钢桥面环氧沥青铺装全寿命周期抗滑性能演化行为研究

发布时间：2020-09-02 10:45

　　良好的路面抗滑性能不仅是行车安全的有效保障,同时也是保障路网畅通的重要条件。大跨径钢桥由于其特殊的使用环境和材料性能,对桥面铺装抗滑性能提出了更苛刻的要求。然而在目前的钢桥面环氧沥青铺装抗滑性能研究中存在抗滑指标不明确、演化行为研究不完整、抗滑机理待分析、长期抗滑演化模型待完善等问题。本文采用现场跟踪调查和室内加速磨耗试验的方法,研究了钢桥面环氧沥青铺装在全寿命周期内的抗滑性能演化规律,构建了基于神经网络时间序列模型的抗滑性能预测方法。首先,从钢桥面抗滑性能衰减病害表现入手,根据大跨径钢桥使用环境、交通条件和材料特性对钢桥环氧沥青铺装层抗滑需求进行分析,针对抗滑性能的两层含义分别分析了各因素对抗滑性能的影响方式,并基于铺装表面多尺度纹理退化规律探讨了钢桥面环氧铺装抗滑性能演化行为机理。其次,选取国内某钢桥,跟踪监测环氧沥青混凝土铺装结构在服役过程中的摩擦系数变化,分析了环氧沥青混凝土抗滑性能的时空演化规律,为室内外试验结果一致性分析提供了参考依据。再次,成型钢桥面典型环氧铺装结构试件用于室内加速磨耗试验,选择行车荷载模拟系统(MMLS3)作为模拟加载设备,选取构造深度(MTD)和摩擦系数(BPN)作为抗滑性能评价指标,揭示了磨耗过程中铺装表面形貌、摩擦系数和构造深度的变化规律。最后,根据钢桥面环氧沥青铺装抗滑性能的演化机理,将非线性自回归神经网络模型应用至钢桥面环氧沥青铺装抗滑性能预测中,实现了摩擦系数的多步预测。并将马尔可夫误差状态转移矩阵引入到误差修正模型中,消除了历史预测残差序列的影响。结果表明,基于马尔可夫误差状态转移矩阵修正后的长期抗滑性能时间序列预测模型具有良好的预测准确性和误差稳定性。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U443.33
【部分图文】：

摩擦仪,摆式

定点式摩擦系数测试仪式摩擦仪属于定点式、静态摩擦系数测量仪器，其工作原理是根据能量守恒定律，将面时动能损失转化为摆臂势能损失，进而通过摆值读数反算出摩擦系数[6]。摆式摩擦系低廉、操作简便，但是仅适用于单点、静态采样条件，测量得到的摆值只能反映较低摩擦性能，且摆式摩擦仪的橡胶滑块只与路表凸起部分接触，而路表微凸体顶面持续磨光，因此摆值仅能反映路表凸起部分微观纹理的抗滑特性，且在宏观构造粗糙度大时存在偏差[7-8]，此外测试操作对交通的干扰较大。态旋转式摩擦系数测试仪最初由日本研制。测试时，把转盘加速到一定转速后放置于橡胶块与地面之间通过摩擦力做功与旋转动能相互转化，通过测量出的由滑块产生的动态摩擦系数值[9]。动态旋转式摩擦系数测试仪适用于模拟车速在 20km/h-80km/h 的面摩擦系数值测定，且研究表明低速状态下测得的摩擦值与摆式摩擦仪测试结果高度点式摩擦系数测试仪具有便携、操作简单等特点，既适用于室外现场测试（需要封闭于室内试验测试。相比之下，摆式摩擦仪操作较简单，但只能测定低速（通常为 10k摩擦系数；动态旋转式摩擦系数测试仪可以测试路面在 20km/h-80km/h 速度区间内的值，其测试结果能反映摩擦系数与速度的相关关系，也可用于间接表征路表微观纹理

动态旋转,测试仪,摩擦系数

检测车

东南大学硕士学位论文②连续式摩擦系数测试仪连续式摩擦系数测试设备主要是配置了各类自动化检测系统的摩擦系数检测车，主要用测试，能在一定距离内连续检测路面摩擦系数，测试过程不干扰正常交通，但是测试设。根据检测指标不同可分为横向力系数测试类和纵向摩擦系数测试类。其中横向力摩擦系数测试设备以英国的 SCRIM 检测车（如图 1-4）和 Mu-Meter 拖车（代表。横向力摩擦系数可以很好地表征车辆在制动、转弯工况(此时轮胎具有侧偏角)时能力。英国、比利时和丹麦等国家采用横向力系数 SFC 作为路面抗滑性能控制指标。我定将横向力系数作为沥青路面检验指标之一，并给出了 SCRIM 检测车的详细测试规范[

【参考文献】