乳化沥青冷再生混合料强度特征与失效断裂演变机制研究进展

“双碳”背景下,将乳化沥青冷再生混合料作为冷拌路面材料已受到道路工程界的广泛关注.针对乳化沥青冷再生混合料设计与应用中关键技术问题的研究进展进行了综述,系统地汇总了乳化沥青冷再生混合料在施工控制、强度发展机理和损伤行为特征3个方面的研究成果.混合料制备工艺方面,总结了目前国内外乳化沥青冷再生混合料生产工艺的相关技术,阐述了乳化沥青冷再生混合料的材料特性、拌和工艺、成型方式和养生条件等对其施工和易性的影响;混合料强度发展机理方面,阐明了乳化沥青冷再生混合料在不同影响因素下的微观结构特征,凝练了材料强度形成过程中的内部界面行为;混合料断裂失效行为特征方面,归纳了研究断裂行为和断裂机理的理论方法和实验手段,探讨了乳化沥青冷再生混合料的断裂机制与疲劳特性.研究表明:构建全面的材料组成特性认知体系,利用多尺度手段揭示乳化沥青冷再生混合料强度形成机理,实时动态感知混合料疲劳损伤过程的阶段性演化规律,将对改善乳化沥青冷再生混合料的力学性能和延长冷再生路面的使用寿命具有重要意义.

政府补贴下考虑需求不确定的动力电池回收定价决策

在供应链的实际运行中,市场需求的不确定使新产品和再制造产品成本及价格不确定,将直接影响供应链节点企业的定价决策和最优利润。本文以动力电池为主要研究对象,基于政府补贴政策,构建由新能源汽车动力电池制造商、零售商、第三方回收商三者为参与主体的动力电池闭环供应链。在市场需求量不确定性和再制造竞争情景下,新产品和再制造品的市场需求量随机波动,分析批发、零售、回收价格、政府补贴及闭环供应链中各节点企业期望收益。运用算例仿真进行灵敏度分析,研究需求不确定下各要素的变化规律。研究表明,各节点企业之间应加强合作,信息共享、协商制定价格,规避因消费市场需求不确定带来的风险,为政府实施补贴激励措施提供理论支持。

新-旧沥青混融行为机制分析及融合程度量化表征

为促进新沥青与老化沥青(新-旧沥青)的有效融合,提升再生沥青混合料的路用性能,从新-旧沥青混融行为理论解析、老化沥青转移特性、混融程度表征等方面,系统地回顾与梳理了混融过程的理论模型、影响要素、测试手段及评价方法.新-旧沥青混融行为理论方面,归纳了Fick定律、对流传质理论、分子动力学理论的分析原理、模型构建及应用实效;老化沥青转移特性方面,凝练了老化沥青在不同拌合条件下的转移特性及变化规律,阐明了间接评价老化沥青转移程度的分析方法;新-旧沥青混融程度量化表征方面,探讨了利用微宏观性能测试指标揭示混融扩散影响区域和扩散途径的适用性,阐述了基于不同测试方法对融合程度的量化表达过程.实践表明:形成完整的新-旧沥青混融行为理论体系,揭示混融扩散全过程的演化机制,构建混融程度的多尺度表征方法,有助于强化对新-旧沥青混融行为的理解与表达,为有效提升再生沥青混合料路用性能提供理论支撑和实践依据.

基于改进YOLOX的轻量化交通监控目标检测算法

交通目标检测技术是道路交通管理部门进行交通流量监测、安全管控等核心工作的重要技术之一。面对大量的交通监控视频数据,需要使用检测速度更快、精度更高、占用计算资源更少的交通目标检测技术。为了满足这一需求,根据YOLOX算法和PP-LCNet网络,提出了一种面向交通监控场景的轻量型交通目标检测算法PL-YOLO。使用基于PP-LCNet改进的网络作为目标检测器的主干特征网络,使用深度可分离卷积代替YOLOX中的普通卷积,降低模型运算过程中的复杂度;根据交通监控场景下的车辆分布密集且尺寸小的特点,添加SimAM注意力机制模块,聚焦于更有意义的特征图像。实验结果表明,相对于YOLOX-s模型,改进后的PL-YOLO检测精度提升1.89个百分点,模型大小降低了54%,FPS从20.88帧/s提升到26.68帧/s。

数据驱动的公路典型风险场景聚类与特征分析

为了明晰公路交通中典型风险场景,提高公路测试场景构建和公路安全分析的针对性和指导性。收集不同区域代表性省份5年约60000条公路交通事故数据作为数据源,筛选确定关键分类变量,分别针对7类典型公路路段和路口开展典型交通冲突形式聚类分析,共获取16类典型风险场景,然后构建场景风险特征表征参数,针对典型风险场景的风险特征进行对比分析,进而深入分析道路和环境因素对场景事故数量和发生事故严重程度的影响特征。结果表明:路表情况、防护设施类型、交通信号方式、照明条件、天气和能见度等因素都对部分场景的风险度有较大影响,路面状况因素对场景风险度影响不大。

城市交通发展重点问题研讨——《面向2035年中国城市交通发展战略》发布会圆桌讨论

2024年3月29日,国家自然科学基金委员会重点项目成果暨《面向2035年中国城市交通发展战略》新书发布会在北京召开。这是继1995年《中国城市交通发展战略》之后又一部中国城市交通发展战略的专著,针对城市交通理论问题和交通治理实践,将国家自然科学基金一系列课题研究成果及十年来中国城市交通发展论坛的研讨成果进行了转化。围绕成果中的重点行动,特邀专家聚焦“小汽车使用管理+停车治理”缓解拥堵、绿色交通是城市发展的必然选择、综合交通体系引领培育现代化都市圈、新型基础设施推动城市转型发展等方面分享了善政良策。

公安交通管理科技创新体系构建

为了应对日益复杂的道路交通管理新形势、新需求,公安交通管理部门亟需通过科技创新迅速提升战斗力,而科学完备的创新体系是推进科技创新发展的重要基础。通过阐释公安交通管理科技创新体系4个阶段发展历程,剖析当前公安交通管理科技创新发展存在的问题,提出由创新环境、创新主体、创新基础设施和创新资源4类要素构成的公安交通管理科技创新体系基本框架及其知识创新、技术创新等4大重要功能,从决策引导、组织保障等5个方面论述保障体系运行的基本机制,采取调查、文献研究和专家访谈等方法,凝炼形成未来科技创新10大业务研究方向。研究成果将为公安交通管理科技创新工作高质量发展提供借鉴与参考。

成都市低排放区限行措施方案研究

在人口分布密集的大城市中心区对高污染排放机动车进行管控,不仅有利于缓解城市拥堵,还有利于改善大气环境。成都作为全国汽车保有量第一的大型城市,若能实施低排区限行管控,将对改善大气污染和交通缓堵产生重要影响。本文在分析成都市大气污染物排放与机动车管控现状的基础上,借鉴国内外先进城市经验,设计了成都市低排放区限行方案,并对实施效果进行定性和定量预判。最后分析该政策实施的合法性,提出政策推广所必要的配套保障条件,以期为下一步的政府决策提供相关参考依据。

自修复微胶囊沥青混合料愈合性能的研究

制备一种毫米级微胶囊,并对其微观形貌、力学性能和包覆性进行表征,利用荧光显微镜观察微胶囊沥青微观愈合过程以及不同微胶囊掺量下沥青的拉伸愈合行为,探讨实际载荷作用下添加微胶囊对沥青混合料愈合性能的影响。结果表明:微胶囊内部呈现出多腔室结构,其能够很好的包覆再生剂,同时能耐受沥青混合料拌和时高温高压的环境,在出现裂缝时微胶囊能释放再生剂修补裂缝并提高沥青的愈合性能,并且微胶囊在载荷作用下会逐渐释放再生剂,实现长效修复,有效延长沥青路面的使用寿命。

基于APRIORI-GBDT算法的沥青路面路表温度预测

为探讨沥青路面路表温度与气象因素之间的相关关系,实现路表温度变化趋势的准确预测,在使用Python平台清洗数据集中缺失和错误数据的基础上,利用关联规则挖掘算法(Apriori)分析了气象因素与路表温度之间的关联性。在识别出影响路表温度关键气象因素后,分别采用梯度提升树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)、随机森林(Random Forest,RF)以及线性回归(Linear Regression,LR)等3种分析技术构建了以关键气象因素为输入量,路表温度为输出量的冬季沥青路面路表温度预测模型。结果表明:Apriori算法在关联规则分析上表现优异,且在最小支持度为0.003,最小置信度为0.8的条件下,识别出影响沥青路面路表温度变化的关键气象因素是气温、气压、露点温度和相对湿度;梯度提升树模型的温度预测效果优于随机森林和线性回归,均方误差小并一直稳定于1.5,与随机森林相比鲁棒性相对较高,拥有良好的泛化能力,在预测领域中具有良好的适用性。研究成果为机器学习相关算法在关联规则分析领域以及预测问题应用中提供了理论与实践依据。

沥青路面结冰条件判别标准及SVM预测分析

为了探讨沥青路面结冰与道路气象环境间的相关关系,实现路面结冰状态的准确预报,在分析影响沥青路面结冰的主要气象环境因素的基础上,探讨了不同降水类型与气象环境参数的关联性,建立了沥青路面路表温度预估分析模型。结合Norrman路面结冰打滑判别准则,提出了浙中地区冬季沥青路面结冰状态判别标准。通过支持向量机方法(SVM),以RBF函数作为模型核函数,构建了不同降水类型条件下以地表温度与气温为输入量的沥青路面结冰预测模型。结果表明:不同降水条件下沥青路面结冰时的日均气温、日均测点路表温度、日均风速、日均降水量以及日均相对湿度存在差异,其中,日均气温与日均测点路表温度变化差异较大,日均风速与日均降水量次之,日均相对湿度变化差异较小;通过气象环境监测数据可实现降水类型的间接判别和沥青路面路表温度的预估分析;不同结冰类型对车辆行驶安全的影响从高到低依次为雪降到严寒路面、雨降到严寒路面和雪降到温暖路面;使用SVM构建的路面结冰预测模型对路面结冰状态的预测效果较好,错报率低于6.5%,未出现结冰天气的漏报,同时具有良好的泛化能力,充分展现了SVM在道路气象预报领域的应用前景。

基于GPS/MEMS惯性传感器的消防员室内定位研究

文章基于Android手机上常见的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)芯片和微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性传感器进行消防员室内定位研究,在初始位置由GPS确定后,结合传统四元数惯性导航定位算法和基于行人航位推算(pedestrian dead reckoning,PDR)的步伐检测以及零速修正算法(zero velocity update,ZUPT)进行惯性导航,当误差累积时再利用GPS定位进行实时位置的精确修正,从而实现了独立的无需外部信号设施的自主式室内导航定位,可在火场等恶劣环境下使用。

铺面材料性能诊断与评价中的声发射技术

为充分运用声发射测试技术,实时动态感知铺面结构层内部的损伤信息,全面揭示其变形破坏全过程的演化机制,从声发射源定位、声发射信号处理、参数分析、铺面材料声发射技术应用等方面,系统地回顾与梳理了声发射技术的关键要点、研究进程与发展前景.声发射源定位方面,归纳了传统迭代算法、线性方程、智能模型的原理及优劣;声发射信号处理方面,介绍了小波变换、HHT等巩固信号波形特征与降低噪声干扰的方法;声发射参数分析方面,阐明了反映声发射过程的参数类型和非线性特征及参量耦合作用下损伤本构方程;铺面材料声发射特性的研究,分别凝练了混凝土和沥青混合料在不同受力条件、环境作用、材料组成等影响因素下声发射阶段性的变化规律和特征行为.实践表明:声发射技术能够补充和完善现有路面损坏检测技术,且能有效实现铺面材料内部损伤实时监测与诊断及其性能的定量与定性评价.

胶轮压路机施工防撞系统的分析及设计

胶轮压路机在沥青路面施工中的高频作业事故已成为道路施工行业亟待解决的关键难点问题.从胶轮压路机实际施工环境、作业特征及事故原因等因素出发,提出了胶轮压路机由远及近的二级防撞控制策略,阐明了毫米波雷达远距离侦测、三维扫描激光传感器近距离感知的防撞预警模式;引入对地测速雷达系统,构建了胶轮压路机安全制动距离的确定方法;并根据信号采集与处理的原理,建立了由毫米波雷达、三维扫描激光传感器、对地测速雷达三大系统集成的胶轮压路机防撞系统设计方案.研究成果为胶轮压路机综合防撞系统平台的综合开发提供了理论基础和技术支撑.

多尺度条件下高弹高黏改性沥青耐老化及存储稳定性诊断评价

为探究高性能添加剂对传统改性沥青抗老化行为的增强机制及其存储稳定性的影响特征,在掌握高弹高黏改性沥青基本物理性能参数的基础上,通过傅里叶红外光谱仪、动态剪切流变仪、荧光显微镜等多尺度测试手段,分析了不同老化状态下高弹高黏改性沥青的宏观流变力学行为及其微结构组成与形貌特征.结果表明:改性剂能够对传统改性沥青的基本物理性能有显著改善,残留针入度、软化点增量和残留延度等指标能够较好地评价沥青的耐老化性;傅里叶红外光谱中没有新出现的特征峰,表明沥青改性过程中以物理共混为主,羰基官能团指数、亚砜基官能团指数和聚合物指数能有效反映不同改性沥青的老化程度;通过动态剪切流变频率扫描试验获取的相位角、车辙老化指数及复数模量主曲线能够有效评价不同老化程度下沥青的流变力学行为;不同添加剂在传统改性沥青内部的分散、相容与交联状态存在差异,显著影响其内部的3维空间网状结构,进而导致其呈现不同的存储稳定性;以热塑性橡胶为主要成分的添加剂增强了传统改性沥青的耐老化能力及存储稳定性能.研究成果可为高性能添加剂的甄选及先进沥青基材料的生成与调控提供理论依据与技术保障.

考虑灰色攻击的多制式区域轨道交通网络韧性评估

为有效刻画多制式区域轨道交通(MRRT)网络,提高其网络韧性评估的准确性,依据MRRT评估系统内不同子网络间的协同工作关系以及运输服务特征,基于复杂网络理论构建MRRT相依网络模型;兼顾网络拓扑结构和服务质量,从抵抗能力、吸收能力、缓冲能力和恢复能力4个维度构建网络韧性评估指标,改进了基于引力模型识别其关键站点的方法;因MRRT网络复杂度高,其遭受突发事件扰动的潜在攻击信息具有灰色特征,故使用Matlab模拟不同信息精确度α下的灰色攻击策略,探究α对MRRT相依网络韧性的影响。结果表明:MRRT相依网络具有无标度网络特征;基于引力模型识别关键站点,可提高网络节点关键性评价的准确性;降低灰色攻击的信息精确度α,可提高网络韧性,且α对网络韧性的影响存在阈值,当α∈(02,08)时,网络遭受攻击后的性能损失会随α的降低而减小,当α≥08∪α≤02时,降低α并不会对网络韧性有显著影响。

老年驾驶人交通安全影响因素研究

分析影响老年驾驶人驾驶安全性的因素特征,对降低老年驾驶人事故率、事故致伤率和事故致死率,改善道路交通安全水平具有重要意义。基于2020年国内华北、东北、西北、西南、华南、华东6个片区各抽样1个省(区)的肇事驾驶人事故数据,采用事故频数法判别显著影响老年驾驶人事故率的变量,并运用DBSCAN聚类算法归纳显著影响老年驾驶人驾驶安全性的因素,发现在无信号交叉口、水泥/沙石路面等12个变量影响下,老年驾驶人的事故率显著高于全体驾驶人,其中准驾类型为F型的老年驾驶人事故率超过全体驾驶人的21倍。研究结果有助于交通管理者制定相应措施保障老年驾驶人的安全并降低老年驾驶人交通事故的严重程度。

区域公路货运量测算方法

货运量是国家和地方交通运输管理部门制定物流发展策略的数据基础.在分析货运量测算影响因素的基础上,提出基于货源与行业生产销售、车辆注册地与货物运输地、货运量与运力供给3种货运量测算方法,以金华为例验证测算方法的可行性和适用性.结果表明:基于货源与行业生产销售的货运量测算方法适用于货运企业划分明确、企业财务统计完整的地区;基于车辆注册地与货物运输地的货运量测算方法适用于区域内、外注册货车货运信息统计完整的地区;基于货运量与运力供给的货运量测算方法适用于货车吨位利用率均衡的地区.提出的区域公路货运量测算方法能为各地区公路货运量测算方法的选取提供参考.

胶轮压路机制动安全距离模型及参数敏感性分析

为定量分析胶轮压路机的制动安全距离,最大程度地减少施工过程中的碰撞伤害,在探讨胶轮压路机制动过程阶段特征的基础上,构建了制动安全距离的计算模型,明确了路面摩阻系数和制动反应时间的取值范围,揭示了影响制动安全距离的参数敏感性.结果表明:在制动反应时间恒定的条件下,施工速度对胶轮压路机制动安全距离的影响最大,而路面摩阻系数对它的影响较小;修正后的制动安全距离模型对胶轮压路机施工速度的适应能力强,预测精确度高.研究结果为胶轮压路机制动安全防撞控制系统的开发提供了理论基础与技术支撑.

植物油再生沥青老化再生机制及其流变特性研究

为指导植物油在老化沥青再生中的合理应用,揭示植物油再生剂对老化沥青的再生及二次老化机制,探究其流变特性的变化,采用微\,宏观相结合的方法对植物油再生沥青的微观结构组成、微观形貌特征和流变特性展开研究.结果表明:植物油再生剂因其富含芳香分,减少了老化沥青中羰基(C=O)和亚砜基(S=O)的相对含量,降低了沥青质的团聚程度,增大了“蜂状结构”形貌表面粗糙程度,故可实现对老化沥青的再生.老化沥青经植物油再生后,高温永久变形增大,高温抗车辙能力降低,但经二次老化后均得以恢复.老化沥青再生及二次老化的微观结构形貌及流变特性变化程度与植物油再生剂的掺量有关,其值以6%~8%为宜.研究结果为深入理解植物油再生沥青的工作机理和推广应用提供理论和实践支撑.