摘要：为制备能够融冰化雪的导电沥青混凝土,对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能进行了研究。通过沥青混合料马歇尔试件的电阻率测试试验,确定了碳纤维的短切长度。通过沥青混合料拌和试验和马歇尔击实试验,提出了导电沥青混合料的拌和工艺。采用马歇尔试验配合比设计方法,根据导电沥青混合料的结构特征调整了技术标准,确定了导电沥青混合料的最佳油石比。通过电阻率试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析了导电沥青混合料的导电性能和路用性能随碳纤维掺量的变化规律。结果表明:当PAN基碳纤维掺量(质量分数)取0.1%时,导电沥青混凝土既可以获得优良的导电性能,也可以获得优良的路用性能。

摘要：针对连续配筋混凝土与沥青混凝土(CRC+AC)复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用断裂力学理论和有限元法,计算了CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝的扩展强度,分析了结构层厚度与CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝扩展强度的关系。结果表明:AC层厚度一般在不小于4cm时才能起到降低CRC层顶面最大温度的作用;CRC层的最大温度梯度随AC层和CRC层厚度的增加而递减;车辙深度随着AC层厚度的增加而递增;AC层厚度的增加能有效减小温度裂缝的扩展,其他结构层厚度对温度裂缝的扩展强度影响不大。研究结果可为合理设计CRC+AC复合式路面的结构层厚度提供参考。

摘要：为了理解级配碎石的真实响应,开展了级配碎石基层的室内模型测试和数值分析。根据横观各向同性理论,建立了级配碎石模量的力学-经验模型;通过室内模型试验,分析了级配碎石不同位置的应力和变形规律,并提出了级配碎石的有限元计算方法。测试及数值分析结果表明:级配碎石内部的应力变化具有显著的横观各向同性特征;不同车速下荷载作用时间和层顶位移峰值不同;有限元计算结果与室内模型测试规律基本一致,但在设计时偏于保守。

摘要：山顶点提取方法决定着山体部位划分结果的正确性和微地形自动分类效率。以高程和等高线为参考提取山顶点的方法存在伪山顶点剔除不完全和局部山顶点丢失的问题,依据山顶点邻域坡向呈均匀分布规律,提出了基于坡向分布特征的山顶点提取方法,构建了以山顶点为中心的邻域坡向顺时针逐渐递增模型,并以山脊线拟合和深度优先搜索(depth first search,DFS)算法的递推思想,剔除提取结果中的伪山顶点。顾及实体数字高程模型(digital elevation model,DEM)地形破碎对提取方法的影响,采用了模拟DEM和实体DEM分别进行实验和分析。实验结果表明,坡向分布特征法避免了传统基于封闭等高线提取山顶点时主观选取阈值的不确定性;模拟DEM因其连续、光滑,山顶点提取准确率可达到100%,而实体DEM沿用模拟DEM机制,因其地形破碎导致的不可适性,通过调整坡向分布约束条件可予以改善,实验提取准确率平均可达到96.1%。

摘要：数字带状地形数据是当前公路工程勘察阶段必需的基础性数据,实现数字带状地形的合理分类是公路工程精细化设计、公路建设期能耗计算及路域生态保护的前提与基础。针对传统公路带状地形分类方法存在地形因子单一、分类决策知识模糊和主观因素影响大等问题,依据《公路路线设计规范》及《公路工程技术标准》中对地形分类的要求,结合公路地形分类相关研究成果,提出了以地表坡度、相对高程和地形起伏度为主要地形因子组合的公路带状地形分类决策方案,借鉴已有数字地形分析技术建立了中尺度公路路域数字地形自动分类方法。该方法以栅格DEM为数据源,基于聚类的方法,通过图层叠加分析,实现了公路路域地形分类规则快速构建与直观获取分类结果。并采用公路路域带状栅格DEM进行分类试验,结果表明,该方法相较于由地貌专家人工勾画为主的传统公路地形分类法,工作量小,速度快,成本低,且可有效分出平原、微丘、河谷、山岭和重丘5类典型公路路域地形,分类结果残缺率为10.16%。

摘要：镍铁渣为一般的工业固体废弃物,经改良后可直接用作道路路基填料,但其动力特性尚值得深入研究。首先,通过筛分试验分析了纯镍铁渣的级配特征,提出了掺加黏土的改良方法,确定了黏土掺量和最优含水量;其次,开展了镍铁渣-黏土动三轴试验,获得了不同黏土掺量、压实度和围压下的动骨干曲线、动弹性模量。然后,通过镍铁渣路基原位试验及理论计算,得到了下路堤在运营期的沉降值。结果表明:纯镍铁渣为级配不良的砾砂,黏土掺量和含水率分别为35%和9%,试样的最大干密度最大;随着黏土掺量增加,镍铁渣-黏土颗粒之间的孔隙随之减小,对应的动强度和动弹性模量则均随之先增大后减小,黏土掺量为35%时,动强度和动弹性模量均最大;围压和压实度越大,镍铁渣-黏土之间作用力越强,动强度和动弹性模量也越大。基于Hardin-Drnevich模型和负幂律函数,建立了镍铁渣-黏土动应力-动应变拟合关系式及动弹性模量衰减模型,回归得到了拟合参数与黏土掺量、压实度及围压之间的关系式,并通过试验数据验证了其合理性。运营期镍铁渣-黏土路堤的沉降较小,满足路基设计要求。

摘要：为提高水浸超声合成孔径聚焦成像的计算效率,采用均方根速度模型进行时域合成孔径聚焦成像。通过均方根速度模型求解多层介质中声束传播时间,并与斯涅耳定律求解的精确传播时间进行对比,验证均方根速度模型的精度;以钢试块的水浸超声检测为例,研究了B扫查成像、基于射线跟踪技术和基于均方根速度的合成孔径聚焦成像,提取了3种方法下缺陷孔沿横向中心轴线及纵向中心轴线处的电压幅值。分析结果表明,两种合成孔径聚焦成像方法的成像分辨率及信噪比基本一致,基于均方根速度的合成孔径聚焦成像效率提高约15倍,为水浸超声检测提供了一种高效的合成孔径聚焦成像方法。

摘要：震后小流域重力侵蚀过程与机制复杂,具有显著的产沙输沙效应,造成强烈的水土流失,严重威胁灾后重建和重大工程安全,是泥石流和土壤侵蚀领域研究的热点与难点之一。本文以震中莲花芯沟为典型研究区,选取2008—2010年的三场泥石流,采用多源遥感和GIS等手段,建立数字坡沟系统,融合D-In SAR和偏移量跟踪技术,生成不同场次泥石流前后的三维地表形变场,研究震后泥石流在不同类型"坡体-沟道-流域"上的多尺度侵蚀产沙特征与物质迁移过程。结果表明:1)2008—2010年三场泥石流,坡体侵蚀总量分别为6.44×10~5m^3、3.36×10~5m^3和3.02×10~5m^3,输入沟道的泥沙总量分别为3.54×10~5m^3、1.56×10~5m^3和5.16×10~5m^3,流域侵蚀总量分别为6.736×10~5m^3、5.217×10~5m^3、5.540×10~5m^3,流域输沙总量分别为3.84×10~5m^3、2.24×10~5m^3、2.96×10~5m^3;2)坡体重力侵蚀产沙量占各级沟道总来沙量的50%以上,是各级沟道泥沙的主要来源,其中以凸凹型坡、凸型坡和混合型坡三类坡体产沙最多,占坡体总产沙量的85%以上,且随沟道级别升高(三级→二级→一级)而呈递减趋势,二级沟道在各级沟道中输沙贡献率最大、达45%,是主沟泥沙重要来源;3)坡体侵蚀量与侵蚀面积及堆积量与堆积面积的比值均存在指数函数关系,坡体产沙量与坡体单元面积的比值呈线性正相关关系,坡体侵蚀量、堆积量、产沙量均随其对应面积的增大而增大;4)震后坡体侵蚀速率呈先减小后增大趋势,最大侵蚀速率在凸凹型坡体单元、达0.24m/次;流域侵蚀速率也呈先减小后增大趋势,同时,存在由低到高逐级递增趋势,其中主流域侵蚀速率最大、达0.39m/次;5)各级流域泥沙输移比随流域级别增高而减小,其中主流域泥沙输移比最低、为0.28,三级流域最高、达0.93。研究结果可以为灾区小流域泥沙调控、重大工程选址选线、河流整治和次生山地灾害风险评估及防治工程设计提供依据和参考,对保障山区公共安全具有重要意义。

摘要：微胶囊技术在世界上已应用于多个领域,包括医药、食品和化工等,具有广阔的应用前景。将微胶囊引入到沥青材料自修复中,可提高沥青材料的自修复能力并在裂缝产生初期即可自我修复,延长路面使用寿命。与传统的裂缝修补方法相比,微胶囊自修复技术具有节能减排、降低养护成本和防止微裂缝扩展至宏观裂缝等优势。然而,沥青自修复微胶囊技术仍处于初步探索阶段,将微米级微胶囊应用于沥青材料自修复领域还存在着微胶囊强度控制范围不够明确,微胶囊破裂理论尚不成熟,且微胶囊制备工艺参数设计尚不统一等问题。因此,研究者们除研究制备工艺的影响外,还主要从选择合适的制备工艺影响参数和微胶囊的结构与性能方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。随着制备工艺的不断成熟和影响参数的不断优化,经原位聚合法制备的微胶囊结构致密、性能优良。目前对掺微胶囊的沥青材料自修复的研究仍存在对沥青材料自修复提升效果的评价方法和评价指标尚不统一等问题。掺微胶囊的沥青材料自修复效果主要通过不同的指标来体现,包括延度、复数模量、拉伸强度、试件的载荷和沥青混合料的疲劳寿命等。其中,还对掺微胶囊的沥青混合料进行了路用性能研究。通过不同的评价指标表明,微胶囊显著提升了沥青材料的自修复效果;掺微胶囊的沥青混合料的水稳定性和高温稳定性略有下降,低温抗裂性下降较大,但仍满足规范要求。为总结沥青自修复微胶囊的研究进展,本文对比分析了多种自修复微胶囊制备方法的优势和特点,解析了影响微胶囊质量的主要因素(芯壁比、反应温度、终点pH值、乳化转速、酸化时间),总结了微胶囊的结构与性能的表征方法,介绍了掺微胶囊沥青材料自修复性能的评价方法与提升效果,阐述了微胶囊对沥青混合料路用性能的影响,探讨了借助分子动力学手段研究掺微胶囊的沥青材料自修复行为理论的可行性并展望了其未来发展前景,以期为微米级微胶囊的应用与发展提供参考。

摘要：运用损伤力学、传热学、断裂力学理论和有限元法,分析了沥青层的温度疲劳损伤特性、疲劳寿命、裂缝扩展等。研究结果表明:温度疲劳损伤主要集中在沥青层表面,随着温变次数的增加,沥青层表面的损伤度线性增加;随着沥青层模量与温变幅值的增加,沥青层表面的损伤度不断增加;随着温变次数的增加,沥青层表面的水平拉应力线性减小;随温变幅值的增大,沥青层的疲劳寿命不断减小;基于高温效应的沥青层最小临界厚度为4cm;增加沥青层厚度和减小沥青层模量可以起到延缓沥青层温度裂缝扩展的作用。研究结果对刚柔复合式路面的合理设计和推广应用有重大意义。