基于介电特性的沥青混合料密度预估优化模型

为了提高沥青路面传统密度预估模型精度,开展了沥青混合料密度预估模型参数优化研究。基于混合材料的介电混合模型,引入散射体影响系数v和形状因子u,推导出沥青混合料密度预估理论模型的通用公式;采用Percometer介电常数仪测量不同类型沥青混合料试件及其组分（沥青和矿料）的相对介电常数,基于麦夸特法和通用全局优化算法,求解通用公式密度预估值与表干法实测密度值的误差最小值,确定了ISO（Influence Coefficient and Shape Factor Optimization）模型的v和u最优解,并对ISO模型进行了可靠性SW检验;最后通过不同密度预估模型对比分析,验证了ISO模型密度预估的优越性。研究结果表明：ISO模型的v和u值分别为5.1、-4.5,采用ISO模型预估沥青混合料密度有效可靠;密级配沥青混合料的公称最大粒径越小,ISO模型密度预估值与实测密度值的拟合优度越高,平均相对误差越小;相对瑞雷模型和ALL模型,ISO模型密度的预估效果最好,能显著提高空隙率偏大沥青混凝土的密度预估精度。研究为更加准确地预估沥青路面密度提供了新方法。     

沥青混合料理论经验介电公式研究

研究量测沥青混凝土介电常数并探讨影响沥青混凝土介电性质的因素。结果显示孔隙率每增加1%,沥青混凝土试件介电常数值降低0.07。在相同孔隙率范围,沥青含量增加,介电常数降低。若水存在于沥青混凝土孔隙中,受水分子极化机制影响,介电常数随含水率的提高而增加。在密度预测模型方面,以介电混合理论模型为基础,由沥青混凝土各组成成分及体积分率计算介电常数值,并与沥青混凝土整体介电常数实验量测值比较。最后利用沥青混凝土试件介电常数、孔隙率及沥青含量进行回归分析,建立密度预测模型,密度预测值与实验值的相关性R2为0.94,此模型将有助于发展非破坏性沥青混凝土密度检测。     

不同压实度对上面层SMA-13介电特性的影响与评价研究

为探究不同压实度对沥青混合料介电特性的影响,采用武汉西四环项目上面层SMA-13的级配,通过控制轮碾次数成型5种不同压实度的车辙板试件,利用探地雷达进行介电常数值测定,评价其介电特性与压实度之间的关系,并通过数据拟合与实际工程数据对比验证其可靠性。研究结果表明:沥青混合料介电常数与压实度存在着一定的曲线关系,当满足压实度大于96%的要求时,其介电常数值大于10.29,为检测路面压实度质量判定提供了重要的参考依据;拟合关系曲线得到的数据与实测数据的平均相对误差为0.93%,满足规范要求,具有一定的实际意义。     

基于机器学习算法的沥青路面原位密度预测模型

利用探地雷达(GPR)进行沥青路面原位密度检测时，回归模型和电磁混合理论模型通常被用来建立密度和介电常数的关系，然而现有的模型对精确的参数校准要求较高且精度有限。为了进一步提升沥青路面原位密度预测精度，研究基于机器学习算法的密度预测模型，首先搭建了GPR测试平台，采用2.2 GHz探地雷达天线采集室内沥青混合料试件及现场沥青路面的电磁波反射信号；进而基于平均减法算法和有限冲击响应带通滤波器消除了信号零偏和部分环境噪声，基于反射振幅法对介电常数进行计算；收集了来自文献调研、室内试验、现场检测的124组密度数据，基于极限梯度提升(XGBoost)算法建立了密度预测模型，采用5折交叉验证对数据集进行深度学习，并利用贝叶斯超参数优化(BHPO)获得了最优的模型超参数组合；最后利用现场检测数据对模型进行测试，并对各输入参数进行重要性分析。结果表明：对信号进行消除零偏和环境噪声处理后，密度预测百分比误差显著下降，室内试验误差达到了2.9%,现场检测误差达到了3.0%;不同沥青混合料反射信号的主要差异在于峰值振幅的位置和数值大小，密级配沥青混合料介电常数值要大于开级配沥青混合料；BHPO有效提升了X...     

典型路基土复合介电特性试验研究

以介电常数为试验指标对典型路基土材料的介电特性进行"四因素三水平"的正交试验,分析各因素对介电常数的影响,得到其变化规律,并进一步考察介电常数与含水率、干密度的相关关系,以验证探地雷达检验路基压实质量的可行性。     

基于CRUISE的纯电动轿车性能仿真与试验研究

利用CRUISE软件建立某纯电动轿车动力系统模型,并进行其动力性能仿真,为动力系统选配提供参考。选定原车变速器2挡作为固定速比传动,计算了该电动汽车的续驶里程,并进行了试验,仿真结果与试验数据很接近,验证了所建模型的合理性。     

基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系。研究表明:纯I型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥青混合料具有较好的抗低温受拉开裂性能。其抗断裂能力与最大公称粒径成正相关,集料粒径对沥青混合料的混合断裂行为有显著影响,AC-13具有较高抗裂性。另外,接触拉压力链能够较好地表征混合模式下低温沥青混合料开裂特性与受力分布之间的联系。     

基于CAM复数模量模型的沥青混合料玻璃态转变温度确定

利用频率扫描试验数据建立沥青混合料在参考温度下的CAM复数模量主曲线方程,通过非线性最小二乘法拟合得到CAM复数模量主曲线模型和WLF方程的参数,再根据CAM复数模量主曲线模型、WLF推导得到沥青混合料玻璃态转变温度计算公式,并通过温度扫描试验测定沥青混合料玻璃态转变温度对计算结果进行验证。结果表明,通过CAM复数模量主曲线模型计算沥青混合料玻璃态转变温度的方法可行,且沥青混合料的玻璃态转变温度随着荷载作用频率的增加而升高。     

隔离膜厚度在砂砾式应力吸收层沥青混合料设计中的应用

利用新型沥青油膜厚度计算模型,计算了砂砾式应力吸收层沥青混合料的隔离膜厚度.与传统模型计算的结果进行了对比,验证了隔离膜厚度计算模型的合理性.分别研究了矿料间隙率、矿料合成毛体积相对密度、吸收沥青用量对隔离膜厚度计算结果的影响,最后提出了砂砾式应力吸收层沥青混合料隔离膜厚度标准.     

浇注式沥青混凝土介电特性研究

对铺筑于钢桥的浇注式沥青混凝土(Guss)进行钻芯试验,将会造成钢桥桥面损坏及留下侵害的弱面,须以无损检测方法,进行路面质量控制。以电磁波原理应用于无损检测过程中,介电常数为影响电磁波行为的重要参数,研究使用网络分析仪搭配终端开路同轴探棒,量测Guss胶浆,粒料,和Guss试件的介电常数,以2.55GHz频率的介电常数数值探讨孔隙率,密度,以及温度变化对于介电常数的影响。另发展Guss沥青混凝土介电混合模型与介电常数预测密度模型,并且使用无核密度仪Pave Tracker量测Guss沥青混凝土密度,并以校正后的Pave Tracker数值与实验室密度加以比较。试验结果显示孔隙率和密度与介电常数呈线性关系,R2约为0.6。在温度量测范围90℃至60℃的降温过程当中,Guss试件介电常数随温度下降而减少。另由本研究所发展的Guss试件介电混合模型,以胶浆,粒料,石粉和空气的介电常数及所占的体积百分比,可推测Guss试件的介电常数。并且由所建立的密度预测模型,以Guss试件介电常数预测密度,密度预测值与实验室密度的相关性R2为0.78。最后以校正无核密度仪Pave Tracker读数,校正后Pave Tracker读数与实验室密度的相关系数R2为0.89。     

OGFC混合料配合比设计的实用方法

以OGFC-13.2（目标空隙率16%）为例,分析了现有规范关于OGFC混合料级配设计方法的不足,提出OGFC混合料级配设计的新思路,并通过贝雷法检测目标配合比是否满足混合料构成骨架结构的要求。最后,通过推荐级配混合料的常规性能试验验证了混合料设计新思路的合理性。新的设计方法思路清晰,可操作性强,能更好地指导OGFC混合料级配设计。     

沥青混合料冻融损伤模型及寿命预估研究

为研究沥青路面抵抗冻融损害的能力,结合损伤理论,进行了沥青混合料冻融损伤模型及残余寿命预估的研究.建立了适用于冻融条件下沥青混合料损伤的普适模型,并提出了相应算法;然后根据快速冻融作用下混合料的各性能试验结果对该模型进行了验证;最后提出了模型应用于混合料冻融损伤后寿命预估的方法.结果表明:随冻融循环次数增加,沥青混合料性能衰减,损失度增大;模型能较好的拟合沥青混合料冻融循环后各项性能指标的变化;宜将抗压回弹模量作为评价混合料抗冻融损坏能力的和寿命预估的主要指标.     

金属橡胶减振器非线性建模及仿真研究

针对某型号金属橡胶减振器建立了非线性数学模型,并利用最小二乘法对模型进行了参数识别。应用所建减振器模型对柴油机—悬置系统进行了动力学建模和仿真,得到了质心动态特性曲线,并对柴油机整机振动烈度进行计算。最后对整机进行了振动烈度试验,并对试验与仿真计算结果进行比较,证实了所建模型的正确性。     

鼓式制动器温升计算研究

在考虑道路条件和车辆运行状况的前提下,研究了汽车鼓式制动器的摩擦生热过程、辐射换热过程和对流换热过程,建立了其温升计算的数学模型。在相似理论和量纲分析理论的指导下,进行鼓式制动器对流换热试验,得出了鼓式制动器对流换热的求解公式。试验验证结果表明,采用所建模型计算得到的温升曲线与试验测得的曲线变化趋势基本相同,最大误差约为20%。     

沥青混合料永久变形评价指标

通过比较分析沥青混合料永久变形各种试验方法和评价指标的优缺点,指出目前用动稳定度评价指标的不足之处。基于压实理论分析,提出一种全新的评价指标———综合稳定指数,利用现有的车辙试验设备,给出了综合稳定指数的具体计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形,能更好地评价沥青混合料的高温稳定性。通过分析综合稳定指数与力学指标劲度模量之间的相关性,建立了两者之间的关系模型,验证了综合稳定指数的合理性。     

汽车滑行阻力分析

建立了车辆滑行阻力计算模型.按照GB/T12534-1990<汽车道路试验方法通则>和GB/T12536-1990<汽车滑行试验方法>规定,分别对空载、半载和满载的试验车辆进行了滑行试验,并根据试验数据对滑行阻力计算模型的运动微分方程进行了求解.滑行阻力模型计算得到的百公里油耗值与道路试验值对比表明,所建滑行阻力计算模型有较高的计算精度.     

适用于汽车转弯制动仿真的轮胎力学模型

通过对轮胎试验结果的分析,用统计拟合方法建立了一种适用于转弯制动联合工况仿真的轮胎力学模型。所建模型与实际情况接近,计算简便,在用理论分析建模困难时,而采用试验数据进行统计建模不失为一种有效的途径。     

SBS改性沥青混合料蠕变性能试验研究

车辙主要产生于高温时沥青混合料的永久变形。基于此,对基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行了不同温度及荷载水平下的单轴静载蠕变试验,分析了温度和荷载水平对沥青混合料蠕变特性的影响,并应用Burgers模型对试验进行了模拟。该试验结论指出,Burgers模型可较好地模拟蠕变试验的蠕变柔量曲线,并使用粘弹性理论分析了SBS改性沥青混合料具有较好热稳定性的原因。     

大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究

将不同级配类型沥青混合料动态模量实测结果与Witczak预测模型进行了比较,指出了Witczak预估模型并不适合预测开级配、大空隙率沥青混合料的动态模量。基于这个观点,开展多因素、多水平的沥青混合料动态模量试验,考察沥青混合料动态模量影响显著的因素,通过对动态模量试验结果进行回归分析,建立了大粒径透水性沥青混合料动态模量多元线性预估模型,同时对模型进行验证和修正,并对预估模型的适用性进行了初步探讨。     

电-液制动系统高速开关电磁阀的建模与动态特性仿真

采用AMESim和ANSYS Maxwell建立了电-液制动系统中高速开关电磁阀的模型,对其动态特性进行仿真,并通过台架试验进行验证。结果表明,所建模型能很好地反映电磁阀的动态特性。