道路沥青紫外老化及抗老化材料研究综述

道路沥青材料在使用过程中由于长期受到太阳光紫外辐射作用会产生紫外老化现象,并且这种现象在紫外辐射强度高的地区更明显。紫外老化会使沥青的物理特性和化学组成发生改变,从而导致沥青黏塑性上升、低温和疲劳性能下降、使用裂缝增加,进而劣化路面的耐久性、影响沥青路面的运营品质和服役寿命。为了防止和延缓紫外老化的产生和发展,可在道路沥青中添加抗老化材料以增强其抵御紫外老化能力,同时延长沥青路面的使用寿命并降低其性能的衰变速率。本文阐述了基于自由基和胶体理论的紫外老化机理;从处理方式、光源与辐射强度选择等方面介绍了室内模拟老化试验条件;总结了紫外老化对沥青物理和流变性能、组分构成、微观形貌、特征峰和官能团等宏微观特性的影响;归纳了现行抗老化材料的优缺点和使用情况。分析表明后期可在老化机理深度、试验方法标准化、室外老化监测、微观数值模拟、抗紫外老化剂针对性和抑制紫外老化措施等方面开展进一步研究。

基于集料力学特征与级配分形的沥青混合料抗滑衰变预测

以粗集料的力学指标、分形维数以及BPN作为研究对象进行数据采集,基于前馈神经网络算法与支持向量机算法,提出了一种新型路面抗滑性能预测模型.采用加速加载试验,记录沥青混合料在轮载作用下表面抗滑性能的衰减过程,并利用指数模型对轮载次数与BPN的数值关系进行拟合.通过灰色关联度分析和相关性分析,评估各项因素对沥青路面抗滑性的影响程度.基于主成分分析结果,设计了6种方案,用于前馈神经网络算法和支持向量机算法的训练、验证和测试.结果表明,不同类型集料呈现出不同的抗滑性能,石英砂岩最佳,玄武岩次之,石灰岩较差.磨光值与沥青抗滑性能衰减模型的关联性最高.前馈神经网络算法构建的模型表现更为稳定,R 2值约为0.8,展现出良好的预测能力.

基于DSR/BBR对橡胶高黏沥青流变及疲劳性能研究

利用废旧轮胎胶粉、G型高黏剂、基质沥青制备一种高黏度改性沥青,采用动态剪切流变仪DSR测试沥青高温流变性能及疲劳性能,利用低温弯曲梁流变仪BBR测试沥青低温蠕变劲度和蠕变速率。结果表明,G型高黏剂可以有效调节橡胶沥青各组分的比例,提高其弹性比例成分,并在橡胶沥青中形成网络结构,改善其胶体稳定性,大幅度提升橡胶沥青的高温抗变形能力、低温延展性、弹性恢复能力、应力敏感性、疲劳等性能,G型高黏剂在橡胶沥青中合适掺量为8%。较橡胶沥青而言,橡胶高黏沥青的黏度、高温稳定性、低温柔韧性、抗疲劳性能等大幅增加,可有效保障排水沥青路面的路用性能及使用寿命。

紫外老化对沥青化学组成与分子结构的影响

为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,通过对4种沥青分别进行4组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究紫外老化下沥青的4组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子结构指标对化学组成指标的表征,分析分子结构变化对沥青化学组成变化的影响。结果表明:紫外老化后沥青更趋于形成沥青质分子,而沥青质的转化来源主要为芳香分,且含量越高老化后的损失率越高;同时羰基和亚砜基会随着老化的时间增加先快速增加之后趋于平缓,其中羰基指数可表征沥青老化的产生,而亚砜基指数可评价沥青抗老化的能力。紫外老化下沥青芳香环会发生缩合程度增大、环烷基取代基增加以及氢的取代、结构异化等反应;同时高紫外光子能量也会使脂肪碳发生断键,断键的脂肪碳连接到芳香环上提高了化学稳定性。由表征分析可见,沥青的化学组成主要受芳香结构、支化度和芳香环系缩合指数的影响较大。

沥青断裂性能理论模型的建立与试验验证

为了评价沥青的断裂性能,根据弹性力学理论的相关知识建立沥青断裂性能的几何模型,将其分解为两个新构型的叠加,运用复变函数解法推导出沥青临界开裂状态的理论关系式,对其进行修正,得到含有中心穿透裂纹和不含宏观裂纹的沥青断裂性能的理论模型。以SK-70#基质沥青为原材料,分别进行单向拉伸试验、弯曲蠕变试验、表面能测试和断裂性能试验,量化模型参数,将试验数据进行拟合,根据拟合结果讨论沥青表面能与断裂性能的相关性,验证模型的合理性。研究结果表明:推导出的沥青断裂性能理论模型合理可靠,可引入板宽系数对模型进行修正;对于带中心穿透裂纹的沥青,其表面能可定性表征断裂性能,且表面能越大,断裂性能越好;对于无宏观裂纹的沥青,劲度模量和表面能共同决定其断裂性能。

应用LabVIEW高速搅拌轴状态信号特性分析

搅拌轴高速旋转,为整机的动力输入源,容易发生故障,通过状态信号监测迅速排除故障具有重要意义。根据高速旋转搅拌轴和整个装置的结构特点,设计状态信号监测系统,对关键位置点进行检测。应用小波分析技术对搅拌轴状态信号监测系统进行分析,基于LabVIEW虚拟仪器测试系统搭建状态信号试验测试平台;采用压电加速度传感器获取轴承座的竖直、水平方向及搅拌轴输入端的振动信号;利用平台对状态信号进行分析,进行自功率谱、共振解调和小波分解等分析处理;通过信号分析,检测搅拌轴轴承状态及不平衡或不对中现象,并对转轴的转速选择进行检验。分析结果可知:设备总体运行正常,个别搅拌轴有轻微不平衡或不对中现象;减速电机采用悬置增加了转轴的振动,同时也影响到整个塔身的振动;在转速选择上搅拌轴目前选择的转速偏低,转动过程中不能完全甩起搅拌链,为通过增加转速来提高脱硫塔的运行效率提供了有效依据。分析方法和分析结果为此类研究提供参考。

基于Halcon的焊缝识别技术研究

随着科技的不断发展创新,焊接技术依旧在工业生产中得到广泛应用。在焊接过程中,焊缝缺陷是很难避免的,如开裂、未熔合、堆积等问题,这些缺陷将会对焊接工件的外观及质量产生严重影响。传统的焊缝检测方法主要依赖于专业的焊接工程师来进行质量评估,但由于准确度受到了环境及光线等因素的影响,同时也存在主观性较强、检测效率低等问题。因此,通过引入机器视觉技术,可以有效地去除人为干扰,提高检测的准确率。本文提出了一种基于Halcon的焊缝缺陷检测方法。在图像采集部分,本文采用Kinect v2相机对焊缝进行采集,通过相机标定消除相机畸变及标定板角点的提取,从而获取高清晰度的焊缝图片,结果表明该方法能够有效地解决焊缝缺陷检测的精度问题。

微RNA在冠状动脉微栓塞后心肌损伤的研究进展

冠状动脉微栓塞(CME)多发生于急性冠脉综合征患者,因手术相关的动脉粥样硬化斑块破裂引发,可导致心律失常、冠状动脉血流储备减少以及心脏收缩功能障碍。CME后常规扩张冠状动脉、抗血小板和直接抽吸血栓的临床疗效不理想。研究发现,微RNA(miRNA)特异结合炎症反应、凋亡、自噬相关信使RNA的3’-UTR,最终影响CME预后。深入研究miRNA在CME发生和发展中的作用,不仅可以进一步了解CME后不良预后机制,还有助于为其药物治疗寻找新的靶点。

电力负荷建模数据处理方法和预测的研究

针对电力负荷监测系统采集的数据,根据电力负荷的纵向相似性和横向相似性特征,对突变的负荷数据进行了辨识和平滑修正,通过小波分解与重构的 Mallat 算法,修正负荷序列中的长期增长分量,减少了负荷长期增长对负荷预测精度的影响;对修正后的数据进行信号重构和预测,结果表明进行修正后的数据用于电力负荷预测,有效地提高负荷预测精度的影响。

基于ROS的双臂机器人的协同控制路径规划研究

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现运动路径混乱,无法满足实际需求。所以本研究改进了AABB包围碰撞监测算法,通过对空间六面体投影的重叠映射,检测机器人的运动路径是否存在碰撞。实验结果表明,该双臂按摩机器人在改进AABB算法防碰撞协调控制算法的保证下,实现了双臂主从协调的路径规划研究。

STAC沥青储存稳定性影响因素研究

为研究阳离子乳化沥青储存稳定性的影响因素,并建立各因素与稳定性之间定量关系模型,选用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)作为阳离子乳化剂制备阳离子乳化沥青,分析了不同因素对储存稳定性的影响。试验结果表明:当乳化剂用量为3.2%、沥青温度125℃、油水比5∶5、皂液温度55℃、皂液pH值=3时,制备的STAC沥青储存稳定性较好;采用灰色关联度分析,得到了各影响因素对系统的影响程度,发现在乳化剂用量优选条件下,沥青温度、油水比和皂液温度对乳化沥青储存稳定性影响较大;基于BP神经网络建立了影响STAC沥青储存稳定性因素与稳定性的关系模型,该模型具有较高的预测精度,可为该类型乳化沥青生产条件的确定提供指导。

混合化合物联合毒性研究进展

化合物在实际环境中往往以混合物的形式联合存在。本文以混合物联合毒性的研究进展为主线,简要介绍了污染物联合毒性的定性研究,重点概述了混合物联合毒性的定量研究,并总结了各定性定量方法的优缺点。发现对于反应机制不同、可能产生协同或拮抗作用的反应型混合体系的定量结构-活性关系(QSAR)的研究并不多见,指出需要加强混合物联合作用的定量研究,特别是要加强反应型混合体系的QSAR模型研究。

影响毛细管上升法测矿粉接触角的外因及解决方法

针对矿粉接触角测定试验中条件非标准化导致的试验结果重复性差、复现性差,及部分矿粉接触角无法测得的问题,根据试验原理并结合试验现象,对粉体柱密实度、滤纸层数及其包裹高度、浸渍液体选择等外因对矿粉接触角试验的影响进行了试验研究.研究表明:粉体柱的密实程度对矿粉接触角的离散性影响显著,密实度越稳定接触角离散性越小;玻璃管底部滤纸包裹层数及包裹高度、以及浸渍液体的选择等外因,对能否测得矿粉接触角有直接影响,并且对粒径较大的矿粉影响尤为显著;矿粉粒径越大,玻璃管底部需要包裹滤纸层数越多;玻璃管底部包裹滤纸的顶面需高出液面,选择表面能参数分量中色散分量非零的极性液体,以确保顺利测出粉体的接触角.

基于表面能的Sasobit~影响WMA劈裂强度机理研究

为解决掺入Sasobit温拌剂后温拌沥青混合料(WMA)劈裂强度降低的问题,首先从材料表面能角度,采用躺滴法测定了Sasobit温拌剂掺量(质量分数,下同)分别为0%,2%,3%,4%的沥青表面自由能,分析了该表面自由能及相关参数的影响;其次对应成型不同Sasobit温拌剂掺量下的沥青混合料马歇尔试件,并测定其劈裂强度、冻融劈裂强度;最后分析不同温拌剂掺量下的沥青混合料劈裂强度与沥青表面自由能之间的关系.结果表明:沥青混合料劈裂强度与沥青极性分量呈负相关,而沥青混合料劈裂强度与沥青色散分量呈正相关;Sasobit温拌剂的掺加使沥青的色散分量减小,极性分量增大;掺有Sasobit温拌剂的沥青混合料劈裂强度降低.

特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青高温车辙因子修正系数

通过对矿粉、特立尼达湖沥青(TLA)中灰分比表面积、沥青胶浆比黏附功及其高温车辙因子进行测试,研究了TLA改性沥青中灰分、地沥青对TLA改性沥青高温车辙因子的影响,进而提出了TLA改性沥青高温车辙因子修正系数.结果表明:TLA对基质沥青的改性作用中,15.08%来自于其内部灰分与基质沥青的胶结作用,84.92%来自于TLA自身对基质沥青的改性作用.此外,将TLA中的灰分和地沥青对基质沥青的改性效果进行了量化分析,得出在各温度条件下,灰分掺量或地沥青掺量对沥青胶浆车辙因子的影响情况.最后得出TLA改性沥青高温车辙因子应除以系数0.925 3以扣除灰分作为填料的影响.

矿粉表面能与其所含化学成分表面能关系模型

为探究矿粉表面能与其组成化学成分间的内在关系,通过灰色关联法与主成分分析法,以矿粉的化学成分质量分数为媒介,对采用毛细管上升法测得的5种矿粉、5种化学成分表面能之间的关系模型进行量化分析.结果表明:矿粉的表面能实测值与通过其化学成分表面能计算的计算值之间存在良好的关联度;提出了变化的矿粉表面能、化学成分质量分数与不变的化学成分表面能之间定量关系模型,通过该模型可对不同岩石加工的矿粉,在测得其化学成分质量分数后,直接计算得到矿粉的表面能,可为矿粉表面能在道路工程中应用的深入研究提供理论指导.

基于现场数据的混凝土桥面粗糙度评价体系

结合目前广泛应用于混凝土桥面的抛丸打毛工艺,对混凝土桥面粗糙度指标、层间粘结强度等指标进行测定,根据粗糙度与层间粘结强度的相关度确定混凝土桥面粗糙度评价指标,根据层间粘结较好工况确定粗糙度的技术要求,通过上述研究提出混凝土桥面粗糙度评价体系:试验方法为摆式摩擦系数法以及本文提出的3D灰度值法;评价指标及技术要求为打毛前后摆式摩擦系数增加量不小于7、3D灰度值增加量不小于12。

路用集料力学指标衰减规律及其相关性

通过对石灰岩、砂岩、玄武岩、花岗岩4种集料的磨光值试验、磨耗值试验、冲击值试验、压碎值试验、坚固性试验等试验进行了分析,并对几种集料的抗滑耐磨性能进行了研究。通过以上研究得出:在标准条件下所选用的几种集料的力学指标存在一定的相关性;本研究中使用的石灰岩、砂岩相当的石灰岩、砂岩作沥青路面抗滑表层的集料,在技术上是可行的;在交通量不大且地形平缓时,采用石灰岩作为抗滑表层的集料基本可以满足高速公路使用期内(大中修之前)的抗滑耐磨性能。通过以上各个方面的研究,从抗滑耐磨的角度综合分析、评价采用石灰岩、砂岩、玄武岩、花岗岩4种集料作为沥青抗滑表层材料的可行性。

基于黏附理论的TLA中灰分填料改性作用定量分析

为了研究湖沥青中灰分的改性机理与改性效果,分析了沥青及集料的表界面参数、沥青胶浆体系的黏附功以及高温车辙因子等几个影响因素。得出以下结果:粉体的比表面积与其粒径成负相关的趋势;粉体的表面能参数和粉体沥青胶浆的黏附功都随粉体粒径的减小而减小;在粉胶比相同的条件下,沥青胶浆体系中粉体的黏附功与比表面积是相关的。在此基础上,得出结论:用比黏附功来评价沥青胶浆体系的比黏附功更加科学;湖沥青中灰分对基质沥青的改性作用相对比较复杂,已探知的改性机理主要是通过其较大的比表面积、较高的比黏附功来实现的,同时该部分的改性作用约占灰分对基质沥青改性作用的15%,另外85%的改性作用的机理尚待深入研究。

用三轴气浮台进行混沌控制与反控制研究

以航天器姿态运动为工程背景,以三轴气浮台为物理实验平台,研究了混沌控制与反控制问题;提出了用外控制力矩进行混沌化,然后再将混沌控制信号施加于动量轮来进行混沌控制实验的方法;通过引入非线性解耦反馈,构造了一种易于物理实现的具有更强代表性的连续非线性系统,从中发现了一大类新的形态各异的混沌吸引子。