基于数字图像处理技术的多孔沥青混合料细观空隙特征规律

多孔沥青混合料的性能取决于它的细观空隙特征,包括空隙大小、数量和分布。通过运用数字图像处理技术计算得到相关空隙特征参数并分析了6组不同沥青混合料细观空隙分布特征,研究了空隙率、级配、公称最大粒径这3种因素对细观空隙特征的影响。结果表明:等效孔径为0～6mm范围内的空隙占到所有空隙数量的70%以上,但较大面积空隙所占总面积比重较大;空隙率与断面空隙总面积有良好的线性关系;级配和公称最大粒径对细观空隙特征有显著影响;多孔沥青混合料不是空隙数量多,而是空隙等效直径大。     

不同空隙率排水性沥青混合料宏观性能与微细观空隙结构研究

为了兼顾排水性沥青混合料排水性能与耐久性能,在JTG F40-2004推荐的OGFC-13矿料级配范围内选取5种级配,使得5种级配排水性沥青混合料空隙率为18%～24%,针对室内试验试验研究不同空隙率排水性沥青混合料力学性能、路用性能、疲劳性能,基于X-Ray CT的无损检测技术获取排水性沥青混合料内部的细微观空隙形态,采用平均空隙直径、空隙级配未评价指标,研究不同级配排水性沥青混合料的微观空隙分布特征,最后建立排水性沥青混合料细微观空隙结构与其宏观路用性能之间的关系。结果表明,9.5、4.75、2.36 mm这3种筛孔通过百分率与空隙率的相关性最好;在20%～21%空隙率时排水性沥青混合料的动稳定度达到峰值,抗弯拉强度、弯曲应变、浸水马歇残留稳定度、冻融劈裂强度比及各应力水平下的疲劳寿命随着空隙率增大而减小;排水性沥青混合料空隙体积测算的平均空隙直径为6.8～10.3 mm,表面积测算的平均空隙直径为8.8～13.4 mm,直径大于4 mm的空隙数量占总空隙数量的75%以上。建议排水性沥青混合料适宜的空隙率为20%～22%。     

多年冻土区冻融循环作用对沥青混合料弯拉性能的影响

为准确评价冻融循环作用对高原寒冷地区沥青混合料弯拉性能和细微观结构的损伤机理,针对北方寒冷地区沥青路面在荷载、低温、水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的冻融循环试验方案,建立了不同沥青结合料沥青混合料的空隙率、弯拉强度(弯拉应变)、劈裂强度和疲劳寿命在不同冻融循环作用次数下的衰变规律,基于工业CT无损检测分析技术,获得了不同冻融循环次数下四种沥青混合料细观空隙结构变化特征,研究了冻融循环作用对沥青混合料平均空隙直径、空隙轮廓分维数的影响规律,分析给出了冻融循环作用下沥青混合料弯拉性能的损失率计算模型。结果表明:沥青混合料的弯拉强度、最大弯拉应变、劈裂强度、疲劳寿命随冻融循环次数的增加呈减小趋势,经历25次冻融循环后弯拉性能和疲劳寿命衰减趋于平缓。沥青混合料受冻融循环作用后弯拉强度和抗疲劳性能衰变规律符合logistics曲线模型;随着冻融循环次数增大,沥青混合料内部平均空隙直径增大,空隙轮廓分维数减小,平均空隙直径与沥青混合料弯拉性能之间的线性拟合关系良好;使用改性沥青具有维持冻融循环作用下沥青混合料内部空隙直径、空隙轮廓分维数变化不大的作用,在高原寒冷地区建议优先选用SBS或SBR改性沥青。     

三轴疲劳荷载下沥青混合料SMA-13细观特征动态变化分析

为了研究沥青混合料SMA-13细观特征随疲劳加载过程的变化情况,以揭示沥青混合料细观损伤及其影响其渗透性能的机理,利用马歇尔击实仪制备SMA-13沥青混合料试件,并利用自研三轴疲劳加载设备,针对不同空隙率的SMA-13沥青混合料进行CT动态扫描,提取并分析各试件空隙的数量、面积、等效直径和圆度等参数随疲劳加载过程的动态变化。研究表明:空隙率10%和8%的SMA-13,空隙面积随疲劳加载过程逐渐减小,试件两端的减小量大于试件中部;空隙率6%和4%的试件,两端空隙面积随加载过程逐渐减小,中间层位的先减小后增大。空隙数量随疲劳加载过程逐渐增加,试件中间部位空隙数量增加比较明显,最后阶段时空隙数量沿试件高度方向呈"中间多,两端少"的趋势。空隙等效直径随疲劳加载逐渐减小,疲劳加载后期的空隙圆度总体大于前期。4种空隙率试件的空隙等效直径随疲劳加载而减小,而空隙个数、空隙面积和圆度等参数随疲劳加载的进行变化规律差异性较大。     

基于CT扫描与图像处理技术的沥青混合料空隙特征分析

为了探究沥青混合料空隙特征,以不同级配类型与成型方式的沥青混合料为研究对象,采用CT无损扫描技术获取大量断面图像,应用Matlab软件对断面图像的空隙部分进行识别与分析,得到了空隙在试件内部的分布规律以及空隙分形维数的变化规律。采用压力机模拟沥青混合料马歇尔稳定度的试验过程,并在不同阶段扫描试件,获得其断面图像,确定了试验过程中混合料内部空隙的变化过程。结果表明:马歇尔试件的空隙率与空隙分形维数呈现出外部大、中间小的分布规律,而旋转压实试件的空隙率与分形维数分布较为均匀;在马歇尔稳定度的试验过程中,空隙面积与数量减少,试件先被压密,后随着荷载增大,空隙面积与数量增加,空隙逐渐变宽,直至试件破坏。     

空隙特征对排水路面残留饱水度的影响

排水路面雨后残留水分是降低路面耐久性重要因素之一。为研究多孔沥青混合料浸水后残留饱水度变化规律,以5种级配多孔沥青混合料为研究对象测算不同时段残留饱水度,研究空隙特性对残留饱水度衰减速率的影响。结果表明:公称粒径较大的混合料试件,其表面空隙及单个空隙直径较大;公称粒径与空隙率相同的混合料,提高级配粗度能够明显提升试件内部空隙连通性与直径;试件初始残留饱水度与混合料空隙连通性和空隙直径相关,随着试件公称粒径与单个空隙直径的增大初始残留饱水度下降;残留饱水度小于或接近30%时,其日间衰退速率保持稳定约为0.9%/h,静置48h后各级配混合料残留饱水度均趋于25%。     

细粒式多孔沥青混合料PAC-7配合比设计及路用性能研究

由于细粒式多孔沥青混合料在排水、降噪、抗滑等路面功能性方面有着卓越的优势，且在我国的标准筛孔直径4.75 mm～9.5 mm之间缺少更细的划分，因此通过增加7.5 mm筛孔来设计不同空隙率下的新型细粒式多孔沥青混合料PAC-7的级配，并将其与PAC-5、PAC-10进行路用性能的对比评价。试验结果表明，所研究的PAC-7的配合比设计方案合理，各项路用性能均满足规范要求，且随着空隙率的增大，PAC-7的高温稳定性、渗水性能越强，低温抗裂性、水稳定性越差。3种细粒式多孔沥青混合料的各项路用性能随着其公称最大粒径的变化而变化，具体表现为：当空隙率一致时，细粒式多孔沥青混合料的公称最大粒径越大，其高温稳定性、渗水性能越好，低温抗裂性、水稳定性越差。     

自调温沥青混合料路用性能及调温性能研究

选择一组密级配和一组开级配同时进行不同掺量的室内试验,探究自调温材料对沥青混合料空隙率、水稳定性能、高温稳定性以及析漏和飞散的影响规律;同时,对不同级配自调温材料沥青混合料路面进行温度观测,探究其调温幅度和边界。结果表明:随着自调温材料掺量的逐渐增多,开级配沥青混合料的空隙率不断减小且减小速率逐渐增大,稳定度先减小后增大,动稳定度逐渐减小,析漏损失基本维持在0.5 %～0.6 %之间;密级配沥青混合料的空隙率和动稳定度均逐渐减小,对稳定度影响较小;夏季温度高时,自调温路面自动储能吸热,降低密级配路面温度4.0 ℃左右,降低开级配路面温度2.0 ℃左右;冬季温度低时,自调温路面自动释放热量,提高路面温度约0.4 ～1.0 ℃。     

空隙率对沥青混合料水稳定性与渗水性能的影响

水损坏是沥青路面主要病害之一,而空隙过大、存在渗水通道是引发水损害的主要原因之一。为了研究不同空隙率对沥青混合料水稳定性和渗水性能的影响,制备了不同空隙率的沥青混合料试件,并分别进行了饱水率试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及渗水性能试验。结果表明：沥青混合料试件的饱水率随空隙率增大而增加,且空隙率超过8%时,饱水率快速增加;残留稳定度和冻融劈裂强度比均随空隙率增大而减小;沥青混合料试件的渗水系数随着空隙率的增大而增加,且空隙率大于8%时,沥青混合料的渗水系数急剧增大。     

影响多孔混凝土强度若干因素的研究

该文主要研究了灰集比、集料级配与水灰比对多孔混凝土空隙率、抗压强度和劈裂强度的影响,研究结果显示:随着灰集比减小,多孔混凝土空隙率不断增大,抗压强度、劈裂强度不断减小;集料粒径510mm数量一定时,随着2025mm粒径集料减少,1016 mm粒径集料增加,多孔混凝土空隙率不断减小,抗压强度及劈裂强度不断增大;随着水灰比增大,多孔混凝土空隙率先减小后逐渐增大,其强度先增大后逐渐减小;多孔混凝土7d抗压强度与28d抗压强度、空隙率与抗压强度、劈裂强度与28d抗压强度之间都具有很好的线性相关性。     

盐冻融条件下热再生混合料水稳定性及细观特性研究

对热再生混合料进行不同浓度盐溶液10次冻融循环试验,并采用4%盐溶液进行重复冻融循环试验,分析溶液浓度及冻融次数对热再生混合料空隙率和TSR(冻融劈裂强度比)的影响;同时,采用CT扫描手段分析冻融循环作用对混合料内部孔隙分布的影响。结果表明:经过10次盐冻融循环后,0、2%、4%及6%浓度盐溶液条件下空隙率增加程度分别为2.9%、7.5%、13.0%和12.6%;冻融7次以后空隙率增大幅度明显变大,其TSR不断下降,这说明随着冻融循环次数的继续增加混合料内部沥青与集料的黏结作用受到破坏;固液交替产生的膨胀应力、温度应力及盐溶液对集料-沥青界面的共同破坏作用导致混合料内部孔隙发生变化,体积在0~20mm3范围内孔隙数目明显减少,而体积在20~40mm^3范围内的空隙明显增加。     

掺混甲烷对乙烯层流预混火焰炭烟形貌的影响

针对掺混甲烷的乙烯层流火焰中的炭烟颗粒从形貌角度进行了研究,构建了具有相同当量比(2.07)、火焰温度、气体流速的层流预混乙烯火焰和掺混甲烷的乙烯火焰,并各自选取了3个高度进行热泳探针取样,采用TEM和AFM方法对各个工况的炭烟颗粒粒径分布、平均粒径、平均体积当量球径进行了对比。发现少量的甲烷掺混会令乙烯火焰中炭烟颗粒的尺寸变大,而当甲烷掺混量变多时该现象消失。而通过对颗粒的圆度、球度和分形维数计算和分析,发现即使是很小的颗粒也具有相似的不规则形状,这一现象广泛存在于各种火焰和各种大小的颗粒中,不受掺混比的影响,并且越大的颗粒结构越松散。     

高性能聚氨酯透水混合料关键性能研究

透水路面铺装是海绵城市道路建设的重要组成部分，由高性能聚氨酯透水混合料（PUPM）构筑的环境友好型透水路面铺装展现出了独特的应用价值。为进一步明确PUPM的路用关键性能，参照国家及行业现行标准和规范，采用室内试验的方式，基于力学性能、功能特性以及空隙细观特性探索了PUPM与多孔沥青混合料（PA）的差异性。通过单轴压缩试验、单轴动态蠕变试验、低温抗裂性能和水稳定性能试验，评价了其力学性能；通过透水性能试验、抗剥落性能试验和吸声性能试验，评价了其功能特性；采用X-ray CT技术，选用空隙率、空隙等效半径、有效空隙率以及迂曲度等空隙细观结构参数，评价了其细观结构特性。结果表明：PUPM在20℃条件下的单轴抗压强度为17~19 MPa，较PA具有更强的抵抗永久变形能力、抵抗低温开裂能力、抵抗低温荷载破坏能力和抵抗水损害的能力；PUPM的透水能力约为PA的4倍，在长时间磨光作用下展现出良好的抗剥落性能，同时具有良好的吸声性能；PUPM空隙率为28%~29%，空隙等效半径等空隙细观结构参数沿试件纵向呈现出不均匀分布状态；PUPM相较PA具有更大的空隙等效半径、有效空隙率及迂曲度。PUPM因其具有出色的力学性能和功能特性，在透水路面铺装方面具有更广阔的应用前景。     

沥青路面水损害的病害特征与机理分析

沥青路面水损害病害类型主要包括松散、坑洞和唧浆等，沥青与石料的粘附性不足和混合料空隙率过大是造成沥青路面水损害的主要原因。试验表明，集料泥土污染对沥青混合料水稳性影响显著，沥青混合料的渗水临界空隙率为7．5％。根据试验结果，对现行规范中的某些规定和技术要求提出一些看法与意见。     

冲击回波法精细探测公路隧道衬砌空洞的模型试验及分析

为研究空洞缺陷尺寸以及监测点和震源点的位置对检测结果的影响，根据冲击回波法的特点，设计并进行一系列空洞直径不同时混凝土板的检测试验，模拟检测公路隧道衬砌的壁后空洞。采用快速傅里叶变换分析振动加速度信号，研究应力波的频域信号特征，以探索冲击回波法探测衬砌空洞的可能性与机制。试验结果表明,冲击回波法在探测衬砌空洞缺陷中显示出较为良好的检测效果，影响检测效果的因素主要包括空洞缺陷直径、测点布置和激振位置等。     

地下交通转换平台射流通风特性及风流组织方式研究

为探究地下交通转换平台内通风系统的合理布局，采用比尺模型试验和CFD模拟相结合的方法，研究射流风机和通风组织对地下交通转换平台内气流运动的影响。结果表明： 1）当联络通道内风机射流朝向敞开段时，为使风机升压系数Kj最大，630 mm、900 mm、1 120 mm射流风机的布设位置应距离敞开段分别大于40、50、65 m； 2）大口径射流风机具有更大的Kj，但占用的断面空间更大，且射流诱导段更长，应根据联络通道长度和高度合理选择射流风机口径； 3）地下交通转换平台的通风组织不宜采用同侧开启方式，采用对角抽吸方式时，联络通道内的污染物混入比最低、通风效率最高。     

沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析

通过对沥青路面压实度、现场空隙率和渗水系数的检测结果进行分析，并针对不同沥青路面类型的现场空隙率对渗水系数的影响，在满足路面渗水系数要求范围的前提下，提出了不同室内设计空隙率范围时应采用的相应压实度评价标准及路面现场空隙率控制范围。     

铝冷凝器的清洗及钝化工艺

在车用空调系统中，膨胀阀的进，出口直径小于１ｍｍ，很易被污物和腐蚀物等堵塞，以致使整个空调系统不能正常工作。介绍了一种用于铝冷凝器的清洗和钝化工艺，经该工艺处理后，杜绝了铝冷凝器芯部总成管接头钎缝处在装配前腐蚀现象的产生，从而延长了整个冷凝器的使用寿命。     

汽油机掺烧甲醇裂解气试验研究

在1台电喷汽油机上进行了掺烧甲醇裂解气试验研究,设计了甲醇裂解系统,利用发动机高温排气裂解甲醇,并将裂解气送入气缸燃烧,研究了掺烧甲醇裂解气对发动机经济性和动力性的影响.试验结果表明:在管式裂解器中,甲醇裂解的主要产物是H2和CO,体积分数分别为60.7%~64.8%,19.1%~23.1%;汽油掺烧甲醇裂解气会导致发动机输出扭矩降低,发动机当量燃料消耗率下降,热效率增加,甲醇替代比为20%时,不同负荷下当量燃料消耗率均下降6%以上,最大可降低8.8%,有效热效率由原机32.47%提高到35.57%;原机和掺烧裂解气发动机的有效热效率均随过量空气系数的增加而增加,相同过量空气系数条件下,掺烧裂解气发动机热效率比原机高.