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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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橡胶颗粒沥青混合料弹性机理分析及实验研究

橡胶颗粒沥青混合料弹性机理分析及实验研究

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作者：王长棋沈阳建筑大学

学位级别：硕士

废旧轮胎的处理问题是新世纪各国都面临的重大考验,将废旧轮胎破碎成橡胶颗粒掺入沥青混合料中成为处理轮胎问题的新途径。我国北方冬季气候寒冷,降雪之后路面积雪在车辆荷载的作用下逐渐融化,容易结冰,导致交通事故的发生。而沥青混合... 详细信息

废旧轮胎的处理问题是新世纪各国都面临的重大考验,将废旧轮胎破碎成橡胶颗粒掺入沥青混合料中成为处理轮胎问题的新途径。我国北方冬季气候寒冷,降雪之后路面积雪在车辆荷载的作用下逐渐融化,容易结冰,导致交通事故的发生。而沥青混合料由于橡胶颗粒的加入,使沥青混合料路面在荷载的作用下产生较大的变形,引起路面冰层的破碎,具有一定的自除冰能力。但加入橡胶颗粒后的沥青混合料力学性能必然会发生变化,以及橡胶颗粒如何使路面具有除冰能力都需要进一步的研究,本文将针对以上内容进行具体的研究分析。本文对橡胶颗粒掺量为0、2%、3%和4%,粒径为1～2mm和2～4mm的橡胶颗粒沥青混合料力学性能进行了研究,从单轴压缩试验、劈裂试验以及弯曲试验对橡胶颗粒沥青混合料的性能进行了试验。试验结果表明,橡胶颗粒沥青混合料的抗压强度、抗拉强度以及弯曲性能比普通沥青混合料都有所减小,但是在拉伸、压缩、弯曲变形等方面,橡胶颗粒沥青混合料的性能却有所提高,尤其在弯曲试验中,弯曲变形和弯拉破坏应变都有所提高。对橡胶颗粒沥青混合料路面建立了有限元模型,通过对路面冰层的受力变形研究橡胶颗粒沥青混合料路面的除冰性能,采用应变能密度因子准则作为路面冰层破裂的判断依据,研究了不同弹性模量路面在不同温度、不同冰层厚度时除冰的能力,并进行了室内破冰试验。试验结果表明,温度在-5℃,冰层厚度在5mm以内时,橡胶颗粒沥青混合料具有一定的除冰能力;当温度超过-10℃或者冰层厚度超过10mm时,混合料的除冰能力丧失。对橡胶颗粒沥青混合料的动态模量进行了研究,分析了橡胶颗粒、温度以及加载频率对沥青混合料动态模量的影响。试验结果表明,橡胶颗粒的增加和温度的提高都会降低沥青混合料的动态模量,且1～2mm橡胶颗粒沥青混合料的动态模量下降较慢;而随着加载频率的增大,普通沥青混合料的动态模量始终大于橡胶颗粒沥青混合料,2～4mm的橡胶颗粒沥青混合料要优于1～2mm的橡胶颗粒沥青混合料。

关键词：橡胶颗粒沥青混合料力学性能除冰机理动态模量

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智能除冰雪试验装置关键技术研究

智能除冰雪试验装置关键技术研究

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作者：韩敏长安大学

学位级别：硕士

我国北方地区冬季受降雪影响大,积雪经汽车行人碾压、环境温度变化等影响反复融冻,形成压实冰雪。道路压实冰雪给车辆行人的出行带来极大不便。道路压实冰雪质地坚硬并且粘附于道路表面,不易清除,其物理力学性质非常复杂,很难根据具体... 详细信息

我国北方地区冬季受降雪影响大,积雪经汽车行人碾压、环境温度变化等影响反复融冻,形成压实冰雪。道路压实冰雪给车辆行人的出行带来极大不便。道路压实冰雪质地坚硬并且粘附于道路表面,不易清除,其物理力学性质非常复杂,很难根据具体冰雪路况制定合适的清除方案。因此,研发一种智能、高效、环保的道路压实冰雪清除设备至关重要。本文从道路压实冰雪的形成过程开始分析,总结道路冰雪的类型、冰雪密度、抗压强度、摩擦因数等物理参数以及冰雪与路面的粘附机理和粘附强度等特性,为开发智能除冰雪设备提供有力的理论基础。针对不同的冰雪路况,设计了可切换除冰/除雪模式的除冰雪试验样机。对除冰装置关键部件进行了设计和基本参数确定,并对其除冰机理进行了研究,分析了除冰刀齿在工作过程中的受力情况和整个除冰转子的阻抗力矩。在理论分析的基础上,运用Solid Works软件建立除冰转子的简化三维模型,利用仿真分析软件LS-DYNA对单把除冰刀齿的除冰过程进行数值模拟,通过改变压实冰雪类型,分析除冰刀齿受力情况,从而确定合适的除冰转速。对除冰刀齿的工作轨迹进行了分析,确定了除冰转速与行驶速度之间的关系,并根据实际经验进行了优化,为后续自动控制系统的设计提供了数据基础。针对功能要求,设计了以PLC为核心的控制系统,确定了各模块的控制方案,并以此为基础进行了控制系统软件的框架设计,可实现除冰模式、除雪模式切换,自动控制除冰转速,提供最佳行驶速度建议等功能。

关键词：除冰雪机冰雪特性除冰机理数值模拟 LS-DYNA 自动控制系统

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钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰性能研究

钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰性能研究

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作者：李科宏长安大学

学位级别：硕士

道路除冰一直是国内外交通养护部门重点关注的问题。冬季冰雪覆盖使路面摩擦系数降低、车载制动作用不足,导致交通事故频发。为有效解决该问题,引入电磁感应加热技术,系统评价沥青路面新型除冰技术的适用性。本文拟选用钢丝绒纤维作为... 详细信息

道路除冰一直是国内外交通养护部门重点关注的问题。冬季冰雪覆盖使路面摩擦系数降低、车载制动作用不足,导致交通事故频发。为有效解决该问题,引入电磁感应加热技术,系统评价沥青路面新型除冰技术的适用性。本文拟选用钢丝绒纤维作为感应加热材料掺入至沥青混合料中,开展基于感应加热的钢丝绒纤维沥青混合料路用性能与除冰性能研究。首先,探究不同钢丝绒纤维长度、掺量对沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能的影响规律;其次,采用电磁感应加热设备,合理设置试验参数,分析感应加热条件下钢丝绒纤维长度及掺量、冰层厚度、输出电流、环境温度等因素对沥青混合料除冰性能的影响;采用灰熵分析法,确定影响沥青混合料平均融冰速率各因素的显著性;在此基础上,构建基于BP神经网络的钢丝绒纤维沥青混合料除冰速率预测模型;最后,模拟实际工况下不同坡度对沥青混合料感应加热除冰效率影响规律,进一步阐释感应加热条件下钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰机理。研究结果表明,钢丝绒纤维对沥青混合料低温抗裂与高温稳定性有明显改善效果,水稳定性略有下降但仍符合现行规范要求,4%掺量的5mm钢丝绒纤维沥青混合料路用性能达到最佳。钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰效果显著,掺量为6%的5mm钢丝绒纤维沥青混合料平均融冰速率最高,达0.47℃·s;钢丝绒纤维长度及掺量、环境温度、输出电流与感应加热平均融冰速率呈正相关趋势,冰层厚度与平均融冰速率呈负相关趋势;5种影响因素对沥青混合料平均融冰速率的影响程度大小依次为:纤维掺量>纤维长度>输出功率>环境温度>冰层厚度;BP神经网络模型对不同影响因素下沥青混合料感应加热平均融冰速率变化规律的预测是可行的,预测结果具有一定实际参考价值;感应加热除冰时间随模拟坡度增大而减小,25°坡度下沥青混合料感应加热除冰用时最少,为4.6min,其除冰效率提高了43.9%;感应加热除冰机理即将沥青混合料中钢丝绒纤维感应加热所产生的热量,通过热传递的方式最终传导至沥青混合料与冰层界面,降低其冰层与沥青混合料表面的黏结力,继而可轻松除冰。研究成果为有效解决冬季冰雪覆盖对沥青路面行车安全困扰提供新思路。

关键词：道路工程沥青混合料钢丝绒纤维除冰性能感应加热 BP神经网络除冰机理

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橡胶颗粒沥青路面除冰效果及影响因素分析

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河北工程大学学报（自然科学版） 2014年第4期31卷 21-24页

作者：张舒畅付建峰王选仓邯郸市交通运输局河北邯郸056000 长安大学公路学院陕西西安710064

为了深入研究橡胶颗粒沥青路面的除冰雪效果,本文从橡胶颗粒沥青路面的除冰机理入手,分析了在车辆荷载作用下路表冰层破碎的原因。借鉴路面破损状况评价指标的计算方法,提出了冰层破碎率作为评价橡胶颗粒沥青路面除冰能力的定量型指标... 详细信息

为了深入研究橡胶颗粒沥青路面的除冰雪效果,本文从橡胶颗粒沥青路面的除冰机理入手,分析了在车辆荷载作用下路表冰层破碎的原因。借鉴路面破损状况评价指标的计算方法,提出了冰层破碎率作为评价橡胶颗粒沥青路面除冰能力的定量型指标。以破碎率为基础,通过室内试验分析了路面层厚度、混合料回弹模量和冰层厚度对除冰能力的影响。为橡胶颗粒除冰雪路面的推广奠定了基础。

关键词：除冰机理破碎率影响因素橡胶颗粒沥青路面评价指标

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橡胶颗粒沥青路面的除冰研究进展

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四川水泥 2018年第6期 30-30页

作者：肖慧胜重庆交通大学土木工程学院重庆400074

橡胶颗粒沥青路面除冰技术,是采用废旧轮胎粉碎成一定粒径的颗粒后加入到沥青混合料中,橡胶颗粒的掺入不仅使路面的除冰能力增强还使得路面的抗滑、降噪性能更好。目前国内外对橡胶颗粒沥青混凝土除冰路面进行了广泛的研究,介绍了其力... 详细信息

橡胶颗粒沥青路面除冰技术,是采用废旧轮胎粉碎成一定粒径的颗粒后加入到沥青混合料中,橡胶颗粒的掺入不仅使路面的除冰能力增强还使得路面的抗滑、降噪性能更好。目前国内外对橡胶颗粒沥青混凝土除冰路面进行了广泛的研究,介绍了其力学模型、除冰机理、影响因素和力学性能。本文对当前的研究状况进行了总结分析,使得我们对橡胶颗粒沥青除冰路面有了更深入的认识。

关键词：除冰机理橡胶颗粒沥青混凝土路面防冰雪路面影响因素

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