基于加速加载试验的微表处长期路用性能

现有微表处技术指南中评价微表处路用性能的试验方法与实际情况差异较大,影响了微表处技术的应用与发展.以轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统为基础试验平台,通过室内加速加载试验研究集料级配、填料类型与用量和聚丙烯纤维用量等对微表处混合料抗滑性能和耐磨耗性能的影响.试验研究结果表明:粗级配微表处的抗滑性能相对较好,然而耐磨耗性能相对细级配微表处要差;适当增加水泥或添加矿粉都可以较大地提高微表处的耐磨耗性能;掺入适当比例的聚丙烯纤维可以显著提高微表处的抗滑性能和耐磨耗性能.研究结果同时表明了轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统可真实模拟轮胎与路面间的相互作用,快速和定量评价路面的表面功能.     

蓄盐类抗凝冰沥青混合料长效性评价

从力学角度探究凝冰与蓄盐抗凝冰沥青混合料界面粘结力,提出蓄盐抗凝冰沥青混合料除冰雪性能失效的临界有效氯离子浓度;通过全环境箱模拟车辆荷载和降雨条件下氯离子的释放特性,采用ISE测试氯离子单次释放浓度和累积释放浓度,根据临界有效氯离子浓度确定释放有效盐分的沥青混合料的有效周期,并对失效的蓄盐沥青混合料进行切片处理,研究混合料中氯离子实际释放深度;最后将模拟冬季道路工况直至抗凝冰路面失效时的总降雨量,与全国不同地区的年平均降水量相比较,预估蓄盐类抗凝冰沥青路面实际有效年限。研究结果表明：在试验温度条件下,抗凝冰沥青混合料融雪抑冰临界有效氯离子的浓度为0.0009mol/L;在环境箱中模拟冬季道路低温、降雨、轮碾等状态下,蓄盐沥青混合料融雪抑冰有效周期为45天,混合料中氯离子有效作用深度约为2cm;抗凝冰沥青路面融雪抑冰有效总降雨量为2245.5ml,根据有效总降雨量与不同地区年降雨量之比,得到抗凝冰路面融雪抑冰有效作用年限为1.79~3.72年。     

水性环氧树脂微表处的层间抗剪性能

为改善路面加铺微表处薄层罩面后新旧路面间的层间抗剪性能,采用水性环氧树脂(WER)对微表处进行改性。依据直剪试验,研究环氧树脂掺量、油石比、黏层油种类及用量、旧路面类型及水分对环氧树脂微表处层间抗剪性能的影响。结果表明,在微表处中加入水性环氧树脂能改善混合料的抗剪性能;与丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青相比,水性环氧改性乳化沥青高温及黏结性能更好,作为黏结材料对于提高路面层间抗剪性能更有优势;当微表处掺15%水性环氧树脂,油石比为7.7%,黏层油选用水性环氧乳化沥青且用量为0.6 kg/m2 时,结构层层间抗剪性能较好;在沥青混合料与水泥混凝土两种界面上,微表处与沥青混合料的层间抗剪性能更好。     

微表处混合料路用性能影响因素

微表处是一种路面维修养护技术,对缓解路面病害的发生发展、延长路面使用寿命起到了积极作用。为提高微表处混合料的抗水损性及抗车辙性能,对微表处混合料路用性能影响因素进行研究。采用湿轮磨耗试验、负荷轮粘附砂试验和轮辙变形试验方法,通过使用不同级配、不同集料以及添加纤维,分析这些因素对微表处混合料的水稳定性以及抗车辙性等路用性能的影响。试验结果表明:玄武岩无论是在水稳定性能还是抗车辙性能都优于石灰岩;对于MS-Ⅲ型级配微表处混合料考虑水稳定性时,级配选定在上限与中值之间较好;微表处混合料以抗车辙性能为主时,级配选定在中值与下限之间较好;掺加2‰聚丙烯单丝纤维的微表处混合料可提高微表处混合料的抗车辙性能。     

不连续分凝冰发育规律的研究

提出并推导土体在冻结过程中由于冻结速度和水分移速度的影响,造成不连续分凝冰有单薄冰层、双冰层和厚冰层３种发育模式,采用受控试验的反演分析验证了不连续分凝冰的发育模式,试验结果同时表明：在整个试验期间,分凝暖端的孔隙冰压力变化平稳;当单薄冰层和双冰层发育时,冰分凝温度和孔隙水压力波动较大,尤其是在双冰层生长时,冻结缘发育最充分,分凝暖端的温度和孔隙水压力降低幅度最大;在厚冰层形成后,由于冻结锋面推移     

复合改性乳化沥青的制备及其微表处混合料路用性能

为解决普通乳化沥青在微表处混合料中存在的路用性能不足的问题,采用先乳化后改性的工艺制备高性能改性乳化沥青.利用延度与软化点指标确定改性剂添加方法及改性剂掺配比例,并以其作为微表处混合料的胶结料.通过湿轮磨耗试验(WTAT)验证其抗水损与耐磨耗性能,通过劈裂试验与高温车辙试验验证其抗裂与抗剪性能.结果表明,复合改性乳化沥青的软化点和延度均明显优于普通乳化沥青,当掺配比例为3.5%SBR与2.5%环氧时,延度和软化点可分别达到400 mm和70 ℃以上.混合料性能试验表明,采用改性乳化沥青制成的微表处混合料与普通微表处混合料相比,在抗水损/耐磨耗、抗裂及抗剪等方面具有显著的优势.     

基于橡胶粉降噪微表处路用性能研究的配合比优化

通过分析橡胶粉降噪微表处减振降噪机理,基于正交试验对橡胶粉降噪微表处路用性能影响因素进行研究,对橡胶粉降噪微表处的配合比进行优化。研究表明:微表处路面添加橡胶粉后可以通过增加阻尼的方式来减弱轮胎在路面上的振动,而且混合料表面形成多孔吸声结构来降低噪声,同时起到减振降噪的作用;改性乳化沥青配合比、橡胶粉掺量以及橡胶粉粒径均会不同程度地影响橡胶粉降噪微表处的抗车辙性能、抗水损性能以及降噪性能;根据各因素对各技术指标的贡献顺序对橡胶粉降噪微表处进行了配合比的优化:级配为①类型均匀级配,其中,改性乳化沥青用量为11.5%,外加水量为3%,水性环氧树脂掺量为10%,另外,橡胶粉的细度选择0.250 mm,掺量为3%。     

水溶性环氧树脂乳化沥青微表处的加速加载试验

微表处是目前改善路面表面功能及预防性养护最常用的措施之一。由于乳化过程弱化了沥青黏结力,极大影响了包括微表处在内的乳化沥青冷拌混合料的耐久性。为此,研究通过向改性乳化沥青掺加一定量水溶性环氧树脂来改善其黏结力;并采用"主驱动轮式路面材料加速加载试验系统"对掺加环氧树脂和未掺加的微表处混合料进行室内加速加载试验定量评价,比较二者的抗滑性和抗剥落性。结果表明,环氧树脂的掺加可减小微表处抗滑性、抗剥落性的衰减速率,是改善微表处耐久性的有效措施。     

纳米TiO2环氧树脂微表处光催化分解尾气型路面材料研究

摘 要 本文在环氧薄层混合料的基础上,以微表处（MS-2型）为设计配合比,结合光催化剂纳米TiO2的光催化降解尾气技术,研究制备新型降解尾气路面材料即环氧树脂微表处混合料,并对混合料的降解尾气性能和低温性能、抗水损能力及抗滑性能进行研究分析,试验表明：纳米TiO2的掺加,不会对混合料的路用性能产生不利影响,并且TiO2掺量50%下的混合料具备较好的降解尾气性能和经济效益。     

沥青路面凝冰损坏程度检测设备

针对沥青路面磨耗层损坏程度的评价目前还没有成熟的检测设备和方法,根据沥青路面凝冰损坏的形式和特点开发了路面磨耗层损坏程度的检测设备,并对检测设备的技术参数、试验方法和评价指标进行了深入研究。结果表明,所研制的检测设备性能良好,在此基础上提出的试验方法和评价指标能够快速、准确地检测出沥青路面受凝冰损坏的程度,具有良好的区分度和实用性。     

风力发电机叶片覆冰状况及防冰除冰措施

适用于寒冷气候条件的风力发电机研究已成为可再生能源领域广为重视的方向。针对环境因素、翼型、风机型号和运行状态等多因素协同作用下的叶片覆冰特性,依据能量分配理论和叶片表面温升特性,论述了主动防冰除冰技术的结构、热载荷分布以及能量传递方式。被动防冰除冰技术中,具有水滴自去除效应的涂层优势显著,依据涂层的防冰机理、导热导电性和化学稳定性等方面,论证其应用在风力发电机叶片上的可行性。最后,防冰涂层与电加热结合构成的复合防冰除冰结构,有效降低能耗、减少回流水结冰,但在涂层表面润湿性转变、导热率和耐久性等方面的研究尚存一定的争议,将是未来主要的研究方向。     

机翼防/除冰技术研究进展

 在复杂的气象条件下飞机机翼容易出现结冰现象,结冰会导致机翼的气动布局改变,恶化飞机的气动特性与飞行性能,影响飞行安全,因此开展飞机机翼的防/除冰技术研究意义重大。介绍了机翼结冰的主要部位、典型冰形及其危害,采用FLUENT软件计算分析了2 种典型翼型NACA23012 和NACA0012 结冰前后的气动特性变化,总结了机翼结冰对飞机气动特性的影响规律,阐述了机翼防/除冰技术的原理、优缺点及近年的研究进展,分析了机翼防/除冰技术未来的发展方向。     

飞机防冰系统设计中气象条件模拟及参数测量方法

 飞机结冰的气象条件是防冰系统设计的重要依据。在综述国内外飞机结冰的气象条件及标准、气象参数地面模拟设备及模拟方法的基础上,针对中国气候特点及不同飞机类型,分析了防冰系统设计中气象条件的选取原则,给出了某型运输机、直升机、战斗机的典型试验条件。结合国内现有冰风洞的设计及试验经验,阐述了冰风洞气象条件的模拟方法:以闭环控制的制冷系统实现低温环境,以风扇动力系统模拟产生高速气流,以喷雾系统产生人工云,并通过调节喷雾水压、喷雾气压以及喷嘴开启个数实现对液态水含量和云雾粒子直径的控制;探讨了液态水含量、云雾粒子直径以及云雾均匀性等气象参数的测量方法。     

飞机防除冰机理及超疏水材料的机载应用

飞机表面结冰改变飞机的飞行动力学特性,严重威胁了飞行安全,因此飞机防除冰技术对于安全飞行有重要意义。本文通过分析飞机结冰的基本原理、类型、影响等,综述现有的防除冰技术的方法及优缺点对比,其次详细综述了超疏水材料的润湿性模型、机理等,同时对超疏水材料研究现状进行了全面综述并对其特定条件（超疏水特性失效）进行分析,特别指出了存在的问题和挑战。其次在单一防除冰系统缺陷的基础上提出了复合型防除冰系统,并对几种复合防除冰系统进行介绍且将其与单一防除冰系统进行对比。此外,针对超疏水材料应用可能出现的问题,提出了一种回路热管+超疏水材料相结合的飞机防除冰系统。最后,就超疏水表面与复合型防除冰系统存在的问题进行分析与展望,认为主被动复合型防除冰系统具有良好的应用潜力。     

防冰系统喷嘴结构对冷热空气掺混性能的影响

为了分析燃气轮机进气防冰系统的性能,降低过滤器烧伤的风险,针对某燃气轮机防冰系统,采用三维数值模拟方法探讨了不同的射流孔孔径、孔数以及不同引气流量条件下防冰热气与主流冷空气的掺混效果。计算结果展示了射流孔喷出的热气与主流冷空气的掺混现象及其向下游输运的整个过程,表明吹风比（Br）是影响热气与主流掺混的关键参数,减小射流孔孔径、增大引气流量都会提高射流孔Br,使热空气与主流冷空气掺混的更加均匀,而在射流孔孔径和引气流量不变的前提下,增加射流孔数目不会对掺混起到积极的作用。     

水泥橡胶综合改性沥青混合料性能分析

为了减轻沥青路面的早期破坏,延长路面使用寿命,在高温多雨地区铺筑出具有优良使用性能的沥青路面,对比研究将水泥和橡胶粉同时作为改性剂对沥青性能的作用效果,并通过针入度、延度、软化点、黏附性试验确定合适的水泥掺量。通过马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对沥青混合料的路用性能进行相关研究,并与基质沥青混合料的相关性能进行了系统对比评价。试验结果表明,掺入水泥和橡胶粉后提高了混合料的高温稳定性能和抗水损害性能。当水泥掺量为1.5%、橡胶粉掺量为20%时,高温稳定性和抗水损害性能最佳。     

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。     

基于室内加速加载试验的微表处噪声影响因素

微表处路面高噪声的问题极大地限制了微表处路面技术的推广与发展。以"轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统"为基础试验平台,自制搭建了一套用于测定室内微表处振动加速度及噪声的小型装置。通过该试验平台探究了级配、外加剂对微表处路面噪声的影响。结果表明:调整集料级配,添加5 mm 0. 2%玻璃纤维或80目1. 5%橡胶颗粒均能起到降噪效果;但调整集料级配对微表处路面噪声治理更具显著成效。     

稀浆封层技术在公路养护中的应用

稀浆封层是将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料，均匀地摊铺在待处理的路面上，与原路面牢固地结合在一起，形成密实、坚固、耐磨的道路表面封层，大大提高路面使用性能，具有很大的发展前景。