细集料形貌的分维数评价及沥青混合料性能试验

采用体视显微镜与面光源结合的细集料形貌测量方法获取五种细集料在0.003 mm/pixel分辨率下的颗粒图像,运用颗粒分维模型,以分维数表征细集料形貌特性,开展了细集料形貌及其对沥青混合料性能影响的研究.分析结果表明:细集料分维数服从三参数威布尔分布且不同细集料的分维数具有显著差异;细集料分维数与沥青混合料的体积参数具有显著的线性相关性;随着分维数的增大,混合料的极限弯拉应变和冻融劈裂强度比均是先增加后减小,在一定范围内存在最大值;但细集料分维数对混合料高温稳定性的影响并不明显.     

路面低温变色复配物的制备及热色特性

为提升路面冬季运营安全，实现路面低温动态预警，开展了路面低温变色复配物的制备及热色特性的研究。考虑变色温度、变色色差，确定了低温变色复配物各组成材料；通过改变各组分用量，讨论了其对变色复配物热色特性的影响规律；基于加权优序法优选出变色复配物的最优组成比例；在此基础上，通过差示扫描量热法和红外光谱试验揭示了变色复配物的显色机制，并将变色复配物应用于变色标线的制备中，体现出了良好的变色性能与耐久性，验证了变色复配物在道路工程应用的可行性。研究结果表明：显色剂种类决定变色色差，溶剂种类决定变色温度，随着显色剂用量的增加，变色复配物的变色色差和变色温度均减小，随着溶剂用量的增加，变色复配物的变色色差先增加后减小，变色温度升高；通过加权优序法确定隐色剂、显色剂、溶剂的最佳质量比为1∶1∶20；变色复配物的热变色行为是由温度主导的结晶紫内酯与正癸醇之间的相互竞争引起的，低温时结晶紫内酯争夺得到更多的双酚A使体系有色，高温时正癸醇俘获较多的双酚A使体系无色，通过室外耐候耐久试验、磨耗试验、耐污试验证明了变色标线具有良好的变色效果和耐久性。     

主动除冰雪路面融雪化冰特性及路用性能研究综述

为了进一步推进路面主动除冰雪技术的发展,综述了国内外路面主动融雪化冰方法的研究进展。首先,介绍了不同类型路面主动除冰雪技术的融雪化冰机理,并基于此将主动除冰雪路面划分为自应力弹性铺装路面、低冰点路面和能量转化型路面3类;然后,分别对3类主动除冰雪路面的路用性能及融雪化冰特性进行了梳理,在路用性能方面主要包括沥青混凝土路面高温性能、低温性能、水稳定性、黏附性能和耐久性等,以及水泥混凝土路面抗拉、压性能等,而在融雪化冰特性方面主要包括路面抗摩擦性能、冰-路界面黏结性能、破冰性能、融雪速率、适用温度范围及长期稳定性等;进而归纳了材料组成、结构类型、外界环境及系统运行条件等对主动除冰雪路面工作性能的影响规律;此外,为了便于主动融雪化冰路面技术选型,从融雪化冰效果、经济成本及节能环保等方面对比分析了不同路面主动除冰雪技术的优缺点;最后建议路面主动除冰雪系统应与冰雪灾害评估系统及冰雪预警系统相结合。     

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。     

季冻区道路结构温度场分布特性研究

以试验测点近3年的路面温度跟踪观测数据为基础,开展了季冻区道路结构温度场分布特性的研究.研究结果表明:路面温度峰值出现在路表附近,随着深度的增加,温度波动幅度逐渐减小,道路结构内存在与气温变化相一致的日恒温点;气温骤变时温度梯度变化主要发生在沥青层内;在冰冻时期会有冰冻夹层存在,哈尔滨最大冻结深度为180 cm左右.     

级配对密级配沥青混合料体积指标的影响

沥青混合料的体积指标在评价沥青混合料性能时是必不可少的。尤其是对密级配沥青混合料而言,体积指标和路用性能紧密相关,特别是在抗车辙和水损害方面。笔者分析研究了6种体积指标,研究表明任意两个体积指标之间都有良好的线性关系。体积指标的变化主要是由级配的变化引起的,试验结果表明:体积指标对级配的变化敏感。结果同样显示随着级配的变化,空隙率的变化率最大。基于以上研究,选择空隙率的变化率作为评价密级配沥青混合料级配变化的典型指标。     

基于热管技术的机场道面融雪性能试验研究

为准确分析基于热管技术的机场道面融雪系统工作性能,综合考虑地热能、机场道面、热管间的传热特性,建立了热管加热融雪道面足尺试验系统;基于长期实测数据对融雪系统的道面融雪性能、温度场分布特性及其影响因素进行了分析;并在此基础上,通过研究融雪系统地下土壤热源热量长期消耗及回补特性探讨了融雪系统的可持续性工作性能。研究结果表明：基于热管技术的机场道面融雪系统可在冬季不改变道面温度分布特性的基础上,自动提高道面温度约15℃,有利于抑制道面结冰并融化道面积雪;在热管道面融雪过程中,当道面无雪率超过40%后,道面融雪过程将进入加速期;减少热管与道面表面的竖直距离,降低相邻热管间的水平间距均可改善热管道面温度分布规律,并有效提高道面融雪效率,而热管直径的变化对道面融雪性能影响相对较弱;随着气温降低,热管道面融雪效率逐渐下降,且当气温低于-9℃时,热管道面融雪性能受到较大限制;积雪经过适当压实作用,可缩短热管道面融雪时间;冬季地下热管的取热作用使得地下土壤温度约降低10℃,而夏季地下土壤温度逐渐恢复,随时间大致呈周期性变化,表明地下土壤可为热管道面融雪系统长期提供热量,持续保障热管道面融雪性能,实现机场道面冬季安全运行。