基于Matlab程序对干湿状态下沥青路面磨损情况的定性定量分析研究

基于福州滨海新区施工建设的沥青路面工程,在通车使用过程中发现路表面出现磨损松散病害,一定程度上影响了交通行车安全性和路面的服役寿命。因此,对福州滨海新城10条沥青路面进行磨损调查,观测沥青路面在干湿状态下的磨损情况,并采用Matlab程序对干湿状态下的磨损图像进行二值化处理和分形维数计算,通过统一的标准定性定量分析沥青路面的磨损情况。

基于圆形商业大平台的铺装层材料优化设计

文章依托焦作国际太极拳文化交流中心暨全民健身中心室外工程,针对圆形商业大平台铺装层设计潜在的雨雪天湿滑、材料浪费、加工困难等问题,提出了基于火烧面花岗岩的优化设计方案。实践表明,文章提出的施工方案既能规避安全风险,又能提升施工效率及外观效果,对圆形平台的相关设计具有借鉴意义。

高黏沥青的制备及其混合料路用性能研究

以乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚酮、低密度聚丙烯、PTW树脂及助剂通过接枝反应研发的高黏改性剂进行高黏沥青的制备及高黏沥青混合料SMA-13路用性能研究工作。通过荧光显微和红外光谱试验,揭示了高黏改性剂的改性机理;通过60℃动力黏度、布氏黏度、针入度、软化点、延度试验对高黏沥青的黏度、物理性能和存储稳定性进行评价;利用不同掺量的高黏改性剂进行干法高黏混合料的制备,并与湿法高黏混合料及SBS改性沥青混合料进行路用性能对比。结果表明:高黏改性剂与沥青有着良好的相容性;高黏沥青中出现了新的吸收峰,改性剂对沥青存在化学改性作用;高黏沥青的黏度和物理性能随着改性剂掺量的增加而提升,各掺量高黏沥青存储稳定性良好;湿法和干法工艺下,以该改性剂制备的高黏沥青混合料均有较好的路用性能;干法应用时,改性剂存在一最佳掺量约为沥青质量的11%,在此掺量下,干法工艺制备的高黏沥青混合料的路用性能略低于湿法工艺。

减速度非线性变化对制动距离影响分析

为避免减速度线性变化的假设造成制动距离计算值与实测值之间的偏差,回归了减速度与时间非线性关系式,并推导了减速度非线性变化时制动距离计算公式.建立轮胎-路面三维有限元模型,计算了在干燥与潮湿2种路表状况下制动减速度线性和非线性变化时的制动距离.结果表明:减速度线性和非线性变化计算所得制动距离,对于干燥路表差别不大,潮湿路表则差别十分明显;在潮湿路表状况下,相比于非线性变化,线性变化所得结果往往偏小,说明在分析水膜润滑导致制动距离延长方面,考虑线性变化的制动减速度是不合适的.

基于轮组效应湿滑跑道飞机轮胎-水膜相互作用研究

湿滑跑道严重影响着飞机的起降安全,其根本原因就是水膜与轮胎相对运动产生的流体动力会使飞机的行驶姿态发生改变。基于弹性流体动力润滑理论,参考多种机型,并以波音737的主起落架为研究对象,运用流体分析软件Fluent建立带有纵向花纹的轮胎接地断面二维有限元模型,模拟轮胎受水流冲击的过程。提出了轮组效应,确定了适用于不同机型轮胎的流场分析计算域;并对飞机轮胎滑水现象进行参数影响分析。研究结果表明有沟槽轮胎所受压强值比无沟槽轮胎相同部位压强降低80%左右;轮胎受到的流体压力随着水流速度的增大而增大;在一定范围内沟槽宽度的增加在增大排水通道面积的同时显著降低轮胎受到的冲击压力;轮组轮胎前后轮所受的压强值差异性很大,前轮起到主要的"抗水"作用。

湿滑跑道飞机着陆轮胎-水膜-道面相互作用

基于飞机在湿滑跑道着陆时轮胎-水膜-道面相互作用流体力学平衡,得到道面积水水膜厚度、飞机行驶速度和轮胎花纹沟槽深度为动水压强的主要影响因素。以波音737-800的主轮胎为主要研究对象,建立轮胎-水膜-道面相互作用三维模型,基于Fluent软件建立三者相互作用有限元分析模型,采用流体体积函数(VOF)法获得轮胎迎水面水流分布情况和平均动水压强,利用上述有限元模型对动水压强影响因素进行规律性分析,得出动水压强的显著影响因素为道面积水水膜厚度和飞机行驶速度,动水压强与水膜厚度及行驶速度呈正相关,水膜厚度大于3 mm时水膜产生的动水压强增长较快,等于12 mm时动水压强达到并超过胎压(1.47 MPa),存在滑水风险。行驶速度小于100 km/h时,动水压强值小于胎压,不存在滑水风险。基于上述分析结果建立动水压强与水膜厚度、行驶速度和轮胎花纹沟槽深度之间的相关关系式,考虑着陆升力的影响,获得不同降雨条件下波音737-800临界滑水速度及着陆距离延长值,为飞机着陆安全行驶提供重要理论依据。

湿滑路面上子午线轮胎的爬坡性能分析

应用流体力学和动量定理建立了水滑坡面上的行驶临界速度理论公式,介绍了子午线轮胎-水膜-坡面的有限元建模过程。通过对比水平地面和一定倾斜度路面的轮胎接地变形规律,分析了水滑路面上轮胎的爬坡性能,得出了轮胎载荷与倾角的关系。同时比较了倾斜角α=3°和α=8°时随行驶速度的增大轮胎与地面接触力的变化过程,并预估了坡面上的水滑临界速度。

子午线轮胎在水滑路面上的速度分析

介绍了轮胎水滑现象的主要过程,通过仿真轮胎在干、湿路面上的行驶过程,比较了这2种情况下随汽车行驶速度的增大轮胎与地面接触力的变化,并应用动量定理建立动力水滑临界速度公式,得出了轮胎水滑临界速度与充气压力及载荷之1/2次方成正比的关系。

湿拌条件下PR PLAST.S抗车辙剂对沥青及沥青混合料的影响

为研究PR PLAST.S抗车辙剂对沥青及沥青混合料的影响,采用沥青高速剪切机制备PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青,测定各项性能指标及其离析程度,通过路用性能试验验证PR PLAST.S抗车辙剂对沥青性能的影响,对比干、湿拌法所制备的PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料的高、低温性能以分析PR PLAST.S抗车辙对沥青混合料中的改性机理。试验结果表明,PR PLAST.S抗车辙剂的掺入能显著提升沥青的软化点,同时降低了针入度、延度以及感温性;PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青存在严重的离析问题;湿拌法PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料高温性能优越,低温稳定性不突出,但仍有一定的提升;由于AC-13型沥青混合料的悬浮密实型的结构特点,干拌条件下沥青混合料中抗车辙剂的双重改性作用没有得到充分发挥,高、低温性能均差于湿拌法PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料。

湿滑道面飞机着陆滑水风险量化分析

基于飞机机载记录仪数据和临界滑水速度提出滑水风险量化指标,将飞机接地滑行全过程纳入滑水分析范围;建立着陆阶段飞机轮胎⁃积水道面流固耦合仿真模型,考察道面积水分布及接地位置横向漂移影响,以空客A320为代表机型开展案例分析。结果表明,着陆阶段飞机轮胎临界滑水速度较起飞阶段低12%~18%,滑水事故风险更高;道面横坡引起积水不均匀分布,跑道边缘滑水风险高于中线区域;临界滑水速度及滑水风险指标均为关于接地位置横坐标的函数;同等降雨强度条件下滑水风险概率随飞机接地横向分布标准差增大而减小;增大横坡度可加快道面积水排除,2.0%横坡度工况较1.5%时滑水风险降低5.1%~5.6%;降雨强度与飞机滑水风险正相关,由0.8 mm/min增大至2.5 mm/min时滑水风险指标增加约13.1%;该滑水风险量化分析方法可定量描述飞机着陆环境变化影响,滑水判定方式有明显改进。

考虑干湿循环路径的石灰改性红黏土路用性能试验研究

红黏土是一种对环境湿、热变化敏感的高塑性黏土,用作路基填料时,为改善其路用性能,并延长路基使用寿命,工程中通常掺入一定剂量的石灰对其进行改性。在地下水、降雨入渗和蒸发等自然营力作用下,运营期间路基土的含水率反复变动会对其工程特性产生一定影响。采用两种与实际工况接近的典型干湿路径,开展红黏土及其石灰改性土的强度和变形特性对比试验研究。试验结果表明:均匀干湿循环作用下,石灰改性土的黏聚力减小,内摩擦角小幅度增大,抗剪强度略高于红黏土,改性效果不明显;定向干湿循环作用下,石灰改性土的收缩裂缝较少,强度和变形参数均显著提高,路用性能得到明显改善。

冬季轮胎胎面胶配方的研究

研究高寒和普通冬季轮胎胎面胶的配方与性能。结果表明:天然橡胶和顺丁橡胶适用于高寒地区冬季低速轮胎,溶聚丁苯橡胶适用于普通地区冬季高速轮胎。冬季轮胎胎面胶配方中加入硫酸镁后,对其抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能造成不利影响;以抗湿滑助剂部分等量替代白炭黑后,胎面胶的损耗因子增大、低温条件下的储能模量下降,其抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能提高;亚甲基受体和给体的加入也会提高胎面胶的抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能。

橡胶沥青路面湿法和干法技术研究进展

应用废旧轮胎橡胶粉铺筑橡胶沥青路面,即可实现废旧轮胎资源化利用.又能提高沥青路面的使用性能。废旧橡胶粉在沥青路面中的应用主要有湿法和干法两种工艺。比较分析了国外湿法橡胶沥青技术标准。认为粘度是控制橡胶沥青性能的核心指标,而搅拌温度和搅拌时间是橡胶沥青生产工艺关键控制参数。针对干法橡胶沥青路面性能不稳定、易出现早期病害的问题,提出了采用间断级配、选用较高粘度结合料、控制橡胶粉粒径等干法橡胶沥青路面铺装关键技术。

EC-120温拌改性沥青胶结料性能试验研究

对EC-120有机降粘温拌改性沥青进行旋转粘度、常规性能指标、流变特性等试验研究,试验表明,EC-120作为一种熔点在100℃左右的有机添加剂,与沥青相容性好,制备容易,不存在离析问题。试验还表明在温拌改性沥青中,EC-120可降低沥青的高温粘度,提高中低温粘度,从而降低沥青混合料的拌和和压实温度;可降低沥青针入度,提高软化点和抗车辙因子,从而大幅改善沥青的高温稳定性;会使温拌改性沥青的延度降低,疲劳因子增大,蠕变劲度增大,变形速率减小,对沥青的抗疲劳和低温抗开裂性能略有消极影响。

水泥混凝土路面湿法泵喷特种砂浆快速修补机械与工艺的试验研究

通过对水泥混凝土路面快速修补机械与工艺的试验研究，研制出适用于水泥混凝土路面大面积罩面的砂浆湿法泵喷射机，并提出了与之配套的修补工艺。

透水沥青路面的湿物理性能研究

透水沥青路面作为一种新型的铺装材料,雨天时可以渗透并保存一部分雨水,晴天时通过蒸发保存的雨水从而达到改变室外热环境的效果,这些现象的产生都源于透水沥青路面的湿物理性能(包括渗透性能、保水性能和失水性能)的存在。为了研究透水沥青路面的湿物理性能,通过制作固定配比的透水沥青试件,在模拟室外太阳辐射条件下进行的室内试验。首先,观测了不同降雨强度下透水沥青路面的渗透过程,采用最早下渗时间及雨水渗透率等参数综合评价不同降雨强度下透水沥青路面的雨水渗透的能力。然后,通过试验研究了稳定辐射加热条件下透水沥青路面的保水和蒸发的过程,得到了试件含水质量随时间的变化曲线和规律。分析了蒸发阶段透水沥青路面的表面温度与路面上方温度和相对湿度的变化曲线。最后,总结出透水沥青路面上方的温度、相对湿度与含水量之间的变化关系。结果表明:降雨强度越大,透水沥青路面的最早下渗时间就越短,雨水渗透率越大;在蒸发试验的740 min时,透水沥青路面内蒸发的水分约占总保水量的21%;透水沥青路面的整个蒸发过程中,试件上表面上方15 cm处的相对湿度逐渐下降,试件3个部位的温度逐渐升高。

二灰钢渣土的水稳定性试验研究

为提高钢渣的综合利用率,将其掺入到二灰土中,用作道路路面基层材料.对二灰钢渣土进行了击实试验,测定其不同龄期的无侧限抗压强度,探讨不同吸水时间和不同干湿循环次数下抗压强度和回弹模量的变化规律.结果表明:二灰钢渣土具有较宽的可击实区间;其浸水后早龄期的水稳定性系数较低;经过不同吸水时间和干湿循环之后,二灰钢渣土的抗压强度和回弹模量在初期急剧下降,但最终趋于稳定,钢渣掺量为30%的配比衰减程度最小.

基于滑移率变化模型的ABS汽车制动距离计算

为探讨新的ABS汽车制动距离计算方法,分析了汽车制动过程前、后车轮受力状况,建立了以各车轮滑移率余弦变化模型计算汽车制动距离的数学方法,在潮湿的混凝土路面上进行制动试验,应用Matlab软件仿真计算汽车在不同制动初速度下的制动距离。研究表明,仿真计算制动过程中车速和制动距离随时间的变化历程与试验测量值接近,制动时间和制动距离的计算值与测量值偏差较小,证明了计算模型的可靠性。

高性能橡胶微表处的试验研究

微表处是一种常见的预防性养护技术,然而对于高温多雨的广东地区,微表处罩面存在噪声大、耐磨耗性能差、使用寿命短等缺点,已严重阻碍该技术在广东省高速公路预防性养护的推广应用。为此,研究开发了低噪声耐磨耗微表处技术—高性能橡胶微表处,通过室内湿轮磨耗试验和加速加载试验表明:高性能橡胶微表处各项路用性能指标,均明显优于常规橡胶微表处,具有很好的推广应用前景。

SMA混合料在湿热地区桥面铺装的应用技术研究

对SMA混合料在湿热地区桥面铺装的应用技术进行了研究,包括SMA混合料的配合比设计、SMA混合料的路用性能和施工关键技术。结果表明:SMA混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗渗性,可应用于桥面铺装工程。