透水水稳碎石孔隙率和排水系数理论与实测误差分析

通过理论计算透水水稳碎石的孔隙率、排水系数,并与实测值进行对比,研究不同级配和不同水泥剂量对透水水稳碎石透水性能的影响。结果表明:设计孔隙率小于15%时透水水泥稳定碎石孔隙率、排水系数理论值与实测值之间有较大的误差,孔隙率大于18%时透水水泥稳定碎石的计算孔隙率、排水系数与实测值较为相符。当水泥剂量为5%~7%时,Elsayed经验公式可以较好地预测透水水泥稳定碎石的孔隙率和排水系数,灰剂量大于7%时影响了水稳碎石的连通孔隙,对其排水能力影响较大。

前悬架硬点优化设计

针对前悬架性能的优化问题,提出一种基于近似模型并用响应面法和改进NSGA-Ⅱ遗传算法相结合的方法对前悬架进行优化设计。利用ADAMS/Car建立双叉臂前悬架动力学仿真分析模型,在Insight中对悬架的硬点参数进行灵敏度分析,选择出灵敏度大的设计参数,并建立响应面近似模型,运用改进NSGA-Ⅱ算法对悬架进行硬点优化设计。结果表明,优化后的前轮定位参数在车轮跳动过程中的变化量明显减小,悬架的性能得到很好的提高,该设计方法实现了悬架硬点的优化,为悬架的优化设计提供了依据。

超高性能轻型组合桥面UHPC-沥青面层层间黏结性能研究

UHPC下承层与沥青面层牢固黏结对延长桥面使用寿命,避免滑移、脱层等病害十分重要.采用有限元分析和室内试验,研究不同类型黏结剂、环境温度等对UHPC-沥青面层层间黏结性能的影响.复合试件剪切试验和拉拔试验表明:环境温度对UHPC-沥青面层层间强度有较大影响,高温(60℃)下层间黏结强度较常温(20℃)时有显著下降;KD-HYP环氧、202环氧较环氧沥青、壳牌HV、橡胶沥青表现出更佳的黏结性能;环氧沥青高温黏结性能优于壳牌HV、橡胶沥青,但常温下三者无明显差别.洞庭湖二桥有限元仿真计算得出,UHPC-SMA层间最大剪应力在20℃(常温)和60℃(高温)时分别为0.696MPa、0.422MPa,层间最大法向拉应力分别为0.167MPa、0.152MPa.研究表明,洞庭湖二桥在超载、紧急制动及动荷载等最不利荷载组合下,KD-HYP环氧和202环氧能满足常温和高温条件下层间黏结性能要求,并且具有足够的安全储备;而壳牌HV、橡胶沥青和环氧沥青无法满足高温层间黏结性能要求.

碱侵蚀对玄武岩纤维沥青性能影响改善研究

为增强玄武岩纤维(BF)在沥青中的加筋及增强效果,采用1.0 mol/L及2.5 mol/L的Na OH溶液对BF进行表面处理,通过环境扫描电镜和红外光光谱试验对其表面细观形貌进行了细观观测,原样BF表面光滑,Na OH处理后的BF呈现明显的皮芯结构,且随着Na OH的浓度及处理时间的增加,BF的羟基含量越高;通过软化点、5℃延度、车辙因子及环境扫描电镜试验等,研究了玄武岩纤维沥青的高、低温性能及拉拔断口形貌,随着BF的侵蚀程度越大,玄武岩纤维沥青性能越好,且得到了Na OH对BF侵蚀的最佳处理时间和浓度分别为45 min、2.5 mol/L。

水性环氧乳液的制备与MS-2型微表处性能

以环氧树脂E51和聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)为原料,通过相反转法制备水性环氧乳液,通过探究PEG相对分子质量和乳化剂用量对乳液的黏度、粒径以及稳定性的影响,筛选出综合性能最佳的水性环氧乳液,并分析该乳液固化后水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)的热稳定性、微观结构。使用荧光显微镜探究水性环氧树脂与乳化沥青的相容性,并得出最佳的水性环氧树脂质量掺量。在此基础上制备MS-2型水性环氧树脂改性乳化沥青微表处,考察不同水性环氧树脂改性乳化沥青制备方法、不同固化剂种类对微表处混合料施工性能和路用性能的影响,并分析自制乳液和市售乳液的性价比及对应微表处性能的性价比。结果表明,当PEG相对分子质量为6 000、乳化剂质量掺量为20%时得到的水性环氧乳液综合性能最佳,对应的水性环氧树脂具备优异的热稳定性和良好的微观结构。水性环氧树脂质量掺量为6%时得到的水性环氧树脂改性乳化沥青相容性最好。最佳的水性环氧树脂改性乳化沥青制备方法是水性环氧乳液与乳化沥青混合后再加入水性环氧固化剂;相较于基础胺类固化剂,水性环氧固化剂制备的微表处具有更加优异的综合性能。自制水性环氧乳液性价比高于市售乳液,具备较好的应用价值。

基于改进响应面法的电缆碳纤维增强复合材料集成构件电缆埋置位置优化

针对电缆碳纤维增强复合材料(CFRP)集成构件中电缆埋置位置参数难以确定的问题,建立了集成构件的有限元分析模型和电磁兼容分析模型,提出了一种采用改进响应面法来求解电缆埋置位置参数优化问题的方法。利用该方法,综合考虑电缆的力学性能、电磁兼容性能和制造约束条件,预测得到了一组高质量的电缆埋置位置参数。验证结果表明,使用这组参数得到的集成构件能满足所有的约束条件,所有响应的预测值与实际值的平均误差仅为3%,且埋置电缆对CFRP基体力学性能的影响很小。

水泥混凝土路面预防性养护性能改善模型研究

为研究水泥混凝土路面处于不同路况时实施某类养护对策的路面性能改善规律,进而解决预防性养护行为效益难以量化等关键性问题,基于VISUAL BASIC聚类分析方法以及依托工程的大量检测数据进行性能改善模型的构建,研究结果表明:表征路面养护行为瞬时性能改善程度的路面性能突变值具有较好的可预测性,性能突变值与养护前的国际平整度之间普遍具有显著的线性相关性,而养护前后国际平整度比值与养护前的国际平整度之间的相关性普遍相对较差,研究结果可为水泥混凝土路面预防性养护时机的高效切入及养护成本效益分析提供重要的理论基础,并具有重要的工程应用价值.

浙江省高速公路路面温度预报模型性能检验及应用

基于地表能量守恒方程和陆面模式土壤温度计算模块,建立高速公路路面温度预报物理模型。利用2014年6月1日至2015年5月31日8个常规气象观测站和6个交通自动气象监测站逐小时观测资料对模型预报产品进行评估检验,结果表明:预报效果随提前量的减小而提高,常规站(交通站)提前1h和6h预报的平均绝对误差分别为1.64℃(1.82℃)和3.27℃和(3.69℃)。由模型对输入气象要素的敏感性分析得出:模型对2m气温最敏感,其次是相对湿度、总云量,且敏感性随着预报提前量的增加而增强。结合浙江省快速更新同化系统数值预报产品,建立浙江省高速公路路面温度预报系统,为全省提供逐12h更新、12h预报时效的逐小时高速公路路面温度精细化预报,系统提前1h和11h预报常规站(交通站)的平均绝对误差分别为2.81℃(3.23℃)和2.50℃和(2.93℃),系统对极端高(低)温预报具有较高的预报技巧。

沥青混凝土格栅层在城市水泥路面改造中的应用

以贵溪市建设大道、站前路、雄石路改造为例,介绍玻璃纤维格栅的技术性能指标及其施工工艺,旧路面防治处理,分析加铺沥青混凝土格栅层路面路用性能改善分析。

酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究

为增强玄武岩纤维(BF)在沥青中的加筋及增强效果,选用1. 0 mol/L和2. 5 mol/L的盐酸(HCL)溶液对BF表面进行侵蚀处理,通过环境扫描电镜(ESEM)试验和红外光光谱(FTIR)试验对其表面微观形貌进行观测分析,原样BF表面光滑,HCL溶液侵蚀处理后,BF呈现整体侵蚀,表面形成硅酸胶层,-OH含量有所增加;通过软化点、5℃测力延度及ESEM试验等,研究了玄武岩纤维沥青的常规性能及拉拔断口形貌,随着HCL溶液浓度及处理时间增加,BFA的性能基本呈先好后坏的趋势,从BFA断口处明显可以看出酸溶液处理后的BF表面裹覆了一层薄薄的沥青膜,且得到了HCL溶液处理BF相对较优的方案为:溶液浓度为2. 5 mol/L,处理时间为20 min。

沥青路面横缝发展对路面结构性能的影响研究

沥青路面随着服役年限的增加,路面横缝呈现逐年递增的趋势,在不同区间、段落内,横缝分布的密集程度不同。本研究结合相关工程,对不同横缝密集程度区间段落的路面结构性能展开研究。同时对路面横缝产生后对道路结构性能的影响(就路面裂缝产生后对道路结构性能的影响)进行试验研究。研究结果显示:沥青路面横缝周围0.3m范围内结构破坏最为严重,基层水泥稳定粒料抗疲劳性能基本丧失。

基于灰熵分析法研究沥青-集料的黏附性能

基于表面自由能理论,利用接触角测量仪测定不同沥青、集料与已知试剂的接触角,通过相关公式计算并对比不同沥青-集料系统的黏附功和剥落功,研究不同因素对沥青-集料系统黏附性能的影响;对各影响因素进行灰关联熵分析,以确定各因素对沥青-集料系统黏附性能的影响程度。结果表明:不同沥青-集料系统具有不同的黏附功和剥落功,即具有不同的水稳定性;原材料中,沥青黏度越大,与集料的黏附性越好;而集料则表现为pH值越大,与沥青黏附性越好。外界环境影响因素中,除冰盐浓度越大、冻融循环次数越多、老化越严重,沥青-集料的黏附性越差。灰关联熵分析结果表明,影响沥青与集料黏附性的因素中,按其影响程度强弱从大到小排序为集料种类>沥青种类>盐浓度>冻融循环次数>老化水平。因此,在道路工程中不仅要合理进行配合比设计以严格控制空隙率,还应选择黏度较大的沥青和pH值较大的集料,此外应严格控制除冰盐的用量。

基于表面自由能的煤直接液化残渣改性沥青性能分析

为评估煤直接液化残渣(DCLR)改性沥青的微观性质及其与典型集料的匹配性,基于表面自由能理论,采用插板法对3种DCLR改性沥青、1种天然改性沥青以及1种基质沥青的表面能进行测试,并分别得到对应前进及后退过程的2套表面能参数,结合蒸气吸附法测试得到的2种典型集料的表面能参数,进一步计算得到沥青自身的内聚结合能以及有水、无水条件下沥青-集料组合的黏附结合能。通过与天然改性沥青及基质沥青对比,采用表面能指标量化评价了DCLR改性沥青的愈合及抗内聚开裂性能及其与典型集料组合的愈合性能、抗黏附开裂性能以及水稳定性。结果表明:3种DCLR改性沥青与集料组合的水稳定性均优于基质沥青,且7#DCLR改性沥青的抗内聚开裂性能及与集料组合的抗黏附开裂性能最好。

基于Morgenstern-Price法和改进径向移动算法的边坡稳定性分析

为了能够准确确定边坡的非圆弧临界滑动面位置及其相应的安全系数,采用一种新的启发式优化算法——径向移动算法,对边坡进行稳定性分析。通过调整原算法中的数据结构,增强粒子的自反馈能力,提出改进径向移动算法(IRMO)。安全系数的求解采用严格的Morgenstern-Price法,应用Newton-Raphson法,建立了满足条间力平衡与力矩平衡的Morgenstern-Price法中安全系数F和条间力参数λ的迭代计算公式。基于Morgenstern-Price法,采用IRMO算法对边坡稳定性进行分析,通过2个典型边坡算例和1个复杂海堤边坡实例,从稳定性、精确性、计算效率等多个角度将IRMO算法与未改进的径向移动算法进行对比论证,同时将IRMO算法与粒子群算法、改进粒子群算法等其他算法进行对比分析。结果表明:相比未改进的径向移动算法,IRMO算法连续搜索20次临界滑动面的结果重叠度更高,证明IRMO算法稳定性更强,IRMO算法的安全系数值随代数收敛的速度更快,证明IRMO算法的计算效率更高;与粒子群算法、改进粒子群算法等启发式算法相比,IRMO算法搜索到的临界滑动面位置与其他算法一致,安全系数计算结果更接近裁判答案,标准差也最小,证明IRMO算法在边坡稳定性分析问题上更具可行性与优越性;通过海堤边坡实例的分析,IRMO算法得到了该边坡合理的安全系数值和临界滑动面位置,表明该算法能够正确评估边坡稳定程度,可以应用于实际工程中。