车辆基地排烟风亭挡板结构形式对上盖建筑的影响研究

近年来,越来越多的城市轨道交通车辆基地采用了带上盖物业开发的形式。为降低风亭排出烟气对带上盖物业开发车辆基地上盖建筑的影响,提出一种车辆基地排烟风亭外部结构挡板及其工程应用方案,并通过数值模拟方法研究不同挡板形式、角度、宽度、长度及挡板与风亭间距条件下的上盖建筑处温度、CO浓度分布。研究结果表明:1)上盖建筑处的温度、CO浓度变化趋势一致,烟气中CO对上盖建筑影响大于温度,工程设计中应以CO浓度作为首要判断标准。2)上盖建筑受烟气影响程度与风亭挡板的结构形式密切相关,受挡板的引流作用与烟气自身热浮力的影响,在风亭排烟口外侧设置与风亭不相连的挡板可有效减少烟气对上盖建筑影响。3)随着挡板角度、挡板与风亭间距的增加,上盖建筑受烟气影响程度先减少后增加,建议工程中挡板角度不大于30°,挡板上沿与风亭间距介于0.4~1.6 m之间。4)随着挡板宽度与长度的增加,排烟口正前方建筑受烟气影响逐渐减少,但排烟口两侧建筑受烟气影响逐渐增加,建议工程中挡板宽度介于排烟口长度与风亭长度之间,挡板下沿与排烟口下沿齐平。

液体沥青混合料强度生成规律研究及性能优化

目的 探究液体沥青混合料路面的劈裂抗拉强度生成规律与性能优化方法,提高液体沥青混合料路面使用寿命。方法 采用傅里叶红外光谱鉴别110℃养生前后液体沥青官能团变化,确定粘结力形成机理;根据广义时温等效原理,研究两种级配混合料劈裂抗拉强度增长模型;再根据液体沥青混合料特性提出相应的性能评价方法和指标;最后从填料和外掺剂两个角度提出性能优化方案。结果 液体沥青粘结力提升的实质是稀释剂组分挥发的物理过程,Sigmoidal模型较好地反映液体沥青混合料劈裂抗拉强度生成规律;相对于AC级配,LB级配混合料性能更优,但两种级配混合料均存在水稳定性差、初始强度不足的问题,可采用添加水泥和矿粉的质量比为3∶7复合填料和聚合MDI添加量为3%的措施进行性能优化。结论 在添加水泥和聚合MDI后,LB-16级配液体沥青混合料的初始强度和水稳定性均满足使用要求。

基于180s劲度模量的低温开裂指数预测

提出了一种通过材料性能测试,预测5~10年状况下沥青路面实际开裂的方法。依托开裂指数同沥青材料低温性能的关系,利用CAM模型(一种数学模型)拟合得到了5类常用沥青的180 s劲度模量值,预测并提出了PAV(压力老化)状态下各类沥青的开裂指数。通过数据分析,验证了该种模拟方式预测的准确性。借助长吉高速实地芯样开裂情况调研,验证CI值(低温开裂指数)对沥青路面实际开裂水平的预测效果。结果表明,CAM模型下得到的沥青梁180 s模量计算方法简单,数据置信度高,预测得到的SBS改性沥青开裂指数与路面实际开裂水平一致,证明了利用沥青材料性能预测路面实际抗裂能力这一方法的可行性。依据规范提法,给出了五类北方常用沥青的CI值参考区间。

带上盖开发车辆段消防车道烟气控制研究

合理控制消防车道内烟气是保障带上盖开发车辆段疏散救援人员安全的基础,通过缩尺寸试验与数值模拟方法,研究不同消防车道边缘挡烟垂壁高度以及空间净高条件下顶部开孔率对车道内温度分布、烟气层高度的影响。研究结果表明:随着开孔率、挡烟垂壁高度、空间净高的增加,车辆基地消防车道内温度逐渐降低,烟气层高度逐渐增加。消防车道内温度分布受挡烟垂壁高度影响最大,开孔率次之,受空间净高影响最小,当挡烟垂壁高度为2.8m时,开孔率与空间净高对顶板下方温度影响较小。消防车道内开孔前后区域的温度分布受开孔率影响存在差异,开孔前区域温度受开孔率影响较小,而当开孔率由0增至5%时,开孔后区域内温度显著降低。消防车道内烟气层高度受空间净高影响最大,开孔率次之,受挡烟垂壁高度影响最小,空间净高为9.5m时,开孔率不少于5%或挡烟垂壁高度不小于2 m时,车道内烟气层高度满足消防救援需要;空间净高为7.5 m时,则需设置2 m高挡烟垂壁与25%开孔或2.8 m高挡烟垂壁与10%开孔。实际工程中,建议消防车道空间净高为9.5 m时在车道边缘设置2 m高挡烟垂壁并取消自然排烟孔,净高为7.5 m时设置2 m高挡烟垂壁与25%开孔。研究成果可为城市轨道交通带上盖开发车辆段的消防设计方案提供理论支持。

盾构隧道顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围研究

特长或超长盾构隧道中普遍应用顶部集中排烟模式。为了揭示隧道火灾顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围,经过全尺寸隧道现场热烟测试发现,集中排烟模式下烟气可以形成稳定分层且被控制在一定范围内。通过数值模拟方法研究了不同热释放速率、排烟量、排烟阀数量和间距情况下烟气层化高度和范围。研究结果表明:1)针对热释放速率为5~50 MW,不同热释放速率工况下排烟系统均能将烟气层化范围控制在一定距离内。随着热释放速率增加,烟气层化范围增大。排烟阀开启范围之内,热释放速率增大,烟气层化高度差距较小。排烟阀开启范围之外,热释放速率越大,烟气层化高度越低。2)针对热释放速率为50 MW,排烟量为120~260 m^(3)/s,不同排烟量工况,排烟阀开启范围内烟气层化高度变化小,开启范围之外烟气层化高度变化大。烟气层化范围随着排烟量增大而变小,可有效控制烟气分布区域。因此建议工程设计、运营过程中可在允许范围内提高排烟量。3)针对排烟阀间距为40~140 m,排烟阀数量为4~8个,增大排烟阀间距和增加排烟阀数量,会导致烟气层化高度降低,烟气层化范围增加,排烟阀数量对烟气层化高度和范围影响较大。

寒冷地区树脂沥青的材料设计与性能优化

针对树脂沥青展开了拉拔试验和小梁弯曲试验。采用正交设计和拉拔试验方法对影响树脂沥青性能的沥青含量、固化剂含量、树脂含量、固化时间和固化温度等因素进行了研究,并结合低温小梁弯曲试验确定出最佳的配比、固化时间和固化温度,再加入增韧剂提高树脂沥青的低温性能,从而实现其性能优化。研究表明:对树脂沥青拉拔强度影响程度排名为固化剂用量>沥青用量>固化时间>固化温度,且当采用固化时间为4 h、固化温度为120℃、固化剂用量为20%、沥青用量为30%、增韧剂用量为5%、松节油用量为2%时,能在保证其拉拔强度的同时也有较好的低温性能。

工程学科专业课程群课程思政体系建设与思考——以哈尔滨工业大学道路工程学科为例

遵循习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的重要讲话精神,坚持“立德树人”为课程思政之本,在改革方向、体系构建和队伍建设三个层面,凝练工程学科专业课程群课程思政改革的基本理念。基于马克思主义认识论,立足工程学科专业课程内涵构建课程思政体系,将工程背景、工程实例、工程历史、工程哲学、治学传统、学科历史等作为层级式课程思政载体,通过阐析各层级课程思政的主要元素,引导学生胸怀大局、立鸿鹄志、探寻规律,达到提升思想境界、厚植家国情怀的课程思政育人目标。阐述课程思政改革所取得的成效,指出学校和学科的深厚历史传统在高等教育人才培养中的重要作用。

半柔性混凝土路面水泥浆料的研发与性能评价

目的研发半柔性混凝土路面水泥浆的配合比并对其性能进行评价.方法鉴于影响水泥浆性能的因素众多,因此采用均匀设计法作为试验方法,进行不同配合比的水泥浆的性能测试试验,并且和目前商用的水泥浆的流动度和抗压抗折强度进行对比试验.采用统计软件对水泥浆的流动度和抗压抗折强度试验结果进行回归分析.结果商用的水泥浆流动度在36.0 s,不符合目标值的要求,而研发的水泥浆料具有更好的流动性,满足施工使用的要求.提出了最佳水灰质量比0.41,相较于商用的0.34的水灰质量比,0.41的水灰质量比能够减少水泥用量,从而降低半柔性混凝土路面的造价成本.结论研发的水泥浆与商用的半柔性混凝土路面材料性能对比具有更高的流动性和比较合适的抗折强度和抗压强度.

复合混凝土基体沥青混合料空隙率设计方法研究

为了准确设计复合混凝土路面基体沥青混合料的空隙率,进一步推广复合混凝土在国内的应用,文章讨论了传统主骨料空隙填充法(coarse aggregate void filling method,CAVF)的不足,并提出改进CAVF法;使用改进CAVF法设计目标空隙率为22%、25%、28%的基体沥青混合料的级配,以研究该方法的准确性;把目标空隙率为22%的基体沥青混合料的设计作为案例,验证改进CAVF法在基体沥青混合料设计中的有效性。结果表明:改进CAVF法明确了主骨料空隙率的测量方法,考虑了集料吸油率,设计出的基体沥青混合料空隙率误差在1%以内;采用改进CAVF法设计的空隙率为22%的基体沥青混合料性能满足要求。改进CAVF法可有效运用于复合混凝土基体沥青混合料的设计。

泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性提升原理与路用性能验证

泡沫沥青冷再生技术是沥青混合料回收再生利用的一种有效方式,为进一步提升泡沫沥青冷再生混合料的界面黏附性能,选取了三种材料对泡沫沥青冷再生混合料进行改性研究,从微观分子与宏观性能角度实现了对泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性提升原理的分析与性能验证。首先,选取氧化锌、偶联剂与抗剥落剂作为增强泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性的改性材料;其次,以扩散行为和剪切破坏强度为分析对象探究了泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性的提升机制;最后,对改性泡沫沥青冷再生混合料路用性能进行了验证。结果表明,对泡沫沥青冷再生混合料界面黏附性提升效果最显著的是偶联剂,其可以有效改善泡沫沥青冷再生混合料的疲劳性能、低温性能和劈裂强度,还使混合料具有极佳的扩散能力与剪切破坏强度;抗剥落剂对混合料的提升效果较好,高温时混合料的剪切破坏强度高于前者,但扩散性能较差;从能量变化角度分析,氧化锌对混合料的提升效果最好,但氧化锌总体改性效果一般。

多分支混沌变异的头脑风暴优化算法

头脑风暴优化算法是一种受人类群体行为启发的新型群智能优化算法。该算法通过模拟人类使用头脑风暴创造性解决问题的行为,在解空间中分析个体分布,并使用变异生成新个体,多次迭代求得最优解,具有较高的鲁棒性和自适应能力。针对头脑风暴优化算法精度较差、易陷入局部最优导致早熟收敛的缺陷,提出了一种多分支混沌变异的头脑风暴优化算法。该算法选取8种混沌映射,设计了一种多分支混沌变异算子。当原始算法陷入局部最优时,使用多分支混沌变异生成新个体,利用多种混沌运动的遍历性、随机性和多样性,扩大了混沌空间的范围,增强了算法全局搜索的能力。对10个经典测试函数的10、20、30维问题进行测试,并与原始头脑风暴优化算法、粒子群优化算法、遗传算法和布谷鸟搜索算法进行对比,实验结果表明,所提出的算法可以有效避免陷入局部最优,具有更高的稳定性和全局搜索能力。

沥青路面旧料精分离技术与大比例再生技术在高速公路中的应用

基于沥青路面旧料(RAP)精细分离、新旧沥青融合、全过程质量控制三项核心技术的研究,将旧料(RAP)掺加比例70%的超大比例厂拌热再生、旧料(RAP)掺加比例27%的SMA表面层再生、旧料(RAP)掺加比例100%的全比例冷再生微表处技术成功应用在了桓永高速公路路面维修工程中,再生沥青混合料高、低温性能均达到了规范对全新沥青混合料的指标要求,应用效果良好,社会经济环境效益显著。

具有加权特性的弹性网络聚类算法研究

聚类分析是数据挖掘中重要内容之一,也是人们分析数据的重要工具。针对聚类分析中存在易受噪声干扰、高维数据聚类结果不佳等问题,对弹性网络进行了加权聚类方向的研究。该算法考虑到数据集中各特征属性在聚类过程中不同的重要程度,重新构造关联数据点、聚类中心点的能量函数,利用弹性网络算法的求解模式,结合极大熵原理、模拟退火思想,提出一种具有加权特性的弹性网络聚类算法。该算法无需人工指导训练,便可以自学习地求解出高质量的聚类结果。通过不同维度、不同数量级的随机数据集和UCI真实数据集仿真实验,验证了算法的有效性和稳定性。相较于传统聚类算法,该算法显著提高了聚类质量。

具有中心移动特性的弹性网络聚类算法研究

运用神经网络算法求解聚类问题是近年来的研究热点。弹性网络算法(ENA)是一种强大的神经网络算法,但其主要用于旅行商问题,很少用于求解聚类问题。面向聚类问题的特点,调整并优化了弹性网络的结构,提出了具有中心移动特性的弹性网络聚类算法(CMENA)。该算法依据聚类的目标调整并优化了弹性网络的能量函数,通过新能量函数的最小化,控制聚类中心神经元的移动,得到聚类结果,具有聚类过程可跟踪,聚类结果稳定等优点。通过大量实验证明,该算法聚类结果统一,与其他常用聚类算法相比,聚类效果显著提高。

Crack Quantification of Bolted Joints by Using a Parallelogram Eddy Current Array Sensing Film

Crack monitoring at the bolt hole edge is one of the important focuses of aircraft structural health monitoring.In this study,a novel eddy current sensing film based on a parallelogram coil array is developed to quantitatively monitor the crack characteristics near the bolt hole with fewer layers and coils,compared with the existing methods.The parallelogram coil array configuration is designed and optimized to improve the quantitative monitoring ability of the crack.A 3×3 parallelogram coil array is used to quantify the crack parameters of aluminum bolted joints.Finite element simulation and experiments show that the proposed parallelogram coil array could not only accurately and quantitatively identify the crack angle at the edge of the bolt hole,but also track the crack length along the radial direction of the bolt hole and the depth along the axial direction.