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Research progress of pavement icing status recognition and icing sensor

Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition) 2024年

作者： Peng Guo Jiaomeng Zheng Junfeng Gao Ruiqing Ma Hongren Gong yuanzhao chen National and Local Joint Engineering Research Center of Transportation and Civil Engineering Materials， Chongqing Jiaotong University School of Materials Science and Engineering， Chongqing Jiaotong University Planning and Construction Department of Luoyang High-tech Industrial Development Zone Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education， Tongji University School of Civil Engineering and Transportation， North China University of Water Resources and Electric Power

The state of the road surface weather is crucial to road safety， and road icing is one of the main factors causing traffic accidents. To promote the development of road icing recognition and sensing technology， this article reviews the research progress of road icing sensors both domestically and internationally. Firstly， the classification of pavement status was introduced， the hazards of pavement icing to traffic safety were clarified， and the importance of pavement icing identification to traffic safety management was recognized. Then， based on the different ways of pavement icing perception， the pavement icing sensor was divided into contact pavement icing sensor and non-contact pavement icing sensor， and the classification， working principle and characteristics of pavement icing sensor were analyzed and summarized. At the same time， based on the differences of different pavement state recognition technologies and the actual road inspection and monitoring needs， the application scope， recommendation index and improvement suggestions of various pavement icing sensors are given. Finally， the future improvement direction of pavement icing sensor is discussed. It is suggested that the meteorological information system of the road network should be combined with the road icing sensor to realize the timely warning of the road icing state and improve the road traffic safety.

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Preparation of temperature-controlled salt storage materials and application in ultra-thin friction course

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Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition) 2024年

作者： Yixue Shang Peng Guo Junfeng Gao Yunxia Feng Yuhong Luo yuanzhao chen Yang Liu Feng Wang National and Local Joint Engineering Research Center of Transportation and Civil Engineering Materials， Chongqing Jiaotong University School of Civil Engineering and Transportation， North China University of Water Resources and Electric Power Transportation Comprehensive Administrative Law Enforcement Detachment，Chizhou Transportation Bureau China Merchants Chongqing Highway Engineering Testing Center Co.，Ltd.

Salt-storage anti-icing ultra-thin friction courses （SAUTFC） are an effective preventive maintenance treatment to improve road performance and ensure the safety of winter pavement traffic. However， the addition of salt storage agents and precipitates decreases the engineering and anti-icing performance. Hence， this study used the temperature-controlled salt-controlled-release deicer （SCD） to prepare and characterize SAUTFC. The microstructure and properties of SCD were investigated. The SAUTFC preparation procedures and content of SCD were determined. Subsequently， the interlayer bonding properties， skid resistance performance， and anti-freeze properties were evaluated. The results indicated that SCD with a glass transition temperature of 0.2 °C can control the precipitation of salts before the winter. The SCD dosing in SAUTFC is 75% of the replacement mineral powder， and interlayer shear strength reaches its maximum when the application rate of the tack coat is 1 kg/m2. The wear resistance of SAUTFC was investigated by accelerated loading tests， which showed that SAUTFC still provides excellent skid resistance after four years. In addition， the SAUTFC accelerates the melting rate of snow and ice and decreases the bonding force between ice and the specimen surface， with excellent anti-freeze durability. Therefore， the application of salt storage materials in ultra-thin friction courses to provide active snow and ice removal on winter pavements is feasible.

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粗铜锭表面随机选点钻样系统改造设计

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新技术新工艺 2024年第1期433卷 28-31页

作者：陈元招闽西职业技术学院智能制造学院福建龙岩364021

为了提高粗铜锭钻样工作效率,保证粗铜锭钻样选点过程的合法合规,实现无人干涉自动化作业,确保进厂粗铜锭质量,对原人工钻样系统进行了改造。首先分析人工钻样存在的问题,在保留钻孔机的基础上,根据随机选点系统功能性指标要求,对系统... 详细信息

为了提高粗铜锭钻样工作效率,保证粗铜锭钻样选点过程的合法合规,实现无人干涉自动化作业,确保进厂粗铜锭质量,对原人工钻样系统进行了改造。首先分析人工钻样存在的问题,在保留钻孔机的基础上,根据随机选点系统功能性指标要求,对系统方案实施构架、操作流程、子系统功能构架进行改造设计。经应用测试,改造后的随机选点系统具有可靠性高、安全性好、工作效率高等优点。

关键词：粗铜锭随机选点钻样系统设计

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A Nowcasting Technique Based on Application of the Particle Filter Blending Algorithm

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Journal of Meteorological Research 2017年第5期31卷 931-945页

作者： yuanzhao chen hongping lan xunlai chen wenhai zhang meteorological bureau of shenzhen municipality Shenzhen 518040 shenzhen key laboratory of severe weather in south china Shenzhen 518040 shenzhen academy of severe storm science Shenzhen 518040

To improve the accuracy of nowcasting, a new extrapolation technique called particle filter blending was con- figured in this study and applied to experimental nowcasting. Radar echo extrapolation was performed by using the radar mosaic at an altitude of 2.5 km obtained from the radar images of 12 S-band radars in Guangdong Province, China. The first bilateral filter was applied in the quality control of the radar data; an optical flow method based on the Lucas-Kanade algorithm and the Harris corner detection algorithm were used to track radar echoes and retrieve the echo motion vectors; then, the motion vectors were blended with the particle filter blending algorithm to estimate the optimal motion vector of the true echo motions; finally, semi-Lagrangian extrapolation was used for radar echo extrapolation based on the obtained motion vector field. A comparative study of the extrapolated forecasts of four precipitation events in 2016 in Guangdong was conducted. The results indicate that the particle filter blending al- gorithm could realistically reproduce the spatial pattern, echo intensity, and echo location at 30- and 60-min forecast lead times. The forecasts agreed well with observations, and the results were of operational significance. Quantitat- ive evaluation of the forecasts indicates that the particle filter blending algorithm performed better than the cross-cor- relation method and the optical flow method. Therefore, the particle filter blending method is proved to be superior to the traditional forecasting methods and it can be used to enhance the ability of nowcasting in operational weather forecasts.

关键词： radar echo particle filter blending bilateral filter semi-Lagrangian extrapolation nowcasting

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Nonlinear coupling modeling and dynamics analysis of rotating flexible beams with stretching deformation effect

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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2023年第1期44卷 125-140页

作者： Xiaokang DU yuanzhao chen Jing ZHANG Xian GUO Liang LI Dingguo ZHANG School of Science Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China School of Mechanical and Automotive Engineering Guangxi University of Science and TechnologyLiuzhou 545006Guangxi ProvinceChina

Dynamic coupling modeling and analysis of rotating beams based on the nonlinear Green-Lagrangian strain are introduced in this *** the reservation of the axial nonlinear strain,there are more coupling terms for axial and transverse *** discretized dynamic governing equations are obtained by using the finite element method and Lagrange’s equations of the second *** responses are conducted to compare the proposed model with other previous *** stretching deformation due to rotating motion is observed and calculated by special formulations under dynamic *** stretching deformation and the change of the associated equilibrium position are taken into account to analyze the free vibration and frequency response of the rotating *** and numerical comparisons show that the proposed model can provide reliable results,while the previous models may lead to imprecise results,especially in high-speed conditions.

关键词： rotating beam finite element method stiffening effect stretching deformation dynamic equilibrium

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广东“18.8”季风槽极端降水事件对流尺度集合预报分析

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热带气象学报 2024年第1期40卷 11-22页

作者：陈训来朱科锋王德立陈元昭王蕊杨楠张华龙深圳市气象局广东深圳518040 深圳南方强天气研究重点实验室广东深圳518040 南京气象科技创新研究院/中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室江苏南京200193 广东省气象台广东广州510641

受季风槽影响,2018年8月30—31日华南地区出现一次极端暴雨过程,单日站点累计降水量达1056.7 mm,刷新了广东有历史纪录以来新的极值。对于此次极端降水事件,常用的业务模式包括欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)、日本气象厅谱模式(J... 详细信息

受季风槽影响,2018年8月30—31日华南地区出现一次极端暴雨过程,单日站点累计降水量达1056.7 mm,刷新了广东有历史纪录以来新的极值。对于此次极端降水事件,常用的业务模式包括欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)、日本气象厅谱模式(JMA)和中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD),都低估了降水强度。利用深圳市气象局业务对流尺度集合预报系统分析了此次特大暴雨过程,结果表明:对流尺度集合预报系统对本次特大暴雨过程具有比较好的预报能力,概率匹配平均最大雨量达348.7 mm·(24 h)^(-1),集合平均的强降水中心和观测基本一致,观测极值附近区域发生大暴雨(≥150 mm)概率最大值达到80%。选取了较“好”和较“差”集合成员预报进行对比分析,发现较“好”成员预报的强降水中心位置和观测基本一致,而较“差”成员预报的降水中心位置则偏向福建地区。较“好”成员预报出莲花山南侧地面中尺度辐合线较长时间的维持和缓慢移动,导致强降水雨团在莲花山脉附近不断地触发和维持,同时地形的阻挡作用使得对流系统在地形附近区域持续维持,造成了罕见的特大暴雨;而较“差”成员辐合区位于莲花山以北,对流形成后向东、向北移动,最终导致强降水预报位置偏向福建地区。

关键词：季风槽极端降水集合预报地面辐合线

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珠江三角洲“9·7”极端暴雨精细观测特征及成因

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应用气象学报 2024年第1期35卷 1-16页

作者：陈训来徐婷王蕊李媛张舒婷王书欣王明洁陈元昭深圳市气象局深圳518040 深圳南方强天气研究重点实验室深圳518040 深圳市国家气候观象台深圳518040

2023年9月7—8日珠江三角洲出现极端特大暴雨(简称“9·7”极端暴雨)。应用多源资料分析该过程的精细化观测特征及成因,结果表明:“9·7”极端暴雨由高层辐散、中层弱引导气流、低层西南季风和台风海葵(2311)残涡共同造成,水平尺度约为1... 详细信息

2023年9月7—8日珠江三角洲出现极端特大暴雨(简称“9·7”极端暴雨)。应用多源资料分析该过程的精细化观测特征及成因,结果表明:“9·7”极端暴雨由高层辐散、中层弱引导气流、低层西南季风和台风海葵(2311)残涡共同造成,水平尺度约为100 km的带状中尺度对流复合体长时间维持,列车效应和暖云降水特征显著,雷达回波质心低,最强降水阶段不低于45 dBZ的强回波质心位于4 km高度以下,不低于30 dBZ的强回波在深圳持续时间长达21 h。该天气过程以中小雨滴为主且数浓度较大,当降水强度大于20 mm·h^(-1)时,雨滴粒径增大但数浓度明显降低。“9·7”极端暴雨持续时间、强度和落区与边界层低空急流脉动、急流核区位置对应很好,强降水出现在低空急流指数迅速加强后的1~2 h内,低空急流和低空急流指数变化对强降水具有重要指示意义。台风海葵(2311)残涡在珠江三角洲的长时间滞留是此次极端暴雨的天气尺度原因,深厚的边界层低空急流提供了良好的动力和水汽条件,对流风暴的持续生成和维持是此次极端暴雨的直接原因。

关键词：极端暴雨残涡雨滴谱列车效应

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基于离散元法的橡胶颗粒沥青混合料细观结构分析

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哈尔滨工业大学学报 2013年第4期45卷 116-121页

作者：陈渊召李振霞华北水利水电学院土木与交通学院郑州450011

为分析橡胶颗粒沥青混合料的破坏机理及宏观力学性能差异的内在本质,建立离散元模型,首先系统研究间断级配橡胶颗粒沥青混合料、连续级配橡胶颗粒沥青混合料和普通沥青混合料的接触力矢量图、力链网络图及接触力局部放大图,分别得到其... 详细信息

为分析橡胶颗粒沥青混合料的破坏机理及宏观力学性能差异的内在本质,建立离散元模型,首先系统研究间断级配橡胶颗粒沥青混合料、连续级配橡胶颗粒沥青混合料和普通沥青混合料的接触力矢量图、力链网络图及接触力局部放大图,分别得到其内部的强力链、弱力链和变形特点,提出了其承载能力排序和变形能力排序;然后深入研究橡胶颗粒沥青混合料的位移矢量图和黏结接触破坏位置局部放大图,得到橡胶颗粒沥青混合料的破坏机理.结果表明,承载能力由大到小依次为:普通沥青混合料、间断级配橡胶颗粒沥青混合料、连续级配橡胶颗粒沥青混合料;变形能力由小到大依次为:普通沥青混合料、间断级配橡胶颗粒沥青混合料、连续级配橡胶颗粒沥青混合料.

关键词：道路工程细观结构橡胶颗粒沥青混合料离散元法破坏机理

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沥青路面半刚性基层温度效应监测研究

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建筑材料学报 2016年第2期19卷 325-329页

作者：陈渊召李振霞华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045

为研究沥青路面半刚性基层的温度效应,建立了水泥稳定碎石室内温度变形试验方案和现场温度变形检测方案,通过温度应变系数来研究半刚性基层的室内温度变形特征,分析半刚性基层现场温度应变随季节变化规律,得到其施工完成初期温度变形特... 详细信息

为研究沥青路面半刚性基层的温度效应,建立了水泥稳定碎石室内温度变形试验方案和现场温度变形检测方案,通过温度应变系数来研究半刚性基层的室内温度变形特征,分析半刚性基层现场温度应变随季节变化规律,得到其施工完成初期温度变形特点.研究半刚性基层内不同位置现场温度应变系数的变化规律,得到半刚性基层的应变状态.结果表明:现场约束状态下半刚性基层横向温度应变系数比纵向温度应变系数大;沥青面层施工温度对半刚性基层应变产生重大影响,季节温度变化导致半刚性基层应变接近极限应变水平.

关键词：道路工程温度效应监测研究损伤半刚性基层

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橡胶颗粒沥青路面的除冰机理

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第5期44卷 2073-2081页

作者：陈渊召李振霞华北水利水电学院土木与交通学院河南郑州450011

为分析橡胶颗粒沥青混合料的除冰机理,研究冰的物理力学性质,通过分析橡胶颗粒沥青路面上冰层破坏的断裂力学,提出应变能密度因子准则作为判断冰层破坏的依据;针对不同温度、不同厚度的冰层,分析弹性模量与除冰效果之间的关系,得到不同... 详细信息

为分析橡胶颗粒沥青混合料的除冰机理,研究冰的物理力学性质,通过分析橡胶颗粒沥青路面上冰层破坏的断裂力学,提出应变能密度因子准则作为判断冰层破坏的依据;针对不同温度、不同厚度的冰层,分析弹性模量与除冰效果之间的关系,得到不同弹性模量下的路表面最大变形量;研究超载情况下冰层的受力和变形情况以及弹性模量与除冰效果之间的关系;采用车辙仪法进行室内除冰模拟试验。研究结果表明:混合型断裂破坏是冰层破坏的主要形式,表现为复合型裂纹发生失稳扩展,呈一定辐射状分布,在行车荷载反复作用下,区域裂纹充分扩展或者裂纹分布密度达到一定饱和程度,进而引起冰的局部破碎;随着外界温度升高、冰层厚度减少和行车荷载增大,路表最大竖向位移和能够除冰的橡胶颗粒沥青混合料弹性模量逐渐增大,除冰效果越好;室内除冰模拟试验结果与理论分析结果较吻合,证明了理论分析的可靠性。

关键词：道路工程除冰机理橡胶颗粒沥青路面断裂力学模拟试验

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