聚合物光纤结冰传感器设计与路面冰层厚度检测方法

为定点检测极端天气状况下沥青路面结冰状况与结冰厚度,该文首先通过比较聚合物光纤与石英光纤的各项性能指标,选用聚合物光纤作为光传输介质,选择同轴式传感器探头分布模式,并且设计微弱信号检测电路,最终完成聚合物光纤道路结冰传感器的设计;其次,验证了温度对结冰检测结果的影响可忽略不计,在模拟光照下进行不同光照强度下的结冰试验,得到结冰特性曲线;最后在自然光照下对结冰特性曲线进行验证试验,得到传感器输出电压-结冰厚度曲线函数关系式,可为道路养护和管理部门以及出行者提供实时的路面安全信息,降低交通事故的发生。     

路面结冰监测技术研究进展

路面结冰显著降低了路面抗滑能力,极易诱发交通事故.路面结冰自动监测和及时预警对于保障行车安全具有重要意义.结冰监测技术主要依靠各种类型的结冰传感器实现结冰的感知和预报.目前结冰传感器主要有光纤式、电学式、机械式、红外式等不同类型.对各种结冰监测技术进行了总结,并探讨了这些技术在道路工程中应用的可行性.     

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。     

聚氨酯涂料对公路混凝土桥面结冰影响室内试验研究

通过冷库试验研究憎水性涂料在不同气温、不同降雨量等气象条件下对公路混凝土桥面的抑冰效果。试验采用40cm×30cm×10cm公路混凝土板块为材料,研究公路混凝土板块分别在温度为-1~-3、-3~-5、-5~-7、-7~-9℃及降雨量为2、4、6、8、10mm时随着温度与降雨量的变化其结冰时间的变化。试验结果表明:5种不同降雨量下,憎水性涂料在4个温度区间中,在温度区间为-3~-5℃时延缓结冰时间最长,分别为48、29、29、33、27min,在此区间抑冰效果最佳。4种不同温度区间下,温度为-1~-3、-3~-5℃时,憎水性涂料在降雨为2mm时结冰时间最长,高达46min以上,温度为-5~-7℃时,憎水性涂料在降雨量为6mm时延缓结冰时间最长,延缓时间为31 min,温度为-7~-9℃,憎水性涂料在降雨量为8mm时抑冰性能最好。随着降雨量继续增大,憎水性涂料的抑冰性能逐渐降低。     

橡胶颗粒对沥青混合料性能的影响

废旧轮胎产生的橡胶材料,对环境具有较大的污染,将其加入沥青混合料中,可改善沥青混合料的性能,铺筑而成的弹性沥青路面,耐久性强,可在一定程度上减少噪声危害。将大粒径的橡胶颗粒加入沥青路面材料中,能抑制路面结冰,降低冬季因路面打滑造成的交通事故概率,研究表明:在温度不低于-14℃、冰层厚度不超过10mm时,破冰效果显著。     

沥青路面层间脱空区积水结冰膨胀与损害分析

沥青路面由于存在裂缝和空隙,外界水分较易渗入路面内部,形成小范围区域性积水并滞留在路面内部。当冬季遭遇骤变大幅降温天气时,环境温度和路表温度骤减,路面内部滞留的积水就会结冰膨胀,从而引起路面结构和材料的损坏。笔者利用有限元方法计算了沥青路面层间脱空区积水结冰膨胀产生的应力,分析了其对路面结构与材料产生的不利影响,解释了在突遭低温冰雪恶劣天气后路面病害大幅增加的原因。     

SMA路面结冰规律与预警阈值研究

道路结冰威胁行车安全,引发交通事故,造成重大损失。路面结冰对于道路交通安全的影响主要体现在路面摩擦因数的降低上,为准确预测结冰时机,目前主要以摆式仪法测量路面摩擦因数。采用室内试验模拟我国南方地区冬季SMA路面结冰过程,分析路面结冰规律,建立了结冰路面摆值与温度、降水量以及干燥路面摆值之间的回归模型;确定了用于判断路面是否出现结冰现象的相对摩擦因数阈值。结果显示:路面薄冰的摩擦因数约为0.635-0.645;存在一临界温度,当试验温度高于临界温度时,路面摩擦因数随时间呈缓慢上升最后达到稳定;当试验温度低于临界温度时,路面摩擦因数随时间呈缓慢下降最后达到稳定。并且降水量越小,两级变化规律越显著。     

进气歧管压力传感器结冰诊断逻辑设计与改进

以设计并完善电喷系统中进气压力传感器结冰故障诊断逻辑为主线,说明了压力传感器的工作原理,阐述了传感器因结冰而失效的机理;对压力传感器在特定工况下的特性进行研究,设计出其结冰故障诊断方法;针对该诊断方法实际应用过程中出现的问题,分析了与结冰故障诊断相关的转速信号的计算方法,通过添加新的诊断条件,完善了压力传感器结冰故障的诊断逻辑设计,并进行了试验验证。     

高弹蓄盐沥青混合料破冰效果细观仿真研究

高弹蓄盐沥青混合料是一种同时具备良好去冰融雪特性和路用性能的新型功能性路面材料,由于采用橡胶颗粒替换部分细集料,使冰层与路表橡胶颗粒接触位置处的力学特性发生很大的改变,同时也使得高弹蓄盐沥青路面结构的整体变形性能显著提高,从而实现一定的自应力除冰功能。为了评价高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰效果,明确橡胶颗粒作用的除冰机理,通过建立不同工况下路面结构细观二维平面有限元模型,对橡胶颗粒的破冰特性进行分析,并研究冰层厚度、温度、橡胶颗粒粒径及高弹蓄盐沥青层模量等参数对高弹蓄盐类沥青路面破冰效果的影响。仿真结果显示:橡胶颗粒在一定温度和一定冰层厚度条件下具备良好的自应力除冰效果,当温度低于-10℃或冰层厚度大于8 mm,橡胶颗粒将失去其自应力除冰能力。在保证高弹蓄盐沥青路面路用性能的前提下,适当增加橡胶颗粒的掺量或者选用较大粒径的橡胶颗粒,可以显著提高高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰能力。     

高寒地区沥青混凝土路面抗结冰研究综述

长期以来,针对困扰养护部门的高海拔寒冷地区路面积雪结冰问题,研究人员开展了一系列试验研究。文章综述了境内外高寒地区沥青混凝土路面除冰雪方法和研究进展,介绍了不同类型沥青路面除冰雪技术的作用机理,结合川西高寒地区气候及地理环境条件,分析现有路面抗结冰技术的运行特性对路面路用性能的影响,对未来研究重点和研究方向提出展望。     

冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题，对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用，明确研究中的关键问题和未来发展方向，综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先，阐述了冰雪对交通带来的影响，揭示了人、车、路三者与交通事故的关系，明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降；然后，讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法；进而，对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性，提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求；最后，总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式，其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法，动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法，综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化，是未来冰雪路面智能管控的主要方式。     

不同因素对路表冰层冻粘强度的影响分析

针对目前国内道路冬季积雪结冰只能封闭交通或依靠融雪剂的问题,采用试验的方法,以冰层冻粘强度为评价指标,结合不同载体、同一载体不同冻结时间和冰层厚度几个不同因素,分析了其对冰层冻粘强度的影响。结果表明:在同一冰层厚度、相同冻结时间及相同冻结温度的条件下,以亲水性好的水泥混凝土作粘结面的冰层冻粘强度要较以憎水性好的橡胶混凝土作粘结面的冰层冻粘强度大。而在相同载体的条件下,冰层的冻结时间与厚度对冻粘强度几乎没有影响。从而可以判断采用憎水性的路面材料具有减粘、防粘的作用。     

抗暗冰填料应用性能研究

化学类抑制冻结铺装技术是国外提出来的一种抵抗冬季暗冰的一种新技术手段,并取得了良好的应用效果。我国大部分地区冬季气候湿冷,易产生暗冰,并导致交通事故发生率的逐年增长,抗暗冰材料的研发对提高我国冬季交通安全和填补我国抗暗冰技术的空白有非常重大的社会和经济意义。该文对国内自主研发的一款新型抗暗冰填料的应用性能研究作了介绍,可供同行参考。     

接地面部分溶化条件下冰面轮胎摩擦力的研究

综合运用流体动力润滑理论的能量守恒定律，提出了接地面部分溶化条件下冰面上汽车轮胎的摩擦力或牵引力的理论计算模型。证明了正常工作条件下，接地面上冰产生溶化的可能。对不同制动和驱动条件下轮胎摩擦力进行了计算，取得了同试验数据吻合很好的预测结果。并同已有预测模型进行了比较，比较结果表明：本文依据严格的润滑理论所推导出的冰面轮胎牵引力模型比其它已有理论模型更接近试验结果。     

滨州黄河公路大桥混凝土加冰冷却工艺

介绍了滨州黄河公路大桥,为满足设计对混凝土入模温度的要求,采取的加冰冷却工艺,也同时介绍了施工中采取的其他辅助措施。     

江西省高速公路冰雪灾害应急对策

为制定江西省高速公路冰雪灾害应急对策,基于高速公路冰雪灾害特点,系统阐述了高速公路冰雪管理目标,并提出了防治冰雪处治策略。     

聚脂纤维对MFL融冰化雪沥青混合料的性能影响研究

在冬季或低温条件下,盐化物沥青混合料融冰化雪技术能够提高路面的抗滑性能,但混合料的路用性能方面仍存在一定的缺陷。通过在MFL融冰化雪型沥青混合料（MMAM）的基础上添加聚酯纤维技术处理,通过对普通、MMAM以及聚脂纤维＋MMAM混合料的融冰化雪效果和路用性能进行测试对比分析,结果表明：聚酯纤维不会影响MFL的融冰化雪功能,MMAM和聚脂纤维＋MMAM都能够实现融冰化雪效果;另外,聚酯纤维的添加对MMAM的抗车辙性能不产生影响;与普通混合料相比,MMAM的水稳定性和低温抗裂能力明显降低,且低温破坏弯曲应变降低幅度达到33.4%,而聚酯纤维的添加可以改善MMAM的抗水损害能力与低温抗裂能力,且低温破坏弯曲应变提高幅度达到10%。     

环保缓释型主动融冰雪涂层材料研究

为解决目前冬季融冰雪成本高、环保性差的问题，首先基于医学制药中的"缓控释"思想，确定涂层材料的组成，为使表面能较高的亲水性填料、补强剂与表面能较低的树脂能有效结合，采用偶联剂对组分中的填料和补强剂进行表面改性处理，用高分子纤维素分别制备疏水型与亲水型包衣溶液，对环保型融雪剂进行包衣成膜，研究其微观形貌以评价成膜状况；然后通过融冰雪试验确定涂层溶液的最佳涂刷量，研究涂层的抗黏附性能与缓释持久性，通过分析涂层的微观形貌特征，揭示其缓控释融冰雪机理；最后分别通过研究融冰雪涂层的耐水性、耐磨性和耐腐蚀性分析其耐久性能，通过分别分析融冰雪涂层对植物生长和金属腐蚀的影响以评价其环保性能。研究结果表明：亲水型与疏水型包衣溶液的掺配比例是1：8，环保型主动融冰雪涂层溶液的最佳涂刷量为0.65 kg·m^-2，融冰雪涂层具有良好的缓释持久性和抗黏附性能；在融冰雪过程中，包衣薄膜吸水溶胀，溶解缠绕在包衣薄膜表面的亲水型高分子纤维素，使镶嵌在包衣表面的抗黏剂及致孔剂碎片脱落，在包衣薄膜表面形成孔洞，渗出融雪剂晶体，包衣薄膜成功地发挥缓释作用；水进入包衣膜内后溶解融雪剂，浓度升高，渗透压增大，融雪溶液便渗出包衣薄膜，融化冰雪；环保型主动融冰雪涂层具有良好的经济、环保和耐久性。     

冰雪路面摩擦系数的影响因素研究

冬季道路的表面通常覆盖着多层积雪,重交通量的路段积雪较薄,其厚度一般不足几厘米。积雪状态的变化直接影响着路面安全性,冰雪使路面变得非常湿滑,湿滑的路面条件由多种类型的积雪引起,本研究同时测量了冰面轮胎的静摩擦系数与动摩擦系数。