路用蓄盐除冰纤维配比设计及除冰性能确定

为解决道路凝冰问题,基于环保、经济、实用等原则,针对适用于沥青路面主动抗凝冰的蓄盐纤维填料的配合比进行设计,并对其相关性能展开研究。通过基于单纯形重心设计的融冰试验和电导率试验对蓄盐除冰材料配比进行探究,并基于融冰试验和冻粘剪切试验分析其除冰性能。试验结果表明:选用乙酸钠∶乙酸钾∶甲酸钠=7∶2∶1、复合有机盐∶纤维=3∶1为蓄盐纤维各种成分的最佳配合比;在融冰试验中,蓄盐纤维替换率为66%的除冰材料在较高负温下融冰速率能达到1022 g·(h·m 2)-1,表明其融冰性能良好;凝冰后,蓄盐纤维沥青混合料表面冻粘强度比普通沥青混合料下降33%,能够有效降低冻粘强度。基于最佳配合比,新型路用环保蓄盐除冰材料具有良好的融冰能力和除冰降粘功效。

基于实车路试的高速公路减速标线运行效果研究

为探寻高速公路减速标线设置对小客车的纵向运行特性的影响,明确减速标线的减速效果,以G50沪渝高速重庆段的3处减速标线区段为对象,开展了实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下的车辆速度、加速度和轨迹等数据,对比分析了车辆经过3处减速标线区段时的速度整体特征、幅值分布和变化模式;同时分析了纵向减速度变化特征;根据速度与加速度的组合示意图和纵向减速标线设置区段内速度的最大降幅、起止点的速度差异性,评价了减速标线的实施效果。结果表明:由于道路线形条件不同,3处减速标线区段的车辆行驶速度整体特征和变化模式存在差异,其中弯坡组合路段车辆速度存在波动,分为“近匀速—减速—加速—稳定—加速”的五阶段变化模式;减速度中位值和85%位值分别为0.123 m/s^(2)、0.225 m/s^(2)、0.185 m/s^(2)和0.346 m/s^(2)、0.513 m/s^(2)、0.489 m/s^(2)。减速标线主要有两方面作用效果:能够使车辆运行车速显著降低,或能够抑制车辆速度增加的趋势。研究成果为高速公路减速标线有效性评价及安全改善提供了基础数据支持。

行业性高校培养跨行业研究生的国际化路径

行业部委高校体制在20世纪90年代开始面临双重变奏,社会主义市场经济体系的构建和世界贸易组织的加入,迫使行业性高校走向综合性或跨行业的发展道路。传统行业性高校在某一领域和学科内的长期影响力与巨大的发展势能,使得后来者在跨行业培养人才转型时面临一定的难度,突破行业界限通常有国际化、产业研和联合培养三种途径,而国际化路径是我国高校跟跑阶段更加行之有效的战略选择。以西南交通大学道路工程领域研究生培养为例,结合研究团队二十年发展历程和研究生人才培养的经验,总结凝练行业性高校培养跨行业研究生人才的国际化战略路径选择,为行业性高校转型培养高层次人才模式提供参考。

季节性冻土地区隧间路段沥青路面温度场研究

为研究川藏季节性冻土地区冬季隧间路段沥青路面温度场变化规律,基于康定地区的现场温度观测数据,利用有限元仿真软件对隧间钢桥段和路基段进行了温度场分析。分析结果表明,隧间钢桥段和路基段路面结构温度分布特征有所差异;增大风速与考虑太阳辐射均使路面温度场变化幅度变大,风速从0.0 m/s升高到2.0 m/s,钢桥段和路基段路表最低温度分别下降了2.40℃和2.29℃,但温度变化速率随风速的增大而逐渐减小;受日照时间越长,温度振幅越大,但路基段温度受太阳辐射的影响程度明显大于钢桥段;不考虑风速和太阳辐射条件下,在h=0 cm处钢桥段比路基段最低温度小0.44℃,因此在冬季更易发生结冰现象。相关研究结论为类似工程提供了参考。

高等教育后发优势的国际经验与四川省“对标竞进”大战略的新时代实践

该文系统概述西方高等教育中心迁移的演进历史,全面回顾美国高校以后发之姿通过跟跑、并跑最后领跑的波澜壮阔的恢弘史诗,重点研究集聚发展快速崛起的发展经验,从高校集聚发展的结构性机制出发分析四川省针对高等教育“十四五”高质量发展的“对标竞进、争创一流”大战略。按《关于新时代振兴中西部高等教育的意见》的要求,结合《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》和四川高校“双一流”建设规划,围绕“对标竞进”战略平台推动高等教育高质量集群发展,进行基于国际经验、区域战略和同行实践的“对标竞进”政策效果分析和优先发展策略。该文对于高校更好地服务地方经济社会发展战略并形塑集聚发展态势提供一个案例式的路径选择。

高速铁路无砟轨道表面裂缝三维图像自动识别算法

无砟轨道表面伤损的自动检测技术是当前高速铁路检测与监测的关键技术。采用三维图像技术,将原始三维图像转换为二进制图,基于三维光影模型的轨道结构表面裂缝的三维图像识别算法,采用连通域分析与线性形态分析方法,了轨道结构裂缝识别中图像噪声消除算法,从而提高轨道结构表面裂缝自动识别的准确率。室内试验对比结果表明:课题组研发的高速铁路轨道表面伤损检测系统,可获得高精度的裂缝长度、宽度以及深度的数据信息,轨道板裂缝最大宽度的识别结果相对误差为6.25%、9.68%,裂缝长度的测试识别相对误差为1.39%、2.92%,平均深度的测试识别相对误差为15.69%、13.04%。采用提出的裂缝识别算法可实现100%准确率的裂缝自动识别。

基于三维光影模型的公路路面裂缝自动识别算法

针对公路路面裂缝的自动化三维图像识别技术的研究热点问题,为有效提高裂缝识别算法的准确率与可靠性,基于三维图像提出利用三维光影模型(3D Shadow Modeling)来实现公路路面表面裂缝的自动识别新方法.该方法利用裂缝区高度低于周边高度的特性,通过三维光影模型将裂缝投影为阴影区,继而通过对阴影的形态分析来识别裂缝,并采用连通域分析与线性形态分析方法,消除图像噪声.研究结果表明,采用本文提出的裂缝自动识别算法可以达到92.93%的路面裂缝自动识别准确率.

山区公路典型沥青路面结构容许横向沉降差研究

大量的研究表明,路基不均匀沉降导致上部路面结构在车辆重复荷载作用下出现早期的破坏,严重影响了路面服务性能,而现有的路面结构设计未考虑路基不均匀沉降对路面结构的影响。在以往对路基不均匀沉降研究的基础上,采用有限元程序ABAQUS分析了在路基发生不均匀沉降条件下,路面承受车辆重复荷载作用的动力学响应以及路面开裂的变化过程,引入损伤变量定量描述了路面的破坏过程,分析了路基横向沉降差对路面开裂的影响,并参照路基边坡稳定安全系数的定义及规范取值。在此基础上,提出了山区公路典型沥青路面结构的容许横向沉降差值为2.2‰,并建议将其作为路基路面结构整体设计的一个控制指标加以考虑,以避免路基不均匀沉降导致的路面早期破坏,从而提高山区高等级公路的设计及建造水平。

基于有限元分析的弯沉盆惰性点理论研究

采用有限元程序ABAQUS分别计算静载和动载作用下沥青路面的FWD理论弯沉盆,寻找理论弯沉盆中的惰性点,并与基于弹性层状体系理论计算回归公式得到的惰性点进行比较。结果表明路面结构的动、静荷载反应有明显的差别.如忽略动荷载和底基层的影响,则反算结果误差很大,不能满足工程要求。

用弯沉对路基压力注浆效果结构性评价

结合绵广高速公路路基病害压力注浆处治工程,通过对施工路段注浆前后的落锤式弯沉仪FWD检测,采用多种模量反算方法,对压力注浆效果进行了结构性评价。

短期老化对伸缩缝胶结料高温性能的影响

为研究短期老化时间和温度对沥青填充式伸缩缝(Asphalt Plug Joints,APJs)材料高温性能的影响,探索适合模拟APJs胶结料短期老化的试验方法,确定能够合理衡量APJs胶结料老化程度与短期老化后性能的试验方法与指标,结合文献与现场调研,确定了APJs胶结料短期老化的实验室模拟方法与操作流程,再通过多重应力蠕变恢复(Multiple Stress Creep Recovery,MSCR)试验对不同工况下一种应用较多的APJs胶结料(MUT)进行了测试。结果表明:增加老化时间与温度以及氧气的参与均会加重MUT材料的老化程度,短期老化对伸缩缝胶结料抵抗永久变形能力和高温恢复变形的能力均有较为突出的增强,并且短期老化对其高温性能的增强主要发生在老化过程的前120 min。利用MSCR试验对APJs胶结料高温性能进行研究时,可适当拓宽其试验温度范围,且J_(nr3.2)与R_(3.2)指标的评价效果较好,区分度较高。

典型高速公路路线运营油耗模型——以四川雅康高速为例

为建立更精确的高原高速公路路线运营油耗模型,以雅康高速为例,对改装油耗仪的小汽车进行实地油耗测量,并对所得油耗数据进行分析。研究发现:油耗主要与速度和纵坡坡度有关,其中油耗与速度成二次关系,与纵坡大致成正比例关系;1.6 L小排量轿车最佳经济车速约为90 km·h^(-1),雅康高速设计时速为80 km·h^(-1),说明雅康高速设计具有良好的燃油经济性;纵坡率每增加1%,小汽车相应油耗增加约1.4 L·(100km)^(-1)。以此建立油耗与速度成二次关系、与纵坡成一次线性关系的油耗综合模型,通过对比分析,验证该模型具有良好的适用性。

移动荷载下含纵横向双裂纹沥青路面复合断裂特性

为了研究移动荷载作用下沥青路面的复合开裂的变化规律,基于断裂力学及有限元数值模拟方法,考虑沥青面层材料的粘弹性,分别研究了移动荷载作用下不同双裂纹间距、不同反射裂纹深度对面层top-down(纵向)、基层反射(横向)裂纹应力强度因子的影响,探讨了其开裂扩展特性,评估了不同移动荷载状态下面层topdown裂纹的断裂疲劳寿命.结果表明:移动荷载作用下,面层top-down裂纹以Ⅱ型扩展为主,在单裂纹及双裂纹间距为0时,分别对应其扩展最严重与最轻微情形,但双裂纹间距及反射裂纹深度对其扩展影响较小;对于基层反射裂纹,当双裂纹间距为400 mm时,最易发生Ⅰ、Ⅱ型开裂扩展,随着反射裂纹深度的增加,扩展程度也逐渐增大;不同移动荷载状态下的top-down复合型裂纹断裂疲劳寿命长短顺序为:高速最长,次之静态、低速制动最短,制动情形下的疲劳寿命仅为高速情形下的20.4%.

基于多特征检验的三维沥青路面裂缝检测

针对由裂缝对比度低、路面纹理复杂多变等因素引起的沥青路面三维图像的裂缝检测精度低的问题,对原始三维裂缝图像进行尺寸降维、灰度校正、高斯滤波等预处理;然后以图像截面为研究对象,分别对4个方向的截面依次进行特别设计的倾斜度、高斯分布、边缘梯度3种特征检验,从而获得裂缝截面;接着对各个方向的裂缝截面进行融合和去噪,获得完整的裂缝二值图像;最后,根据路面粗糙度的高低,变化高斯分布特征检验中的相关参数,实现裂缝的高精度检测.研究结果表明:提出的算法能达到89.19%的准确率、93.69%的召回率及91.06%的F值,优于基于三维光影、种子识别的典型三维图像裂缝检测方法.

新型改性沥青填充式桥梁伸缩缝粘结特性试验研究

选用一种新型无缝伸缩缝专用胶结料,制作改性沥青填充式桥梁伸缩缝混合料与水泥混凝土梁端粘结复合小梁,应用直接拉伸试验方法,进行了界面粘结特性试验研究,分析了不同温度条件、不同界面特性对界面粘结性能的影响规律与失效状态,解释了失效原因.结果表明:(1)温度对粘结性能影响显著,温度升高,粘结强度逐渐减小,但不同温度区间递减规律不同,温度越高,递减越缓;(2)界面粗糙化处理对粘结性能具有改善作用,但不同温度条件下的改善效果不同,低温明显,高温甚微;(3)不同温度状态下,粘结失效特征不同,低温"脆裂",常温"扯裂",高温"粘裂".

考虑层间状态的沥青面层动应变疲劳数值分析

为确定沥青层疲劳寿命与层间接触状态、温度和轴载荷等因素之间的关系,运用ABAQUS有限元软件,建立了考虑层间状态的沥青路面结构数值计算模型,分析了这些因素对沥青层底动应变的影响规律;通过引入常用的沥青路面疲劳寿命模型,构建了适用于半刚性沥青路面的沥青层或超薄路面的沥青层在多因素作用下的疲劳方程一般表达式,确立了沥青层疲劳寿命与各影响因素间的作用关系及其最不利点位.研究结果表明:层间结合系数、温度、轴载荷均对沥青面层疲劳寿命具有明显影响,且分析点位不同,影响程度不同;加强层间粘结能显著提高沥青面层疲劳寿命,在最不利分析点位处,当层间结合系数由0.5增大到0.7时,疲劳寿命提高13.6倍.

基于高精度激光断面高程的沥青路面MTD测量

为实现沥青路面构造深度非接触式自动测量,借助三维激光技术提出了一种基于断面高程的沥青路面构造深度测量方法.采用高精度三维激光扫描仪,采集不同级配沥青路面纹理高程数据,通过数字图像处理技术和平均曲率流光顺算法,提取并处理路面断面高程轮廓.结合蒙特卡洛期望法估算断面构造深度,实现平均构造深度测量,利用铺砂法进行对比验证,并与摆式摩擦仪测量结果进行相关性分析.试验结果表明,针对不同级配沥青路面,采用所提方法与铺砂法测量的MTD值的相对误差均小于等于6.63%,与抗滑值的相关系数高达0.97.

沥青路面表面纹理三维高精度激光非接触式检测

为实现沥青路面纹理构造高精度自动检测,借助三维激光技术实现路面纹理三维重构,提出模拟铺砂的沥青路面构造深度测量方法.首先采用高精度三维激光扫描仪获取雅康高速公路沥青路面0.1 mm精度三维高程数据,同时人工铺砂法获取对应区域的宏观构造深度值;其次通过数字图像处理技术实现重构沥青路面三维云图并进行数据噪声处理;最后设计四连通多种子组合填充算法,实现在滤波后的三维路面纹理云图上自动铺砂并获取路面纹理宏观构造深度值.研究结果表明:模拟铺砂测量方法与人工铺砂法测量的平均构造深度(MTD,M)的平均绝对误差为0.052 mm,两者相关系数为0.96.研究成果验证了用非接触式路面纹理测试替代现有的接触式路面摩擦性能测试的可行性,为道路交通安全网级监测与管理奠定基础.

斜坡路基沥青路面结构动力响应分析

斜坡地段公路的主要破坏形式是斜坡路基的稳定和沥青路面的纵向开裂。斜坡路基沥青路面的力学行为因其特殊的结构形式有其显著特点。现场调查表明轮载动力作用直接影响斜坡路基稳定及上承路面结构的响应。采用有限元软件ABAQUS建立了斜坡路基路面动力计算模型,分析了车辆荷载作用下斜坡路基动应力、路表弯沉以及基层层底拉应力的变化规律,重点研究了车辆轴载、行车速度、面层刚度、面层厚度、基层刚度、基层厚度、路基模量等外加荷载状态、路面层状组合与材料力学性能方面的参数对斜坡路基沥青路面结构动力响应的影响。分析认为斜坡路基填筑质量、基层厚度和动力作用对路面响应具有重要影响,设计、施工和管理中必需采取有针对性的措施以防止路面的早期破坏并保证路面的长期使用性能。

Thiopave改性沥青混凝土综合试验研究

采用具有温拌效果的新型沥青混凝土改性剂Thiopave,进行室内材料性能试验以及现场试验路段测试,对比分析了Thiopave改性沥青混凝土的各项性能参数.结果表明:当Thiopave改性剂的掺量增加时,改性沥青复数剪切模量和车辙因子均增加,温度敏感性、高温稳定性能均有增强;综合多项性能及成本考虑,Thiopave改性剂掺量为30%(质量分数)左右时相对较优;Thiopave改性剂能改善沥青混凝土的高温性能及抗水损害性能;西南山区典型高速公路试验路段运营5a以来路用性能良好,验证了Thiopave改性沥青混合料的综合性能.