昨晚11点多，长安街大修开始施工。京华时报记者王海欣摄

被称为“神州第一街”的长安街于昨晚11点，启动南礼士路口至五棵松桥段的大修工程。北京市交通委表示，工程主要对路面加铺沥青混凝土结构，同时拓宽万寿路口、三里河东路附近等7处人行道。工程预计9月30日完工。

昨晚9点多，长安街公主坟路段，工作人员已经准备就绪，等待11点长安街西段大修工程的正式启动。长安街东起通州运河广场，西至首钢东门，全长约46公里，它的宽度、长度是世界之最，被誉为“神州第一街”。

2009年，长安街(四惠东至南礼士路段)进行了大修，拓宽为双向10车道。今年的大修针对南礼士路至五棵松桥段。该段全长6.88公里，已经12年未大修，部分路段出现龟裂、车辙，工程要修复道路病害，加铺沥青混凝土结构，对柏油路面重新换装。

据了解，此次工程还要更新路缘石及人行步道；加固维修木樨地南侧跨河桥；加固沿线管线检查井，更换“五防”井盖等。其中，7处人行道进行拓宽处理，万寿路路口有3处，分别为西北、西南、东南位置的公交站台处。三里河东路附近有4处，分别为唐拉雅秀酒店门前人行天桥处、长安商场西侧天桥北侧梯道处、长安商场东侧天桥南北侧梯道处。

目前，长安街西段沿线无障碍设施相对较为齐全，本次大修对无障碍设施不满足要求的位置进行完善和调整，增加无障碍坡道、完善通道入口无障碍盲道等，完善公交站台处无障碍设施30处，大路口坡化处理56处。

另外，还将对人行道系统进行精细化设计，与周边建筑衔接处理。军博附近东西两侧广场及人行连接通道将统一由现况红色釉面砖更换为防滑砖，解决路面破损问题。

1.道路暗藏1米厚防爆层

长安街是北京最重要的城市主干路，它的设计与普通道路有所不同。由于1号线位于长安街正下方，出于安全、防空的考虑，长安街底部修建了一层80厘米—100厘米厚的防爆层。上世纪六七十年代，受制于资金限制，防爆层的上方仅铺了一层12厘米厚的混凝土，直到八九十年代才铺上沥青路面。

据公联公司相关负责人介绍，此次工程将把之前的沥青路面全部刨掉，重新铺沥青路面。为保障行车舒适性，一改往常使用的从石油中提取的沥青，而是采用湖沥青，即直接从沥青湖中提炼而来的，此种沥青较普通沥青贵50%。

2.使用“双面胶”减少裂缝

据了解，普通道路分为路基和路面两部分，总厚度约50厘米，但长安街分为防爆层、混凝土层以及两层沥青层，总厚度约120厘米。为让沥青层与混凝土结构更好地黏合，此次工程特地加了一层“双面胶”，即一种高黏高弹的改性沥青，这层沥青由市政路桥建材集团生产。“之前在西二环上曾用过美国产的，这次首次大规模使用国产产品。”

此材料可使两层更加黏合，减少路面裂缝，防止“两层皮”，也起到防水作用。

长安街大修总是成为新型路面材料推广应用的重要时机。1997年，长安街东段大修集中应用了玛蹄脂碎石混合料，提高路面耐久性；2009年长安街东段大修又重点应用了抗车辙技术。国产高黏高弹改性沥青路面材料这是此次大修的一大亮点。(记者黄海蕾)

【摘要】：沥青路面表面的集料是影响道路抗滑性能和耐久性能的重要因素。因此对沥青路面表面集料的磨损演化过程进行研究,建立评价准则和综合评价模型,为道路设计、施工、养护与行车安全提供理论和方法支撑,对交通安全、能源消耗及环境保护有着重大意义。本论文通过激光扫描逆向建模、有限元数值模拟、分子动力学模拟、MATLAB图像分析等方法,借助集料加速磨光试验、狄法尔磨耗试验、光学表面轮廓采集、扫描电子显微镜、X射线衍射试验等手段,从宏观到微观再到分子纳米等多个尺度,对沥青路面的表面构造、抗滑性能影响因素、集料的磨损退化机理和综合评价方法等进行系统性研究。主要研究内容与所取得成果如下:(1)在宏观尺度下,使用激光三维扫描仪,基于真实路面的宏观构造形貌逆向建模。将路面构造模型应用于有限元软件ANSYS中进行胎-路接触应力计算,得到了轮胎微观滑移时路面表面宏观构造的应力分布结果。基于有限元的应力分析结果,结合岩石疲劳损伤理论,使用疲劳分析软件FE-SAFE计算路面宏观构造疲劳寿命分布结果,对路面宏观构造的演化进行预测。同时,参考体积法测量路面构造深度的原理,提出了一种路面宏观构造的三维表征方法。根据不同深度下的模型体积和深度的比值计算三维特征参数ω,能够准确反映路面宏观构造特征随构造深度的变化情况。与现有的三维评价方法相比,结果准确的同时还能够包含更多三维特征信息,有助于分析和评价不同路面的表面抗滑性能。(2)在微观尺度下,对3种道路工程中常见的集料岩石进行了Wehner/Schulze加速磨光试验,得到了这些集料的抗滑性能试验结果。在磨光过程中使用光学表面轮廓仪测量了集料的表面微观构造形貌,根据测量结果计算了 12种反映不同纹理构造特征的形貌参数。比较不同集料形貌参数之间的差异,同时将集料不同磨光阶段的形貌参数与抗滑性能指标进行相关性分析,建立二次多项式回归模型,描述了集料的表面微观构造形貌特征与抗滑性能之间的关系。(3)对4种道路工程集料进行狄法尔磨耗试验,在试验过程中,将不同磨耗程度的集料拼接制作成PSV试件。使用摆式摩擦仪测量集料此时的磨光值,得到每种集料的磨光值随磨耗次数的变化趋势。通过对试验结果的处理和分析,提出了综合集料抗磨光性能和抗磨耗性能的评价方法,能够根据集料的试验结果,将集料的性能区分评价为良好,合理和较差,从而为道路工程中的集料筛选和集料掺配提供参考。(4)使用X射线衍射法对3种集料的主要矿物组分进行物相定量分析,比较了这几种集料中的矿物成分差异。结合这3种集料的加速磨光试验和狄法尔磨耗试验结果,基于灰色关联理论,分析集料的矿物组成与集料性能之间的关系。结果表明集料中钙镁组分矿物的组成比例对集料的抗滑性能和抗磨耗性能影响很大,在工程集料选择时可以通过比较集料中钙镁组分矿物的含量,定性地分析集料的性能。(5)根据由X射线衍射试验获得的集料矿物组成,建立能够代表集料材料的矿物分子模型,使用分子动力学模拟软件LAMMPS模拟了Wehner/Schulze磨光试验中,石英砂分子与集料矿物分子发生的粘着磨损现象。模拟结果与宏观的磨光试验结果保持一致,说明在分子尺度下集料表面矿物分子的粘着破坏磨损与集料宏观的抗滑性能和抗磨损性能有着密切的关系。研究成果细化了不同尺度下路面集料磨损演化的机理,能够将现有的对沥青路面抗滑性能的认识和评价向更深层次推进,为道路设计、施工、养护与行车安全提供理论和方法支撑。

【学位授予单位】：北京科技大学
【学位授予年份】：2018

【摘要】：沥青路面表面的集料是影响道路抗滑性能和耐久性能的重要因素。因此对沥青路面表面集料的磨损演化过程进行研究,建立评价准则和综合评价模型,为道路设计、施工、养护与行车安全提供理论和方法支撑,对交通安全、能源消耗及环境保护有着重大意义。本论文通过激光扫描逆向建模、有限元数值模拟、分子动力学模拟、MATLAB图像分析等方法,借助集料加速磨光试验、狄法尔磨耗试验、光学表面轮廓采集、扫描电子显微镜、X射线衍射试验等手段,从宏观到微观再到分子纳米等多个尺度,对沥青路面的表面构造、抗滑性能影响因素、集料的磨损退化机理和综合评价方法等进行系统性研究。主要研究内容与所取得成果如下:(1)在宏观尺度下,使用激光三维扫描仪,基于真实路面的宏观构造形貌逆向建模。将路面构造模型应用于有限元软件ANSYS中进行胎-路接触应力计算,得到了轮胎微观滑移时路面表面宏观构造的应力分布结果。基于有限元的应力分析结果,结合岩石疲劳损伤理论,使用疲劳分析软件FE-SAFE计算路面宏观构造疲劳寿命分布结果,对路面宏观构造的演化进行预测。同时,参考体积法测量路面构造深度的原理,提出了一种路面宏观构造的三维表征方法。根据不同深度下的模型体积和深度的比值计算三维特征参数ω,能够准确反映路面宏观构造特征随构造深度的变化情况。与现有的三维评价方法相比,结果准确的同时还能够包含更多三维特征信息,有助于分析和评价不同路面的表面抗滑性能。(2)在微观尺度下,对3种道路工程中常见的集料岩石进行了Wehner/Schulze加速磨光试验,得到了这些集料的抗滑性能试验结果。在磨光过程中使用光学表面轮廓仪测量了集料的表面微观构造形貌,根据测量结果计算了 12种反映不同纹理构造特征的形貌参数。比较不同集料形貌参数之间的差异,同时将集料不同磨光阶段的形貌参数与抗滑性能指标进行相关性分析,建立二次多项式回归模型,描述了集料的表面微观构造形貌特征与抗滑性能之间的关系。(3)对4种道路工程集料进行狄法尔磨耗试验,在试验过程中,将不同磨耗程度的集料拼接制作成PSV试件。使用摆式摩擦仪测量集料此时的磨光值,得到每种集料的磨光值随磨耗次数的变化趋势。通过对试验结果的处理和分析,提出了综合集料抗磨光性能和抗磨耗性能的评价方法,能够根据集料的试验结果,将集料的性能区分评价为良好,合理和较差,从而为道路工程中的集料筛选和集料掺配提供参考。(4)使用X射线衍射法对3种集料的主要矿物组分进行物相定量分析,比较了这几种集料中的矿物成分差异。结合这3种集料的加速磨光试验和狄法尔磨耗试验结果,基于灰色关联理论,分析集料的矿物组成与集料性能之间的关系。结果表明集料中钙镁组分矿物的组成比例对集料的抗滑性能和抗磨耗性能影响很大,在工程集料选择时可以通过比较集料中钙镁组分矿物的含量,定性地分析集料的性能。(5)根据由X射线衍射试验获得的集料矿物组成,建立能够代表集料材料的矿物分子模型,使用分子动力学模拟软件LAMMPS模拟了Wehner/Schulze磨光试验中,石英砂分子与集料矿物分子发生的粘着磨损现象。模拟结果与宏观的磨光试验结果保持一致,说明在分子尺度下集料表面矿物分子的粘着破坏磨损与集料宏观的抗滑性能和抗磨损性能有着密切的关系。研究成果细化了不同尺度下路面集料磨损演化的机理,能够将现有的对沥青路面抗滑性能的认识和评价向更深层次推进,为道路设计、施工、养护与行车安全提供理论和方法支撑。

【学位授予单位】：北京科技大学
【学位授予年份】：2018