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基于传热传质理论的路面除冰盐融冰过程及影响因素分析

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铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3563-3573页

作者：李继有但汉成谭嘉伟山宏宇贵州铜玉铁路有限责任公司贵州铜仁554300 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院新加坡639798

为了解决不同环境下路面除冰盐的科学有效使用问题,降低由于除冰盐的滥用导致路面病害与环境污染,从路面除冰盐融冰传热传质机理出发,建立道路除冰盐融冰过程中的物质平衡方程与热通量平衡方程。采用COMSOL有限元软件建立了路面除冰盐... 详细信息

为了解决不同环境下路面除冰盐的科学有效使用问题,降低由于除冰盐的滥用导致路面病害与环境污染,从路面除冰盐融冰传热传质机理出发,建立道路除冰盐融冰过程中的物质平衡方程与热通量平衡方程。采用COMSOL有限元软件建立了路面除冰盐融冰温度场模型,考虑多种因素如相变过程、风速、初始温度和太阳辐射的影响,分析融冰过程中温度场的变化规律。研究结果表明:在融冰过程中,盐溶液温度呈现先快速下降后缓慢回升的规律,在固态除冰盐完全溶解的时间段内(Ⅰ阶段),盐溶液温度迅速下降;除冰盐完全溶解后(Ⅱ阶段),盐溶液温度缓慢回升。外界环境温度的上升使得单位质量除冰盐的融冰体积增加,且外界环境温度相比风速和除冰盐用量对盐溶液最终温度的影响更大。风速越高,固体盐溶解溶解所需时间越短,Ⅰ阶段结束后盐溶液体系的温度也更低,盐溶液温度随之下降得更快。由于风速增大将加快盐溶液层与外部环境的换热,除冰盐融冰Ⅱ阶段升温明显,溶解后盐溶液的平均温度更高。另外,较高的除冰盐初始温度可以促进固态盐的溶解,且温度越高,这种促进作用更加明显。同时,随着反应初始温度的增加,融冰反应的终止温度也随之升高。除此之外,研究发现,太阳辐射对于除冰盐融冰过程的影响在Ⅰ阶段不显著,在Ⅱ阶段具有显著影响。研究结论可为道路冬季路面除冰盐的科学有效使用提供技术支撑与理论参考。

关键词：除冰盐传热传质路面除冰热通量 COMSOL

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浇筑式钢桥面铺装层推挤变形病害机理分析

土木建筑与环境工程 2016年第3期38卷 104-109页

作者：山宏宇李倩秘林源叶青贾晓阳中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550001 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550000 田纳西大学诺克思维尔市37996

以贵州省北盘江大桥钢桥面铺装层推挤变形病害为研究背景,采用凝胶渗透色谱法(GPC)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR),从沥青分子尺度分析钢桥面铺装产生推挤变形的原因。分析结果表明:沥青老化并不是造成钢桥面铺装层推挤变形的主要原因;... 详细信息

以贵州省北盘江大桥钢桥面铺装层推挤变形病害为研究背景,采用凝胶渗透色谱法(GPC)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR),从沥青分子尺度分析钢桥面铺装产生推挤变形的原因。分析结果表明:沥青老化并不是造成钢桥面铺装层推挤变形的主要原因;从现场调查可知,第2层粘层粘结能力的降低是造成钢桥面铺装层推挤变形病害的次要原因;通过级配分析发现,造成钢桥面铺装层推挤变形的主要原因是浇筑式沥青混合料(GA)级配偏细以及GA中集料颗粒的棱角性较差所致。

关键词：钢桥面铺装变形病害凝胶渗透色谱法红外光谱法级配分析

沥青路面振动碾压施工的数值仿真与工艺参数分析

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铁道科学与工程学报 2022年第6期19卷 1626-1637页

作者：周刚但汉成山宏宇杨冬郑仕跃中海建筑有限公司广东深圳518057 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

针对振动碾压工艺科学依据不足的问题,利用有限元技术计算对比不同压路机参数作用下的路面响应及压实度变化规律,提出优化的压实参数组合。首先,基于UTM设备开展沥青混合料单轴压缩试验,并基于摩尔库伦准则获取沥青混合料的抗剪强度参... 详细信息

针对振动碾压工艺科学依据不足的问题,利用有限元技术计算对比不同压路机参数作用下的路面响应及压实度变化规律,提出优化的压实参数组合。首先,基于UTM设备开展沥青混合料单轴压缩试验,并基于摩尔库伦准则获取沥青混合料的抗剪强度参数和弹性模量。然后,基于有限元技术建立三维沥青路面振动碾压分析模型,通过Fortran语言编写DLOAD用户子程序实现压路机振动碾压加载计算。通过分析振动压实条件下,路面结构应力传递特征规律以及沥青混合料的等效塑性应变,结果表明:振动轮作用下的路面实际应力在横向分布上呈现出“两边小中间大”的特点,压路机在低频率和慢速碾压下等效塑性应变相对增加,具有较好的碾压效果。基于此,提出了不同类型沥青混合料振动碾压施工工艺组合,可为现场压实作业提供技术参考。

关键词：沥青路面路面压实有限元法振动碾压施工工艺

玄武岩纤维在贵州省高速公路沥青路面应用可行性分析

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2015年第4期39卷 880-882页

作者：山宏宇叶青王燕芳贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081

纤维已成为提高沥青混合料路用性能必不可少的材料,文中从玄武岩纤维和木质素纤维技术性能、沥青混合料路用性能,以及经济效益方面分析了玄武岩纤维在贵州省沥青路面中应用的可行性.结果表明,玄武岩纤维在技术性能、沥青混合料高温稳定... 详细信息

纤维已成为提高沥青混合料路用性能必不可少的材料,文中从玄武岩纤维和木质素纤维技术性能、沥青混合料路用性能,以及经济效益方面分析了玄武岩纤维在贵州省沥青路面中应用的可行性.结果表明,玄武岩纤维在技术性能、沥青混合料高温稳定性和水稳定性方面均优于木质素纤维,但经济成本高于木质素纤维,因此,还需进一步通过试验路铺筑来验证其在贵州省应用的可行性.

关键词：玄武岩纤维沥青混合料路用性能经济效益

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城市交叉口路面结构协调性研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2016年第2期40卷 298-302页

作者：王燕芳叶青倪富健山宏宇贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550014 东南大学交通学院南京210096

由于车辆制动启动频繁、交通渠化的原因,城市交叉口路面车辙病害严重.文中针对城市交叉口路面,在路面车辙预估有限元分析计算基础上,进行路面结构的协调性研究.研究中通过三轴动态蠕变和三轴动态模量试验获取沥青混合料的属性参数,在温... 详细信息

由于车辆制动启动频繁、交通渠化的原因,城市交叉口路面车辙病害严重.文中针对城市交叉口路面,在路面车辙预估有限元分析计算基础上,进行路面结构的协调性研究.研究中通过三轴动态蠕变和三轴动态模量试验获取沥青混合料的属性参数,在温度场分析的基础上,进行有限元分析计算,确定了同种材料位于中上面层时对车辙的贡献比值,推荐了针对城市交叉口路面中面层与上面层材料流变次数指标的关系.

关键词：城市交叉口车辙预估有限元协调性流变次数

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矿物摻合料对干粉砂浆性能影响的研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2013年第2期37卷 412-415页

作者：山宏宇经冠举叶青段炎红贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550001 长安大学材料学院西安710064 江苏省交通技师学院镇江212003

研究了不同矿物掺合料对干粉砂浆流动性、保水性能和强度的影响.试验结果表明,掺加矿物掺合料对砂浆工作性能和力学性能均有所提高,其中以10%的粉煤灰,20%的矿粉复掺时,砂浆工作性能最好,抗压和抗折强度最高,28d龄期强度分别能够提高75%... 详细信息

研究了不同矿物掺合料对干粉砂浆流动性、保水性能和强度的影响.试验结果表明,掺加矿物掺合料对砂浆工作性能和力学性能均有所提高,其中以10%的粉煤灰,20%的矿粉复掺时,砂浆工作性能最好,抗压和抗折强度最高,28d龄期强度分别能够提高75%和25%.

关键词：干粉砂浆粉煤灰矿粉强度

环氧沥青混合料钢桥面铺装层裂缝类病害机理分析

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新型建筑材料 2017年第12期44卷 77-81页

作者：山宏宇李倩叶青秘林源贾晓阳中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550001 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵州贵阳550000 田纳西大学美国诺克思维尔37996

以贵州省坝陵河特大桥环氧沥青混合料钢桥面铺装层裂缝类病害为对象,采用凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)从分子尺度对环氧沥青混合料钢桥面铺装层裂缝类病害产生机理进行分析。结果表明,由于钢桥面铺装层粘结层环氧沥青... 详细信息

以贵州省坝陵河特大桥环氧沥青混合料钢桥面铺装层裂缝类病害为对象,采用凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)从分子尺度对环氧沥青混合料钢桥面铺装层裂缝类病害产生机理进行分析。结果表明,由于钢桥面铺装层粘结层环氧沥青的固化反应不完全,造成了层间粘结能力的丧失,引发了自上向下的开裂,最终贯穿铺装结构形成块状裂缝或龟裂。

关键词：钢桥面铺装环氧沥青裂缝类病害机理分析

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城市交叉口路面病害调查与分析

交通科技 2015年第4期25卷 67-70页

作者：王燕芳叶青山宏宇贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550014

城市道路交叉口沥青路面最常见的问题是车辙、拥包等永久变形病害。交叉口处车速低,沥青混合料性能下降;车辆加速减速转向等行为在交叉口路表施加应力;交叉口处交通渠化严重。以上因素使得交叉口路面出现不同程度的病害。针对交叉口路... 详细信息

城市道路交叉口沥青路面最常见的问题是车辙、拥包等永久变形病害。交叉口处车速低,沥青混合料性能下降;车辆加速减速转向等行为在交叉口路表施加应力;交叉口处交通渠化严重。以上因素使得交叉口路面出现不同程度的病害。针对交叉口路面的特点,文中通过对城市道路交叉口路面病害的综合调查,为交叉口路面病害的原因分析,以及交叉口路面用混合料的设计制定奠定基础,同时也为城市交叉口使用状况数据库的建立提供依据。

关键词：城市交叉口路面病害综合调查使用状况

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湿化学法制备磷酸钛氧钾单晶粉体

材料科学与工程学报 2011年第1期29卷 139-142页

作者：山宏宇李东林李倩苟蕾樊小勇陆晓挺张红霞赵鹏长安大学材料科学与工程学院陕西西安710064

以磷酸二氢铵、醋酸钾和钛酸四丁酯为原料,采用湿化学法在水溶液体系中合成了磷酸钛氧钾粉体。红外光谱分析显示,柠檬酸以单齿配位模式与钛的前驱体络合,形成磷酸钛氧钾前驱透明凝胶。XRD分析结果表明,湿化学法合成的凝胶在600℃以上热... 详细信息

以磷酸二氢铵、醋酸钾和钛酸四丁酯为原料,采用湿化学法在水溶液体系中合成了磷酸钛氧钾粉体。红外光谱分析显示,柠檬酸以单齿配位模式与钛的前驱体络合,形成磷酸钛氧钾前驱透明凝胶。XRD分析结果表明,湿化学法合成的凝胶在600℃以上热处理可获得磷酸钛氧钾(KTP)纳米晶体。TEM分析显示,KTP颗粒为单晶形态,晶粒尺寸约为200nm。

关键词：无机非金属材料 KTP 粉体湿化学法