环境温度对道路微波除冰效率的影响

为了实现冬季道路微波快速除冰,对微波除冰过程中的路面材料、环境温度、冰厚、冰层杂质含量(质量分数)、微波加热模式和波导口距路面高度等因素对微波除冰效率产生的影响进行了分析;并对关键影响因素之一的环境温度进行了仿真和试验研究。研究结果表明:相同情况下,环境温度越低,除冰效率就越低;微波加热停止最佳时刻应在路面与冰层结合处温度升至0℃后、结合处冰层开始融化前,具体时刻要靠实际路况确定。     

道路微波除冰中微波辐射端口高度仿真与试验研究

为有效提升冬季道路微波除冰效率,本文对微波辐射端口高度进行了一定研究。论文在微波除冰机理分析的基础上,通过COMSOL Multiphysics建立仿真模型,研究微波场分布特性和辐射端口高度对除冰效率的影响,并采用微波除冰室内试验对仿真结果进行验证。结果表明：冰层具有透波特性,微波能够透过冰层加热路面;在竖直方向上,微波在波导中正弦变化,在辐射腔中略有降低,在空气中快速衰减,在介质中逐渐损耗;随着辐射端口高度升高,混凝土表面平均微波发热功率和混升温速率都表现为先减低、后升高、然后再降低的趋势,且在辐射端口高度为55 mm时,平均微波发热功率密度达到最大,为299.30 kW/m,升温速率也达到最快,为1.031 ℃/s;试验结果与仿真结果一致。因此,道路微波除冰中最佳辐射端口高度应设计为55 mm,这对于微波除冰技术的应用具有一定指导作用。     

机场混凝土道面微波除冰仿真与试验研究

分析微波频率和道面材料特性对机场道面微波除冰效率的影响。运用COMSOL Multiphysics建立微波除冰仿真模型,采用自主设计的微波除冰装置进行试验研究。以混凝土表面升温至0℃的升温速率作为除冰效率的评价指标。研究结果表明:微波能够透过冰层加热混凝土,使冰层与混凝土表面脱离;相对于频率为2.45 GHz微波,频率为5.8 GHz微波穿透深度降低到45%,除冰效率提高了5倍左右;相对于普通混凝土,掺入"铁黑"吸波材料的混凝土除冰效率提高了1.8倍左右;仿真结果与试验结果较接近,验证了仿真模型具有较高的准确性,微波除冰方法具有一定的可行性。     

除雪化冰路面微波敏感涂层材料与设备

为了在寒冷地区进行科学有效、环保经济的道路除雪化冰,弥补现有传统除雪化冰方法存在的缺陷,提出微波除雪化冰涂层技术。基于微波吸收材料的吸波机理与影响因素,优选羟基铁粉(RW)、羟基铁粉(YW1)、四氧化三铁、氧化铝和膨胀石墨作为微波敏感涂层吸波材料,进行微波敏感涂层材料融冰试验;通过对比不同组试验的温度升高值,分析不同涂层材料吸收微波产热并融化厚冰的能力,选用四氧化三铁、RW、膨胀石墨作为涂层材料分别进行涂层试件加热与融冰试验,研究沥青混凝土吸波涂层路面实际吸收微波融雪化冰的能力,在沥青混凝土试件制作涂层后,冻制5cm的厚冰,微波加热下采用升温差值来直观比较涂层材料吸收微波升温能力,综合考虑微波除冰效率、经济成本等因素,提出选用膨胀石墨作为微波敏感涂层材料。此外,进行了除雪化冰微波设备发射频率、功率、磁控管阵列等技术参数研究,在此基础上研发了便携式微波除冰车,并进行了便携式微波除冰车现场涂层微波加热试验。研究结果表明:四氧化三铁、RW、膨胀石墨3种材料吸收微波升温融冰的效果较好,膨胀石墨60s升温差值为40.2℃,四氧化三铁为8.4℃;采用膨胀石墨作为涂层材料与便携式微波除冰车配合应用的除冰效果良好,今后可为大型微波除冰雪设备的研究开发提供依据。     

道路除雪设备技术与创新研究

道路积雪给人们的日常生活和交通运输带来许多困难,及时清除道路积雪,是冬季道路养护作业的一项重要内容。本文根据现有除雪技术状况及当前我国国情,研制多功能除雪铲,该技术是为满足高寒地区道路冬季除雪的需要而设计的。它适宜安装在多种车型的前端,除雪铲可以上、下、左、右自如摆动,梳状铲式破冰器能自动收回或放下。它适应各种除雪的场合,能够彻底快速清除路面的积雪与冰层。     

飞机机翼防除冰系统研究进展

机翼表面的积冰对飞机飞行姿态影响很大.为满足飞机在低温、高湿等气候条件下的飞行要求,防除冰系统的设计研究是飞机设计中的重要内容.介绍了飞机积冰的特点及其对飞机飞行性能的影响,并对国外各种先进的机翼防除冰系统工作原理及特征加以介绍和对比分析,对国内飞机防除冰系统的设计具有很大的参考价值.     

疏水防冻路面封层制备与评价方法研究

针对我国冬季道路降雪结冰导致交通事故的问题,研究制备了一种疏水防冻路面封层(hydrophobicantifreezepavementsealinglayer,HAPSL).测试水滴滑落时间比较其疏水效果,表征疏水性能;采用层间剪切试验、直接拉拔试验和钢球捶击防覆冰试验比较其降低冰层与路面间黏附力的效果,表征防冻性能.采用车辙试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验以及铺砂法、摆式摩擦仪(BPT)分别验证稳定性和抗滑性能.结果表明:HAPSL具有较强的疏水及防冰抑冰性能,能够延缓道路结冰,降低冰层与路面间的黏附力;虽然对稳定性和抗滑性能有一定的不利影响,但均满足规范要求,能够确保道路的正常使用.HAPSL 具有实用价值,可为其他疏水路面、自融雪路面的研究和铺筑提供参考.     

橡胶颗粒沥青路面的除冰机理

为分析橡胶颗粒沥青混合料的除冰机理,研究冰的物理力学性质,通过分析橡胶颗粒沥青路面上冰层破坏的断裂力学,提出应变能密度因子准则作为判断冰层破坏的依据;针对不同温度、不同厚度的冰层,分析弹性模量与除冰效果之间的关系,得到不同弹性模量下的路表面最大变形量;研究超载情况下冰层的受力和变形情况以及弹性模量与除冰效果之间的关系;采用车辙仪法进行室内除冰模拟试验.研究结果表明:混合型断裂破坏是冰层破坏的主要形式,表现为复合型裂纹发生失稳扩展,呈一定辐射状分布,在行车荷载反复作用下,区域裂纹充分扩展或者裂纹分布密度达到一定饱和程度,进而引起冰的局部破碎;随着外界温度升高、冰层厚度减少和行车荷载增大,路表最大竖向位移和能够除冰的橡胶颗粒沥青混合料弹性模量逐渐增大,除冰效果越好;室内除冰模拟试验结果与理论分析结果较吻合,证明了理论分析的可靠性.     

多功能高效除冰车的设计研究

目前市场存在的除冰除雪车存在售价高、效率低和维修困难等缺点,基于微波加热与机械除冰技术研制了一款智能扫雪除冰车,该车具有微波加热装置、扫雪扫冰、收集破碎冰块等多种功能。文中介绍了该车的结构与工作原理,运用Solid Works软件对其进行了建模、虚拟装配,并对小车的动力系统进行了功率匹配研究。实践证明该扫雪除冰车移动灵活、效率高、操作简便和性价比高等优点,具有一定的应用前景。     

新型多功能户外自动除冰车结构设计与分析

针对冬季寒冷地区受雨雪天气影响地面会经常出现积雪结冰的情况,导致行人非常容易跌倒,尤其户外台阶积冰很难清除的问题,该文设计一款新型多功能户外自动除冰车。其整体体积小巧,重量轻,单人即可搬运及操作。除冰机自带驱动装置,无需使用其他机械驱动,可直线行进或曲线行进以适应多种工况。驱动装置采用履带形式,可以为除冰机提供可靠的的动力输出。     

响应面法优化盘龙参多酚微波辅助提取工艺

采用微波辅助提取法考察了乙醇质量分数、微波功率、微波作用时间、质量体积比以及温度对盘龙参多酚提取率的影响.用响应曲面法优化盘龙参多酚的提取工艺,并对优化结果进行方差分析.结果表明,以47%乙醇溶液为提取剂,在48℃下微波提取84 min,多酚提取率达0.551%.     

雷暴云中冰晶粒子对电磁波的极化作用

为了研究雷暴云中冰晶粒子在带电情况下对电磁波传播的影响,利用冰晶粒子的介电常数模型和瑞利近似条件下带电粒子对电磁波的散射模型,推导了电磁波经过雷暴云中冰晶粒子区域时产生极化的计算模型,并进行了仿真和分析。结果表明:在传播过程中,电磁波的极化会受到冰晶粒子所带电荷的影响;冰晶粒子所带电荷量越多,对电磁波极化影响越大;冰粒表面电荷分布角越小,对电磁波的极化影响也越严重;电磁波频率和冰晶浓度越高,对电磁波造成的极化作用也越大,影响电磁波的传输质量。因此,在电磁波经过雷暴云时必须考虑带电冰晶粒子对其传播的影响。     

基于自适应标注样本的高分辨率影像道路提取

针对现有道路提取算法中难以大规模人工标注样本类别标签的问题,提出了一种基于自适应标注样本提取遥感影像道路的方法.首先,通过改进的模糊C均值聚类算法提取道路区域,进行初步的样本标注;其次,利用基于二次投票的集成去噪算法定位标签噪声样本,更新样本数据集;再次,将更新后的样本集投入随机森林训练并预测影像的分类结果;最后,对道...     

基于BP神经网络的汽车横摆角速度估计

为估计汽车横摆角速度并提高估计器精度, 采用BP(Back Propagation)神经网络的方法对汽车转向过程的横摆角速度进行估计。现实情况通常存在4 种路面: 干燥路面、沥青路面、积水路面和冰雪路面, 若单纯训练一个网络难以涵盖4 种不同的路面情况。为解决上述问题, 提高网络估计器的精度, 分别在4 种路面工况下训练4 个网络, 构成一个网络组, 再加入网络选择机制, 根据路面情况选择对应的网络的输出值作为横摆角速度的估计值。通过AMESim 与Matlab 联合仿真, 获得网络估计器残差并对估计情况进行分析和评价。该基于数据的方法与基于解析模型的估计方法相比, 不依赖精确的模型, 就能准确估计汽车横摆角速度。仿真结果表明, 基于BP 神经网络的方法对横摆角速度估计是可行的且偏差小, 成本低, 精度高。     

关林子隧道下穿既有道路爆破振动影响

在下穿既有道路的新建隧道爆破施工中,爆破振动极易引起上部路面结构的损伤和破坏.以宝汉高速新建下穿316国道的关林子隧道为例,采用有限元法模拟路面关键点峰值振速、路面应力以及路面位移,并结合现场爆破振动与振速监测结果,对比分析爆破振动对既有道路的影响.主要研究结论如下:10个关键点爆破峰值振速均发生在掏槽眼爆破时,既有道路的应力以及路面位移均较小,不足以引起既有道路的破坏;根据数值模拟和现场测试结果,下穿段地表质点振速的合速度峰值不超过0.035 m/s时可保证既有道路安全.     

高速公路桥梁临界结冰风险驾驶行为分析

桥梁是高速公路运行的关键节点,桥面与路面连接特殊的构造特征致使其结冰存在临界点,因此存在的较大的运行风险。为研究路桥连接处临界条件下车辆运行安全状态,对提升高速公路交通安全水平具有重要的意义。论文针对桥梁结冰且路基段未结冰的临界状态下高速公路运行风险行为的问题,研究依托气象环境模拟实验系,对干燥路面、小雪路面、薄冰路面3种路面在临界状态下的摩擦系数进行测定。基于不同路面状态摩擦系数并结合驾驶模拟实验系统,采集平均速度、纵向加速度、横向加速度、方向盘转角4个指标的驶行为数据。结果表明在3种不同临界状态路桥连接处的驾驶行为变化规律特征显著不同,并通过功效系数法计算路桥连接处3中路面状态下的驾驶风险值,可见路桥连接处的临界状态具有较高的风险水平。     

基于试验数据优化辨识孤立冰块的流拖曳系数

流拖曳系数是海冰动力学模型中的重要参数,实际海冰运动时受到水流的底面剪切作用和侧面正压力作用,对应的拖曳系数分别为摩拖曳系数和形拖曳系数.利用实验室波流水槽设备,对长方体平底、长方体粗糙底和圆饼形淡水冰试样进行拖曳运动试验,获得26组冰样运动数据.根据这些试验数据,利用动量法原理和优化方法构造了识别摩拖曳系数和形拖曳系数的参数辨识模型,并计算出相应的拖曳系数.在此基础上,引入描述表面粗糙度的两个指标--轮廓支承长度率和轮廓均方根偏差,统计分析了粗糙度指标对拖曳系数的影响.此外还得到摩拖曳系数同冰样长度和吃水深度之比的关系,该关系可用于计算冰山和浮冰的摩拖曳系数.     

基于高压水射流清除标线的真空回收系统仿真与试验研究

高压水射流道路交通标志线清除车是一种利用高压水射流技术清除道路废旧交通标志线的道路养护设备,辅以真空回收系统,可以在清除道路标线的同时将作业产生的废水残渣进行回收,保护环境。真空回收系统在高压水射流道路标线清除系统中具有重要作用。文章以真空回收腔为研究对象,通过模拟仿真和正交试验研究不同参数条件下真空系统的回收效果。研究表明：三个影响因素对真空系统回收率的影响大小顺序为：真空泵抽吸压力>系统射流压力>吸口离地间隙。较大的真空泵抽吸压力、较小的吸口离地间隙和较小的系统射流压力组合后可以提高系统的回收能力。     

三江源地区卫星被动微波遥感特性的初步分析

微波可以穿透云层,可以全天候监测目标区域,还可以比较有效地分辨水体、植被、冰雪和荒漠等。因此,微波遥感资料是研究地表类型众多的三江源地区的有效手段。全球第一个星载全极化微波辐射计WindSat测量的第3和第4个Stokes参数T3和T4,作为前所未有被卫星传感器大面积、长时间序列测量的亮温,为三江源地表目标的探测研究提供了新的工具和方法。仅使用垂直和水平极化亮温TV和TH,会将小面积水体和沼泽误识别成荒漠。结合WindSat辐射计所测量的4个Stokes参数,可以较好地分辨三江源地区的典型目标,例如雪山、湖泊和荒漠等,有利于消除由于地表目标识别错误导致的土壤湿度研究可能存在的潜在误差。TV,TV-TH,MPDI(MPDI=(TV-TH)/(TV TH))以及T3等值线的走向基本体现出西南东北走向,这与该区域植被分布自东南向西北为针叶林、高山草甸草原、干旱草原及荒漠的特点密切相关。冰雪融化和凝结,以及植被的生长和消亡,使得该区域微波辐射的季节性变化显著。前视和后视垂直极化亮温TV及T3的差值表明,该区域的微波辐射随观测方位角的变化是,雪山积雪冰川和湖区的辐射方向性较强,而植被和荒漠的辐射方向性较弱。     

冰水堆积土路用压实特性研究

目的研究冰水堆积土的路用压实性能,为同类工程提供参考。方法进行了路基填筑现场试验,采用压实质量检测法检测压实效果,并使用沉降差法验证检测效果。结果研究结果表明：冰水堆积土宜选用光滑振动压实机械碾压,适当降低碾压速度,可提高压实效果,冰水堆积土上铺设砂卵石粗粒料后碾压,可以提高冰水堆积土的压实性能。结论可以通过选用合适的压实机械与碾压速度来优化冰水堆积土填料路基设计及施工参数。