水泥稳定碎石细观骨架结构特征研究

为了探究不同因素对水泥稳定碎石细观骨架结构的影响,应用CT扫描和数字图像处理技术,从细观角度提出新的水泥稳定碎石骨架结构评价指标,并进行有效性验证,利用该指标对不同成型方式下的混合料骨架结构进行评价。结果表明:该指标评价结果与工程实际和以往研究相符合,旋转压实成型方式在达到一定压实次数后骨架指标趋于稳定,振动成型达到一定的振动时长后获得较好的骨架结构,继续振动反而会导致集料竖向离析。旋转压实能获得较好的横断面骨架指标,振动成型获得的纵断面指标更优。用该指标评价不同成型方式的骨架特征具有一定指导意义。

活性稀释剂对环氧树脂基的影响

开裂是水泥混凝土路面破坏的主要形式之一,微胶囊自愈合技术是抑制裂缝形成与发展的有效手段.针对现有的固化剂存在高温固化、储存困难、具有毒性等问题,以环氧树脂-聚硫醇(E-51/polymercaptan)固化体系为基础,研究了2种活性稀释剂对E-51的稀释作用与固化影响,以满足路面在常温且无人工干预的情况下实现微裂缝自愈合的要求.通过黏度试验分析不同掺量下C12-14缩水甘油醚(alkyl(C12-C14)glycidyl ether,AGE)/辛基缩水甘油醚(ethylhexyl glycidyl ether,EGE)与E-51混合后的黏度;通过抗拉剪切强度与硬度试验测试固化产物的力学特性,探究不同稀释剂种类与掺量对固化产物力学性能的影响;此外,通过热重和差热试验,分析2种活性稀释剂在不同掺量下固化产物的热稳定性与热分子动力学特征.结合黏度、力学特性与热力学分析结果,EGE比AGE对于环氧树脂/聚硫醇固化体系的促进作用更为强烈,其最终固化产物的力学性能效果要更为突出,虽在反应过程中所需能量相对于AGE多11%,但由于聚硫醇固化体系中能量突然释放的特点,可以满足EGE所需的固化能量要求,因此,建议选择20%掺量的EGE作为环氧树脂/聚硫醇固化体系的活性稀释剂.

基于非对称贴近度的在役隧道衬砌结构健康诊断方法

为评价在役隧道衬砌结构的健康状态,文章运用层次分析法的理念建立了由目标层、因素层、指标层构成的健康诊断指标体系,确定了在役隧道衬砌结构健康状态诊断指标的4个评价等级;采用极差变换确定了各诊断指标的无量纲评价标准;运用模糊理论、灰色系统理论和信息熵理论,构建了基于非对称贴近度判定隧道结构健康状态的评价模型。工程实例应用表明,评价模型能很好地反映隧道衬砌结构的实际健康状态。采用改进的灰色关联度法和熵值法综合确定指标权重,克服了主观随意性强的缺点,提高了权重系数的可靠度;利用非对称贴近度进行决策分析,确保诊断结果更符合客观实际。

基于模糊贴近度的公路隧道结构健康评价

为评价公路隧道结构健康状态,运用模糊数学理论,提出基于模糊贴近度的隧道结构健康诊断方法。在建立隧道结构健康诊断指标体系的基础上,采用层次分析法和熵值理论确定指标权重;应用模糊识别原理确定准则层指标隶属度,采用加权平均算子获取综合评判结果,并用非对称贴近度进行决策分析。工程实例应用表明:该方法能有效地解决健康状态的模糊性问题,并能够准确地判定隧道结构健康等级。

公路隧道双洞互补式通风适用性分析

为研究公路隧道双洞互补式通风的适用性,文章基于隧址海拔和温度、隧道长度和纵坡、隧道交通量和交通组成、隧道双洞间距等因素对互补式通风负荷比及通风效果的影响进行计算分析。研究结果表明：当隧道上下行通风负荷比大于1.5或隧道单向纵坡绝对值在1.5%-2.0%之间时,适宜采用互补式通风;隧道长度在4.5-6 km之间时,采用双洞互补式通风最经济实用;交通量和交通组成的影响关系显示隧道大型车混入率在35%-50%之间时宜考虑采用互补式通风;双洞隧道适合采用互补式通风的最小间距为30 m。

隧道通风井喷射混凝土壁面沿程阻力系数测试

壁面摩阻损失系数是公路隧道通风系统设计计算的重要参数,现场实测是获取壁面摩阻损失系数实际值的重要有效手段。以茅荆坝隧道通风斜井为实体工程,现场测试了隧址空气密度、隧道内温度、湿度、风速、静压等通风参数,并结合理论计算法得到了喷射混凝土衬砌的壁面摩阻损失系数,并与经验公式法得到的壁面摩阻损失系数进行了对比分析。研究结果表明:茅荆坝隧道通风斜井喷射混凝土衬砌段的壁面摩阻损失系数在测试工况条件下为0.037,该值高于经验公式计算值和模筑混凝土衬砌的壁面沿程阻力系数,测试结果为该通风井采用喷射混凝土作为永久衬砌提供了重要基础参数。

在役公路隧道素混凝土衬砌裂缝稳定性分析

为评判运营公路隧道衬砌结构裂缝的稳定性,建立了一种基于断裂力学的公路隧道素混凝土衬砌裂缝稳定性理论分析方法。结合85座公路隧道检测出的3 561条衬砌裂缝,从衬砌裂缝类型、分布位置、所处围岩级别、裂缝长度与宽度等方面系统总结了衬砌裂缝的规律;基于断裂力学理论将素混凝土衬砌裂缝划分为Ⅰ型裂缝和Ⅰ-Ⅱ型复合裂缝,并结合2种裂缝的断裂判据建立了裂缝稳定性系数f;采用有限元软件ANSYS的断裂模块可计算出衬砌裂缝尖端的应力强度因子,进而得到f值,并据此对衬砌裂缝的稳定性进行判定。结果表明:在恒定围岩压力作用下,基于断裂力学的公路隧道素混凝土衬砌裂缝稳定性分析方法可实现对在役公路隧道素混凝土衬砌裂缝稳定性的评判。

智能路面发展与展望

为了促进智能路面的发展,综述了智能路面各项技术的研究进展和发展趋势。首先提出了智能路面的定义,在此基础上明确了智能路面的体系架构,包括路面信息感知获取层、信息集成处理层、综合服务层和能量供给层;重点介绍了智能路面信息采集技术、信息管理与分析技术、能量收集与利用技术、自我调节技术和基于智能路面的车路协同技术等关键技术的发展现状,讨论了智能路面的设计和建造方法;最后提出了智能路面现有研究存在的问题和不足,并对其今后的发展做出展望。研究结果表明:智能路面是由特定的结构材料、感知网络、信息中心、通信网络和能源系统组成,具有多种智能,并且能够为人、车、环境提供服务的道路路面;智能路面的发展将有助于充分发挥道路自身潜力和适应未来的交通工具;在路面信息的采集过程中,传感器在耐久性和实用性等方面存在的技术难题仍需进一步解决;智能路面的各种能量收集和自我调节技术应着重解决低成本和高性能的问题;物联网、大数据、云计算和各种人工智能方法在智能路面的监测和管理过程中具有广阔的应用前景;智能路面作为一种新型的道路路面,其设计和施工可以结合建筑信息模型(BIM)、模块化施工、3D打印和智能压实技术,集合成一套新的建造工艺。

基于卷积自编码的沥青路面目标与裂缝智能识别

目前基于深度学习的路面裂缝识别经常面临训练数据集小,以及路面图片标注成本高等问题,基于小规模路面图片数据集,利用卷积自编码(CAE)方法进行数据增强,开展包括路面裂缝在内的路面目标智能化识别方法研究。在传统图像几何变换数据增强的基础上,采用CAE重构图片方法对原始数据集进行两步骤扩增;利用卷积神经网络DenseNet,设置了不同数据扩增方法的对比试验;针对沥青路面裂缝图片背景较黑,裂缝特征不清晰,无监督聚类学习难度大等问题,采用了一种基于CAE预训练的深度聚类算法DCEC,对经数据增强的路面图片进行无标注的聚类识别。研究结果表明:经过DenseNet网络100代的训练,在同一测试集的测试下,基于原始数据集训练的网络分类准确度为78.43%,利用传统图像处理方法进行扩增后准确度为83.44%,利用所提出的图片增强方法进行数据扩增后准确度达87.19%;在保持扩增后数据集样本量大小相同的情况下,与几何变换、像素颜色变换等经典数据增强手段相比,CAE重构图片的数据扩增方法有较高的路面图片识别精度;CAE数据扩增方法较受训练数据集样本量的影响,利用传统方法将数据集扩增后进行CAE特征学习,重构后的图片样本更易被机器识别;相较于传统机器学习聚类算法,所提出的的DCEC深度聚类方法将聚类准确率提升了约10%,初步实现了无需人工标注的路面目标的端到端智能识别。