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氧化石墨烯对天然水硬性石灰水化及力学性能的影响

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硅酸盐通报 2024年第7期43卷 2640-2648页

作者：张彪刘泓宇齐南王芬朱建锋李立马涛罗宏杰施佩陕西科技大学材料科学与工程学院文物保护科学与技术学院地下文物保护材料与技术教育部重点实验室西安710021 陕西省文物保护研究院砖石质文物保护国家文物局重点科研基地西安710075 上海大学文化遗产与信息管理学院硅酸盐质文物保护教育部重点实验室上海200444

石质文物是一类重要的文化遗产,然而裂隙会导致其产生失稳、渗水、风化等病害,因此,开发一种合适的灌浆材料用于石质文物裂隙修复具有重要意义。本文将氧化石墨烯(GO)掺入天然水硬性石灰(NHL2)制备灌浆材料,采用SEM、TG、XRD和FT-IR等... 详细信息

石质文物是一类重要的文化遗产,然而裂隙会导致其产生失稳、渗水、风化等病害,因此,开发一种合适的灌浆材料用于石质文物裂隙修复具有重要意义。本文将氧化石墨烯(GO)掺入天然水硬性石灰(NHL2)制备灌浆材料,采用SEM、TG、XRD和FT-IR等测试研究了GO掺量对NHL2水化进程及水化产物的影响,通过力学性能测试和模拟灌浆试验评价了该材料用于石质文物灌浆加固的可行性。结果表明:添加GO可加速NHL2的水化进程,促进规整致密的花状聚集态水化产物的形成;当GO掺量为0.05%(质量分数)时,试样的水化产物含量最多,力学性能最好,28 d抗压强度和抗折强度分别达2.83和1.63 MPa,相比空白试样分别提高了19.91%和23.40%。此外,灌浆材料与砂岩之间具有优异的黏结强度,两者界面结合紧密,兼容性良好。本研究为石质文物的裂隙灌浆加固提供了参考。

关键词：天然水硬性石灰氧化石墨烯水化产物微观结构兼容性灌浆加固

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冻融作用下云冈石窟砂岩损伤特性与风化评估

上海大学学报（自然科学版） 2024年第1期30卷 17-30页

作者：甘志鑫黄继忠张悦罗清洋张若愚杜后孟上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学文化遗产与信息管理学院上海200444 上海大学硅酸盐质文物保护教育部重点实验室上海200444 上海大学力学与工程科学学院上海200444

在冻融条件下云冈石窟砂岩风化现象严重,为深入了解砂岩在冻融作用下的物理力学特性损伤与风化程度变化,针对云冈石窟砂岩开展了室内冻融循环模拟风化试验.在饱和条件下通过设置不同冻融循环次数得到不同风化程度的砂岩,采用实验室内多... 详细信息

在冻融条件下云冈石窟砂岩风化现象严重,为深入了解砂岩在冻融作用下的物理力学特性损伤与风化程度变化,针对云冈石窟砂岩开展了室内冻融循环模拟风化试验.在饱和条件下通过设置不同冻融循环次数得到不同风化程度的砂岩,采用实验室内多种原位宏观无损检测技术对循环前以及每5次循环后的砂岩进行测试,得到砂岩在冻融循环过程中的破坏特征以及各物理力学特性参数.结合微观检测技术从细观角度探讨了砂岩内部结构损伤机制及性能指标变化原因,并根据波速比值变化判断砂岩风化程度.试验结果表明,砂岩风化特征表现为颗粒脱落,结构逐渐破坏并产生裂隙,砂岩风化程度逐渐加深,经60次循环试验后砂岩达到中等风化程度.多种检测方法的测试结果均表现出一定的规律性:砂岩的质量、超声波速、硅、钙元素含量、抗压强度等均随冻融循环次数的增加而降低;砂岩孔隙率随冻融循环次数的增加而增大;砂岩冻融循环次数、超声波速以及抗压强度之间存在一定的关联性,建立了三者数值关系式并可直接应用.

关键词：石质文物孔隙结构力学性能无损检测冻融劣化

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喷墨打印高迁移率铟锌锡氧化物薄膜晶体管

物理学报 2024年第12期73卷 377-384页

作者：赵泽贤徐萌彭聪张涵陈龙龙张建华李喜峰上海大学材料科学与工程学院上海200072 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室上海200072

采用喷墨打印工艺制备了铟锌锡氧化物(indium-zinc-tin-oxide,IZTO)半导体薄膜,并应用于底栅顶接触结构薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT).研究了墨水的溶剂成分以及溶质浓度对打印薄膜图案轮廓的影响.结果表明二元溶剂IZTO墨水中... 详细信息

采用喷墨打印工艺制备了铟锌锡氧化物(indium-zinc-tin-oxide,IZTO)半导体薄膜,并应用于底栅顶接触结构薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT).研究了墨水的溶剂成分以及溶质浓度对打印薄膜图案轮廓的影响.结果表明二元溶剂IZTO墨水中乙二醇溶剂可有效平衡溶质向内的马兰戈尼回流与向外的毛细管流,避免了单一溶剂墨水下溶质流动不平衡造成IZTO薄膜的咖啡环状沉积轮廓图案,获得均匀平坦的薄膜图案轮廓和良好接触特性,接触电阻为820Ω,优化后IZTO TFT器件的饱和迁移率达到16.6 cm^(2)/(V·s),阈值电压为0.84 V,开关比高达3.74×10^(9),亚阈值摆幅为0.24 V/dec.通过打印薄膜凝胶化模型解释了IZTO墨水溶剂成分、溶质浓度与最终薄膜形貌的关系.

关键词：喷墨打印金属氧化物半导体咖啡环效应薄膜晶体管

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半刚性基层沥青路面车辙等效温度

同济大学学报（自然科学版） 2024年第10期52卷 1558-1566页

作者：杨瑞康金添刘黎萍孙立军袁江程怀磊同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

为准确预测沥青路面服役期间的车辙深度,简化预测流程,基于温度场预测模型和车辙预估模型计算10个地区半刚性基层沥青路面的车辙等效温度,分析了面层厚度和地区因素对等效温度的影响,建立了考虑深度、年平均气温和年降雨量的预估模型,... 详细信息

为准确预测沥青路面服役期间的车辙深度,简化预测流程,基于温度场预测模型和车辙预估模型计算10个地区半刚性基层沥青路面的车辙等效温度,分析了面层厚度和地区因素对等效温度的影响,建立了考虑深度、年平均气温和年降雨量的预估模型,对模型进行了全面的检验。结果表明,面层厚度只对0.5 cm深度处的车辙等效温度有显著影响,地区对各亚层的车辙等效温度均有显著影响;基于车辙等效温度沿深度的分布特性,提出了外延性和稳健性较好的模型;结合地区修正因子,建立了考虑地区差异的车辙等效温度模型。与国内外已有的模型相比,建立的车辙等效温度模型对于不同的设计条件、材料和交通量具有更好的适用性。

关键词：道路工程沥青路面车辙等效温度预估模型

基于原子力显微技术的热再生混合料中新旧沥青融合程度量化指标和方法

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中国公路学报 2024年第2期37卷 168-182页

作者：李明宸刘黎萍邢成炜黄威棋同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状... 详细信息

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状态。基于原子力显微技术直接针对热再生混合料试件提出一种量化新旧沥青真实融合程度的方法。为此,首先在沥青层面探究了利用原子力显微技术中得到的力学、化学指标量化沥青融合程度的可行性,发现在单一沥青层面,DMT模量指标与宽带点光谱量化得到的羰基指数与沥青老化及融合特征相关性较好;接着选取DMT模量和羰基指数指标建立了完全混溶再生沥青纳观性能的预估方程;然后,在混合料层面利用不同来源的沥青对量化指标的适用性进行了检验,发现相较于羰基指数,采用DMT模量指标量化再生混合料中新旧沥青融合程度的误差更小;最后,基于该指标在混合料层面初步给出了直接量化厂拌热再生混合料中新旧沥青融合程度的方法;并以3种旧料掺量的再生混合料为例,对量化方法的应用进行了介绍。

关键词：路面工程新旧沥青融合程度峰值力定量纳米力学模式纳米红外光谱技术热再生沥青混合料 DMT模量羰基指数预估方程

智能汽车变道盲区影像对驾驶员认知负荷与安全性的影响

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 864-874,885页

作者：岳李圣飒潘昱蓉孙剑朱奕昕崔晓烨李奕劼同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

智能汽车变道盲区影像在为驾驶员提供更多环境信息的同时也可能增加驾驶员的认知负荷。针对这一问题,提出改进AttenD算法,建立认知负荷与驾驶员注视点分布的关系模型,对3种智能汽车品牌车辆开展实车路测实验,分析多种外部条件下驾驶员... 详细信息

智能汽车变道盲区影像在为驾驶员提供更多环境信息的同时也可能增加驾驶员的认知负荷。针对这一问题,提出改进AttenD算法,建立认知负荷与驾驶员注视点分布的关系模型,对3种智能汽车品牌车辆开展实车路测实验,分析多种外部条件下驾驶员与不同变道盲区影像交互过程中注视特征、驾驶行为特征以及认知负荷的差异。结果表明,增大盲区影像面积、提高盲区影像面积占中控屏面积的比例、减少扫视路径冗余能降低变道过程中的认知负荷。

关键词：智能汽车变道盲区影像认知负荷变道安全 AttenD算法

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智慧公路毫米波雷达感知精度分析与验证

中国公路学报 2024年第1期37卷 205-214页

作者：赵聪师钰鹏丁德隆暨育雄杜豫川同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

毫米波雷达是当前智慧公路中路侧感知系统的重要组成部分,在交通流运行态势感知与智能管控、车路协同与自动驾驶中广泛应用。然而,车辆与毫米波雷达之间的相对位置、相对姿态的变化会对雷达信号回波及点云分布产生影响,导致雷达对车辆... 详细信息

毫米波雷达是当前智慧公路中路侧感知系统的重要组成部分,在交通流运行态势感知与智能管控、车路协同与自动驾驶中广泛应用。然而,车辆与毫米波雷达之间的相对位置、相对姿态的变化会对雷达信号回波及点云分布产生影响,导致雷达对车辆的感知结果出现偏差,进而影响交通系统的管控决策。分析毫米波雷达感知精度的空间特征,对于指导毫米波雷达在智慧公路中的应用至关重要。为此,基于毫米波雷达的感知原理,综合考虑毫米波雷达信号处理与点云数据处理2个阶段中的感知误差来源,通过数值仿真与实测试验相结合的方式对目标在不同位置与姿态下毫米波雷达的感知精度特征进行分析与验证。研究表明:雷达纵向感知精度主要受到与车辆相对位置的影响,当车辆与雷达纵向距离小于30 m或大于200 m时,车辆位置感知结果会向车头或车尾方向显著偏移,相应产生的纵向感知误差通常超过0.5 m;雷达横向感知精度主要受到车辆横向位置及相对姿态的影响,当车辆横向位置偏离雷达中心光束超过5 m或车辆行驶的航向角超过40°时,车辆位置感知结果会向车身侧向偏移,相应产生的横向感知误差通常超过0.5 m。得到的影响因素分析结果,可进一步为智慧公路场景中毫米波雷达感知数据的应用与感知设备的部署提供建议。

关键词：交通工程感知精度数值仿真毫米波雷达智慧公路路侧感知

领域知识与数据驱动的混合交通流车辆轨迹预测

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1099-1108页

作者：刘晗孙剑同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

自动驾驶车辆需具备预测周围车辆轨迹的能力。诸多发展中国家普遍存在弱规则、强交互的混合交通流道路,高密度混合交通流的车辆轨迹预测是极具挑战性的任务。为了兼顾混合交通流道路环境下轨迹预测的高精度和可解释性,设计一个融合领域... 详细信息

自动驾驶车辆需具备预测周围车辆轨迹的能力。诸多发展中国家普遍存在弱规则、强交互的混合交通流道路,高密度混合交通流的车辆轨迹预测是极具挑战性的任务。为了兼顾混合交通流道路环境下轨迹预测的高精度和可解释性,设计一个融合领域知识和经验的深度学习模型(DKConv-LSTM)实现车辆的长、短时轨迹预测。该模型采用卷积结构(Conv)提取交互特征,并将融合车辆历史信息的特征向量送入长短时记忆网络(LSTM)模型实现轨迹预测。知识经验通过嵌入损失函数的方式引导深度学习模型的训练。与基础的LSTM相比,仅添加卷积层结构的Conv-LSTM模型可提升终点轨迹误差(FDE)约30.46%,提升平均轨迹误差(ADE)约34.78%;而DK-Conv-LSTM模型可分别提升FDE 46.81%和ADE 49.08%;同时DK-Conv-LSTM模型可还原多前车跟驰、超车行为的驾驶轨迹。

关键词：交通工程轨迹预测混合交通流深度学习模型知识

道路交通系统数字孪生:概念、成熟度分级与研究展望

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中国公路学报 2024年第7期37卷 218-236页

作者：孙剑秦国阳同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

数字孪生的概念和技术的兴起为建立物理和虚拟空间融合交互的道路交通系统提供了关键的理论框架和技术指引,因此受到国内外学术界、工业界和政府部门的广泛关注。然而,在研究和应用过程中,道路交通系统数字孪生存在以下突出问题:①概念... 详细信息

数字孪生的概念和技术的兴起为建立物理和虚拟空间融合交互的道路交通系统提供了关键的理论框架和技术指引,因此受到国内外学术界、工业界和政府部门的广泛关注。然而,在研究和应用过程中,道路交通系统数字孪生存在以下突出问题:①概念有待明晰;②孪生对象有待明确;③能力成熟度分级有待制定;④支撑数字孪生的新交通技术研究有待加强。为此,首先系统梳理并界定道路交通系统数字孪生的对象和概念,进一步提出道路交通系统数字孪生“可视-可诊-可管-可优”四级成熟度VDMO模型。以典型应用场景为切入点,系统分析了四级成熟度模型对应的研究进展、科学问题和关键技术。最后,从可持续发展和工程实践应用的视角,总结了道路交通系统数字孪生未来应用挑战和展望。该综述可为道路交通系统数字孪生的技术研究,工程实践及其可持续发展提供重要参考。

关键词：交通工程道路交通系统综述数字孪生成熟度模型交通仿真管控优化