聚合物水泥混凝土断裂的分形特征

用分形几何学来研究聚合物水泥混凝土的断裂性能,分析乳液改性混凝土的强度。聚合物乳液的加入,使混凝土的微观断面分数维值增大,抗折强度提高,且随着聚合物剂量的增加,混凝土的微观断面分数维值增大。混凝土的微观断面分数维与抗折强度、断裂韧度K     

露石水泥混凝土表面特性分析

露石水泥混凝土路面是一种新型路面结构形式。由于粗集料的外露,表现出良好的抗滑,降噪及防眩等表面特性。本文介绍了露石水泥混凝土路面的原理,分析了路用性能与粗集料外露的关系及施工工艺要点,为露石水泥混凝土路面的推广应用提供借鉴。     

水泥混凝土路面抗滑功能衰减模拟试验研究

为研究不同类型水泥混凝土路面的抗滑功能衰减,自行研制开发水泥混凝土路面加速磨损仪,并用于对刻槽、拉毛和拉槽混凝土路面板进行室内模拟加速磨损试验,采用摆式摩擦系数测试法和磨损深度测试法对路面抗滑构造的测试。试验结果表明:刻槽混凝土路面板的抗滑衰减分为两个阶段,第一阶段为表面砂浆的磨损,抗滑功能衰减较快,第二阶段为砂浆和粗骨料共同抵抗磨损作用,抗滑构造变化缓慢;拉毛混凝土路面板抗滑功能的衰减呈现初期快、中期缓慢、后期稳定的趋势;拉槽混凝土路面板初期磨损较快,后期变化缓慢,路面的砂浆层并没有出现因磨损过度而裸露粗骨料。     

沥青路面三维纹理分形维数及其抗滑性能

研究沥青路面抗滑性能与三维纹理分形维数的关系。成型4种SMA沥青混凝土车辙板,采用数字图像处理技术重构车辙板表面三维纹理模型,实测车辙板表面构造深度检验重构的三维纹理模型的有效性,通过差分盒维数法计算三维纹理模型的分形维数,研究分形维数与抗滑性能的关系。研究结果表明:重构的三维纹理模型在纹理构造特征上以较高精度恢复原沥青路面的表面形貌,计算的分形维数与实测的摆值、构造深度具有良好的相关性,可以较好地表征沥青路面的抗滑性能;构造深度随着分形维数的增加而减小,摆值随着分形维数的增加先减小后增加。     

具有降解NO功能的多孔水泥混凝土路面材料研究

为研究表面涂覆TiO2涂料的多孔水泥混凝土NO降解效果和抗滑性能变化规律,按350、400、450、500 g/m2用量分别在普通水泥混凝土和3种多孔水泥混凝土试件表层喷涂纳米TiO2涂料,并在室内测试了不同条件下试件的NO降解效果以及抗滑性能。试验结果表明:与普通水泥混凝土相比,多孔水泥混凝土表层能够负载更多有效TiO2涂料,有利于NO降解;在表面受到磨损时,多孔水泥混凝土表面TiO2涂料损失相对较少,并能在磨损条件下保持较好的降解效果;多孔水泥混凝土表面抗滑性能随TiO2涂料涂覆量增加下降很少。综合考虑强度、不同条件下NO降解效果以及抗滑性衰减,适于涂覆TiO2的多孔水泥混凝土集料粒径宜在4.75~13.2 mm。     

基于分形理论的沥青混合料抗滑耐久性评价研究

沥青混合料的设计过程均考虑到高温,低温,水损等的影响,并在设计过程中进行了相关实验来保证混合料的设计质量,但是在国内外沥青混合料设计中,并没有表征其抗滑耐久性的指标,为解决此问题,引入分形维数作为沥青混合料的抗滑耐久性评价指标。研究过程采用快速,简便的室内搓揉试验对车辙板进行不同时间段的搓揉,室内模拟路面抗滑衰减,用工业CT机扫描出试件断面高精度图像,photoshop技术提取断面轮廓曲线,并且对轮廓曲线采用分形理论进行分析和评价,编写MATLAB程序计算试件断面轮廓曲线的分形维数,最后对分形维数进行曲线拟合得出沥青混合料抗滑衰减规律的结论。为进一步证实用分形维数来表征沥青混合料抗滑衰减的准确合理性,测量不同搓揉阶段的车辙板的构造深度(MTD)和摆值(BPN),最终可知随着车辙板搓揉时间的不断变大,MTD,BPN,分形维数,三者均呈现不断递减的趋势,即对比验证合理可靠。因此,断面构造的分形维数能够很好的评价沥青混合料的抗滑耐久性及其衰减规律。     

露石水泥混凝土路面性能

通过室内试验,研究了新型水泥混凝土———露石水泥混凝土路面的铺筑强度、抗滑性、反光性、耐磨性,并与普通水泥混凝土路面进行了对比分析。研究发现,采用湿对湿铺筑工艺的露石水泥混凝土强度介于顶层与底层混凝土强度之间;露石水泥混凝土表面的摩擦系数远大于普通水泥混凝土表面,较粗糙的石料表面特性会使露石水泥混凝土表面获得较高的抗滑性,而且,优良集料形成的露石混凝土将使路面保持较长期的高抗滑性;露石混凝土具有较小的反光系数。研究结果表明,露石混凝土路面具有许多优于普通水泥混凝土路面的优良特性。     

基于水泥混凝土路面抗滑耐磨性能的研究

现有资料表明,水泥混凝土路面抗滑能力不足,随着使用年限的增加其抗滑性能下降很快,良好的抗滑能力能够增强汽车轮胎与路面的摩擦力,可以减少交通事故的发生.水泥混凝土路面细集料的耐磨性能够改善路面的长期抗滑能力,选用高耐磨性能的路面材料是改善水泥混凝土路面抗滑能力的重要措施,能够从本质上解决水泥混凝土路面抗滑能力快速降低的问题.通过水泥混凝土工作性对路面抗滑性能影响的研究,得出机制砂、天然砂和标准砂制作的水泥砂浆都会随水灰比的增大,其抗弯拉、抗压强度逐渐降低,流动度和磨损量逐渐变大;水泥砂浆磨损量随屈服应力的增加逐渐降低,耐磨性能逐渐增强,且屈服应力和磨损量之间具有较好的线性对应关系,相关系数都在0.89以上.     

水泥混凝土路面微铣刨技术效益分析

目前公路长大隧道路面大多采用水泥混凝土路面,由于隧道内的特殊环境,水泥混凝土路面在高频率车辆荷载作用下,路表面不断受到冲击、挤压,磨损磨光,使得路面表面层抗滑性能迅速衰减,行驶安全性降低,致使隧道内存在交通安全隐患。针对这一问题,目前采用的处置措施有重新刻槽、抗滑涂层、微表处、微铣刨等,其中采用微铣刨技术提升长大隧道内水泥混凝土路面抗滑性能具有技术上的可行性与较高的综合效益。该文以沪陕高速西商段长大隧道为例,对水泥混凝土路面的微铣刨技术的综合效益进行分析,以期为今后陕西省乃至国内长大隧道水泥混凝土路面抗滑性能提升工程提供借鉴经验。     

隧道路面阻燃多孔沥青混凝土性能研究

目前常用的水泥混凝土隧道路面会出现抗滑性不足、噪音高、接缝损坏以及排水困难的问题，降低了隧道内的行车安全性．针对出现的问题，研究采用开级配抗滑磨耗层(OGFC)沥青混合料铺筑隧道路面．采用阻燃技术提高沥青混合料在发生火灾时的难燃性，同时提出OGFC的混合料设计方法．在此基础上，针对隧道路面的使用要求，研究了沥青混合料的渗透性、抗滑性、水稳性、降噪性和高温稳定性以及降噪性等性能．     

基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析

为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高10%～20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。     

不同形式路面表面功能对比研究

为改善路面行车舒适性与安全性,采用手动铺砂法、动态摩擦测试仪法、车载声强(OBSI)轮胎/路面噪声测试法对于横向刻槽、纵向刻槽、露石、金刚石研磨水泥混凝土路面、开级配沥青混凝土路面的构造深度、动态摩擦系数、轮胎/路面噪声进行了对比研究。结果表明:纵向刻槽水泥混凝土路面构造深度大于露石、金刚石研磨、横向刻槽水泥混凝土路面。车速增加,路面动态摩擦系数不断减小,其中纵向刻槽路面的动态摩擦系数稍高于横向刻槽及金刚石研磨路面。同时开级配沥青混凝土路面比刻槽、金刚石研磨、露石的混凝土4个形式路面的噪声水平降低5~10 d B,其降噪效果良好。     

多孔混凝土基层缩缝处沥青面层应力分析

为了研究多孔混凝土基层沥青路面的结构设计方法,通过三维有限元数值分析方法,建立多孔混凝土基层缩缝处沥青路面的三维有限元模型,分析多孔混凝土基层缩缝处沥青面层的荷载应力、温度应力、荷载与温度耦合作用下的耦合应力。结果表明:基层缩缝处沥青面层底面荷载主应力多为压应力值,但其剪应力在接缝处出现峰值;在温度作用下,沥青面层应力峰值点的位置在基层缩缝中点处沥青面层的底面及表面;荷载和温度耦合作用下基层缩缝中点处沥青面层底面的第一主应力介于荷载应力和温度应力之间。     

渗透铺装蒸发强度的动态变化规律及影响因素分析

设计并搭建一种典型透水混凝土铺装蒸发模拟实验平台, 在深圳市的气象条件下, 连续观测铺装含水量、蒸发量、吸湿量和表面温度等的变化过程, 分析透水混凝土铺装蒸发强度的动态变化规律及影响因素。结果表明, 在雨季, 降雨可显著地增加透水混凝土铺装的蒸发强度, 但影响的持续时间有限, 8小时内这种增强效应会逐渐减弱至较低水平; 随着昼夜及降雨条件的变化, 各影响因素在不同时期影响程度不同。昼间,透水混凝土铺装的蒸发强度与太阳辐射及铺装含水量正相关, 且当前期有降雨时, 相关性会明显提高。夜间,前期无降雨时蒸发强度接近零, 仅随风速变化有较小的波动; 当前期有降雨时, 气温越高, 风速越大, 铺装含水量及表面温度越高, 蒸发强度也越大, 大气相对湿度增加会导致铺装蒸发强度减小。在旱季, 透水混凝土铺装作为一种多孔介质, 其表面在适当天气条件下发生的吸湿现象将持续补充铺装含水量, 促进蒸发, 是影响蒸发强度的重要因素。     

用于路面车辙检测的线结构光图像处理流程

分析了激光线结构光车辙检测原理,提出了适应沥青路面纹理特征和技术状况的线结构光图像处理流程,包括路面横断面曲线提取和车辙特征参数提取.其中路面横断面曲线提取由光心提取、光心连接和光心曲线平滑实现.基于高斯拟合的光心提取用于确定线结构光位置,光心连接用线性插值得到完整的路面横断面曲线,而光心曲线平滑则可削弱路表纹理及其他干扰因素的影响.车辙特征参数提取在获取横断面包络线的基础上实现,最大车辙深度和曲线填充面积均可作为车辙评价参数,而路面横断面曲线也可用于路面横向变形特征的描述.模拟车辙试验表明,线结构光检测可以精确测量车辙深度,提出的图像处理流程具备可行性.     

透水模板布改善混凝土表层质量试验研究

为研究透水模板布对混凝土表层微观质量的影响,采用贴透水模板布试模与普通试模成型的水泥净浆和水泥砂浆试块模拟表层混凝土的微观孔隙结构,运用扫描电镜、压汞法及分形理论分别对试块的表观质量和微观孔隙结构进行了测试和分析.试验结果表明:使用透水模板布后水泥净浆与水泥砂浆试块表观质量提高,孔隙体积减小,孔隙率分别降低了3.95%和7.59%.孔隙分布得到了改善;临界孔径分别由93.8和338.4 nm减小到了54.1和58.6 nm,抗渗性增强.分形理论分析表明,贴透水模板布试块孔隙分形维数减小,孔隙分布范围变窄,孔隙结构趋于规则,有利于提高混凝土耐久性.     

隧道高性能多孔水泥混凝土孔隙率特性的试验研究

孔隙率是隧道路面多孔水泥混凝土的重要技术指标之一,保证多孔混凝土试件成型后或路面铺筑后的实测孔隙率与目标孔隙率基本一致,同时保证其具有足够大小的有效孔隙率,是高性能多孔混凝土隧道路面配合比设计的关键。依据隧道路面的功能要求,文章选定目标孔隙率为18%。级配对混凝土强度影响非常明显,随着10～15mm集料比例的增加,强度先增大后减小。当采用玄武岩等吸水率偏大的集料制备多孔水泥混凝土时,在有效孔隙率计算中应考虑集料吸水的影响。矿料级配对孔隙率的影响规律为:随着10～15mm集料比例的增大,计算孔隙率变化幅度很小,且与目标孔隙率(18%)接近;有效孔隙率呈增大的趋势,实测孔隙率先减小后增大;级配2#-2实测孔隙率最小且与目标孔隙率最接近。依据孔隙率及强度试验结果,选取级配2#-2为最佳级配。     

多孔金属材料吸声性能优化分析

近年来,多孔金属材料作为一种新型材料,因其具有优良的吸声性能而越来越引起人们的关注。而在多孔金属材料一侧添加背衬是一种提高吸声性能的有效可行的方法。通过分析影响多孔金属材料吸声性能的主要因素,推导出材料的最佳厚度范围;进一步针对有无空气背衬的比较,分析其对多孔金材料吸声性能的影响。结果验证了材料背后留有空腔,能有效地提高材料的吸声性能。     

新老混凝土粘结面人造粗糙度表征及性能研究

提出了一种改进的老混凝土表面人造粗糙度处理方法,并进行了试验研究.首先采用数字图像法采集粗糙表面的三维轮廓数据,然后依据分形理论进行数据处理,并用分形维数表征人造粗糙度;再利用自编的MATLAB程序实现粗糙表面的三维重建以验证数字图像法的准确性;最后,研究了老混凝土表面粗糙度与新老混凝土粘结性能的相关性,结果显示,人造粗糙表面是一种分形结构,可采用分形维数表征其粗糙度;新老混凝土粘结抗折强度f与老混凝土表面的分形维数D呈正相关性,存在近似关系f=kD+b,其中k,b为拟合系数;数字图像法在试验的数据采集、处理分析以及界面形貌的三维重建阶段都具实用性.     

土石分形检测中的数字图像处理方法研究

土木工程人员经常用粗料颗粒分布分维、粗料轮廓分维这些结构指标作为土石混合体定量化研究的依据,用以解释土石混合体的力学特性,并以这些参数作为土石混合体工程分类的依据。目前技术人员以手工筛分实验来计算粒度分维数。展开对土石混合体微结构研究,劳动强度大,操作不便,极大地制约了对土石混合体微结构的研究。提出了利用数字图像处理技术来测量土石混合体分形维数的方法。实验验证结果表明,该方法减轻了工程技术人员手工检测的劳动强度,实用有效。