的应变与车辆接地压强呈正相关关系,该桥铺装层的疲劳耐久极限接地压强为1.59MPa。适当提高环氧沥青铺装层的弹性模量,并应严格控制通行车辆的轴重,可以提高该桥的铺装层耐久性。 展开更多

关键词 悬索桥 正交异性钢桥面板 环氧沥青铺装层 疲劳试验 有限元法 疲劳耐久极限 耐久性

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钢桥面环氧沥青铺装环氧富锌漆防腐功能研究 被引量：8

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作者 黄雷 马林 +1 位作者 李伟雄 聂文 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期50-54,共5页

虎门二桥钢桥面铺装体系采用“钢板+环氧富锌漆防腐层+环氧树脂防水粘结层+环氧沥青铺装下层+环氧树脂粘层+环氧沥青铺装上层”结构。为了研究环氧富锌漆在该铺装体系中的适用性和必要性,设计制作“钢板+环氧富锌漆防腐层+环氧树脂粘结... 虎门二桥钢桥面铺装体系采用“钢板+环氧富锌漆防腐层+环氧树脂防水粘结层+环氧沥青铺装下层+环氧树脂粘层+环氧沥青铺装上层”结构。为了研究环氧富锌漆在该铺装体系中的适用性和必要性,设计制作“钢板+环氧富锌漆防腐层+环氧树脂粘结层+热拌环氧沥青铺装层”复合试件,模拟高温施工、长期浸水、高温加载、盐雾侵蚀等外部条件作用,对各试件进行拉拔试验,分析环氧富锌漆防腐层的耐高温性能、水稳定性能及耐久性能。结果表明:环氧富锌漆具有良好的层间粘结性能、耐高温和水稳定性能;环氧富锌漆对钢桥面板铺装体系的整体粘结强度影响很小,但可有效提高钢桥面板服役期间的防腐性能。虎门二桥钢桥面铺装结构体系中采用环氧富锌漆作为防腐层具有良好的适用性和必要性。 展开更多

关键词 悬索桥 钢桥面 环氧沥青铺装层 环氧富锌漆 防腐层 适用性 必要性 试验研究

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基于图像处理技术的磨耗层粗集料分布特性 被引量：6

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作者 于海利 丁瑞哲 +2 位作者 裴树林 李伟雄 陈搏 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第29期288-293,共6页

为了给沥青路面磨耗层级配设计提供参考,基于体积法设计了不同骨架结构的沥青混合料。采用小型搓揉试验机开展室内试验,以模拟行车环境与车轮加速碾压效果。利用数字图像处理技术对不同衰减阶段的粗集料倾角进行分析,揭示粗集料空间分... 为了给沥青路面磨耗层级配设计提供参考,基于体积法设计了不同骨架结构的沥青混合料。采用小型搓揉试验机开展室内试验,以模拟行车环境与车轮加速碾压效果。利用数字图像处理技术对不同衰减阶段的粗集料倾角进行分析,揭示粗集料空间分布状态对抗滑性能的影响。结果表明,磨耗层表面粗集料颗粒约65%比例以“平躺”状态为主,主要与碾压工艺有关;随着轮胎作用次数增加,粗集料颗粒从“竖立”状态往“平躺”状态发展;适当增加粗集料在4. 75 mm以上的比例,减少2. 36 mm细料的干涉,形成更强的主骨架约束,能有效降低沥青路面的二次压实,在一定程度上能够改善沥青磨耗层的耐久性。 展开更多

关键词 磨耗层 抗滑构造 主骨架 图像处理技术 粗集料倾角

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基于接触应力集中的沥青路面抗滑性能评价 被引量：22

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作者 李伟雄 张肖宁 +2 位作者 陈搏 虞将苗 李智 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第16期107-113,共7页

为了给抗滑表层沥青混合料级配设计提供参考,基于高精度压力胶片测试技术,开展不同搓揉时间下的胎/路接触应力分布特性研究。通过2种粗集料2种类型沥青混合料的对比,研究轮胎作用下沥青路面的抗滑性能衰减规律;并从接触力学的角度建立... 为了给抗滑表层沥青混合料级配设计提供参考,基于高精度压力胶片测试技术,开展不同搓揉时间下的胎/路接触应力分布特性研究。通过2种粗集料2种类型沥青混合料的对比,研究轮胎作用下沥青路面的抗滑性能衰减规律;并从接触力学的角度建立沥青路面抗滑性能评价指标。结果表明:轮胎与路面接触应力呈现显著的非均匀分布,主要包括有效接触面积与应力集中效应。初始状态下胎/路有效接触面积与应力集中主要与级配设计有关;而在搓揉过程中,随着路面构造的二次圧密与粗集料磨耗,有效接触面积持续增加,应力集中减少;应力集中分布度指标可以较好描述应力集中效应。分析表明,轮胎接触应力集中与路面摩擦系数呈现良好的线性关系。试验证明,骨架密实型级配与优质粗集料均有利于提高沥青路面抗滑耐久性能;而级配的影响更显著,磨耗层设计中应当给以重视。 展开更多

关键词 沥青路面 压力胶片 抗滑性能 接触力学 应力集中

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基于介电常数沥青路面均匀性评价 被引量：11

7

作者 罗传熙 张肖宁 +2 位作者 虞将苗 李伟雄 阳经培 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第15期305-309,共5页

现有沥青路面均匀性评价方法由于工作量原因局限于小范围检测评价,无法进行长距离大面积的评价。通过分析沥青路面离析现象的存在位置与频率,结合三维探地雷达与无核密度仪检测工作效率,提出两者最佳检测区间长度。根据三维探地雷达与... 现有沥青路面均匀性评价方法由于工作量原因局限于小范围检测评价,无法进行长距离大面积的评价。通过分析沥青路面离析现象的存在位置与频率,结合三维探地雷达与无核密度仪检测工作效率,提出两者最佳检测区间长度。根据三维探地雷达与无核密度仪检测原理提出检测控制因素。通过实地检测获得新建沥青路面介电常数与空隙率数据,采用多层前向反馈神经网络构建沥青路面介电常数与空隙率的关系,确定沥青路面介电常数离析阈值;进而实现通过介电常数进行长距离大面积的沥青路面均匀性评价工作。 展开更多

关键词 沥青路面 均匀性 介电常数 空隙率 神经网络

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沥青路面的线激光测量方法及构造深度 被引量：9

8

作者 黄志勇 陈搏 +2 位作者 李伟雄 张肖宁 陈富达 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第23期252-258,共7页

路面构造的测量方法一直是路面抗滑性能研究的重点话题,为了弥补传统路面构造测量技术的精度不高、效率低下且测量范围代表性不足的缺陷,基于非接触式激光三角测距法原理,自主研发了一套超高速线激光测试系统。利用线性插值与空间拟合... 路面构造的测量方法一直是路面抗滑性能研究的重点话题,为了弥补传统路面构造测量技术的精度不高、效率低下且测量范围代表性不足的缺陷,基于非接触式激光三角测距法原理,自主研发了一套超高速线激光测试系统。利用线性插值与空间拟合平面法对采集数据进行处理,有效重构了路面构造的三维形貌。基于传统铺砂法平均构造深度指标(MTD)和平均断面深度(MPD)测量原理,提出三维曲面构造深度计算方法,以改善人工铺砂法测量构造深度的主观性。最后通过几何学方法对比,验证了该计算方法的可靠性。试验结果表明基于面域扫描技术的线激光系统能够大幅度提高沥青路面构造的扫描效率与测量范围,测量数据三维直观,具有很高的应用价值。 展开更多

关键词 沥青路面 线激光 抗滑性能 三维形貌 构造深度

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基于图像配准与融合的胎/路接触应力测试方法 被引量：4

9

作者 陈搏 张肖宁 +2 位作者 虞将苗 李伟雄 陈富达 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期132-141,共10页

提高路面抗滑性能是解决道路交通安全问题的关键,而轮胎与路面粗糙构造的接触行为本质上是接触力学问题。为获得轮胎与粗糙路面的完整接触应力信息,文中采用柔性薄膜压力胶片传感技术,并借助医学图像处理技术,提出一种基于图像配准与融... 提高路面抗滑性能是解决道路交通安全问题的关键,而轮胎与路面粗糙构造的接触行为本质上是接触力学问题。为获得轮胎与粗糙路面的完整接触应力信息,文中采用柔性薄膜压力胶片传感技术,并借助医学图像处理技术,提出一种基于图像配准与融合的胎/路接触应力测试方法,并进行了配准与融合效果评价、适应性分析。结果表明:基于轮胎与路面的接触印痕的双目标特征,采用进化算法可以解决多规格胶片图像配准收敛与最优解问题;文中提出的动态参考图像配准(DRIR)算法具有较高的配准精度和运算效率,在不同沥青路面均具备良好的适应性,路面的接触应力集中分布指标相对误差可控制在5%以内。文中测试方法操作简单、测量精度高、数据三维直观,为轮胎接地特性与路面抗滑性能研究提供了一种新的技术手段。 展开更多

关键词 沥青路面 接触应力 图像配准技术 压力胶片 进化算法

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基于接触力学的路面构造粗糙度评价 被引量：4

10

作者 聂文 陈搏 +2 位作者 李伟雄 张肖宁 杨倪坤 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第9期3750-3755,共6页

为了给路面抗滑构造设计与优化提供指导,使得设计的隧道水泥混凝土路面具有更好的抗滑性能,针对目前路面抗滑性能评价指标的不足,基于轮胎与路面接触作用机理,从接触力学的角度提出一种轮胎有效接触界面的构造粗糙度评价方法。通过对四... 为了给路面抗滑构造设计与优化提供指导,使得设计的隧道水泥混凝土路面具有更好的抗滑性能,针对目前路面抗滑性能评价指标的不足,基于轮胎与路面接触作用机理,从接触力学的角度提出一种轮胎有效接触界面的构造粗糙度评价方法。通过对四种不同路面的胎/路接触应力分布特性进行比较,对接触应力分布非均匀性和应力集中效应进行分析,并提出了相应的评价指标。结果表明:结合室内试验与现场路面压力胶片测试,不同路面上的轮胎接触应力分布为典型的非均匀分布状态,且具有一定的随机分布特性,可以从接触力学的角度反映路面构造分布形态。应力峰值可以表征单点构造峰顶接触应力最大值,直接反映了路面构造与轮胎的包络变形程度,而Weibull模量可以从接触界面上进行整体的应力分布均匀性评价,属于间接性面域评价指标,二者的结合能够更加全面地进行路面的构造粗糙度评价。 展开更多

关键词 压力胶片 接触力学 路面构造 粗糙度 Weibull模量 应力峰值

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轮胎接触构造分布对沥青路面降噪特性的影响 被引量：2

11

作者 黄志勇 张肖宁 +2 位作者 陈搏 虞将苗 陈富达 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第34期123-128,共6页

从轮胎与路面的噪声产生机理出发,采用主驱动轮式路面功能评价系统开展不同级配的沥青路面噪声特性研究;并基于胎/路接触特性提出路面降噪效果的评价指标。结果表明:胎/路接触界面的开口空隙率可以有效评价路面空气泵吸作用;相比沥青混... 从轮胎与路面的噪声产生机理出发,采用主驱动轮式路面功能评价系统开展不同级配的沥青路面噪声特性研究;并基于胎/路接触特性提出路面降噪效果的评价指标。结果表明:胎/路接触界面的开口空隙率可以有效评价路面空气泵吸作用;相比沥青混合料内部空隙率和路表构造深度,轮胎有效接触界面的开口空隙率与路面噪声相关性更高,路面噪声随着轮胎接触界面的开口空隙率的增加而降低。建议混合料设计时适当增加4. 75 mm以上的粗集料比例(4. 75 mm筛孔通过率推荐为30%～33%),有助于提高沥青路面开口构造比例及其长期稳定性。建立轮碾作用下的路表开口空隙率与噪声A计权声压级的相关性模型,其相关性显著性水平达到0. 001,进一步验证开口空隙率指标的合理性。研究可为低噪声沥青混合料级配设计与降噪效果评价提供参考依据。 展开更多

关键词 沥青路面 噪声 轮胎接触构造 开口空隙率 空气泵吸作用

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基于灰色马尔科夫模型的沥青磨耗层长期性能预测 被引量：4

12

作者 柳子晖 李颖 +1 位作者 聂文 熊春龙 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期389-394,共6页

为了充分了解不同薄层罩面养护措施的性能优劣与长期性能变化规律,建立可靠的薄层罩面性能预估模型,文章采用灰色马尔科夫模型,对广东省某高速公路水泥混凝土桥面板所采用的微表处、高黏度乳化沥青(high-viscosity emulsified asphalt,H... 为了充分了解不同薄层罩面养护措施的性能优劣与长期性能变化规律,建立可靠的薄层罩面性能预估模型,文章采用灰色马尔科夫模型,对广东省某高速公路水泥混凝土桥面板所采用的微表处、高黏度乳化沥青(high-viscosity emulsified asphalt,HVE)超黏磨耗层及NovaChip超薄磨耗层3种罩面养护技术的长期抗滑和抗车辙性能进行预测。结果表明:灰色马尔科夫模型能够在现有技术资料的基础上较为准确地预测薄层罩面使用性能,且预测精度较高;NovaChip超薄磨耗层的长期抗滑性能和抗车辙性能表现最佳。在实际工程中,采用灰色马尔科夫模型对水泥混凝土桥面板上薄层罩面的使用性能进行预测是可行的。 展开更多

关键词 薄层罩面 灰色理论 马尔科夫模型 长期路用性能

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基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析 被引量：4

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作者 聂文 陈搏 +1 位作者 张彬辉 李伟雄 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第12期4896-4901,共6页

为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基... 为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高10%~20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。 展开更多

关键词 隧道纹理化路面 横向摆振 转向阻力矩 压力胶片 胎/路啮合作用

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