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长纤维抗裂复合封层机远程监控系统

机械设计与制造 2024年第10期 277-281,288页

作者：苏银松李志勇叶敏李忠玉长安大学公路养护装备国家工程实验室陕西西安710064 河南省高远公路养护技术有限公司河南新乡458000

结合我国长纤维抗裂复合封层机使用情况与未来发展趋势,长纤维抗裂复合封层机远程监控研究势在必行。设计长纤维抗裂复合封层机远程监控系统,对封层机发动机系统、供料系统、撒布系统、物料参数以及基础参数实时监控,实现施工数据实时... 详细信息

结合我国长纤维抗裂复合封层机使用情况与未来发展趋势,长纤维抗裂复合封层机远程监控研究势在必行。设计长纤维抗裂复合封层机远程监控系统,对封层机发动机系统、供料系统、撒布系统、物料参数以及基础参数实时监控,实现施工数据实时监控、安全施工、提高施工质量。基于4G网络建立远程监控系统的基本框架,分析发动机系统、供料系统、撒布系统、物料参数、设备基础参数监控的必要性,设计无线发送终端DTU,分析设计数据库与服务器。通过实验采集到长纤维抗裂复合封层机施工监控数据,验证系统可行性和有效性。

关键词：远程监控现场采集 CAN-DTU 4G GPS

考虑黏弹特性的路基土动态回弹模量试验及预估模型研究

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中国公路学报 2024年

作者：彭俊辉彭英杰张军辉李伟成长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心

本研究针对路基土的黏弹性特性展开了深入研究，该特性使得路基在受到不同荷载作用时长作用时，动态回弹模量表现出显著的差异性。目前，国内外对路基土黏弹性特性的相关研究较少。为准确预估路基动态回弹模量，本研究通过改进的动三轴... 详细信息

本研究针对路基土的黏弹性特性展开了深入研究，该特性使得路基在受到不同荷载作用时长作用时，动态回弹模量表现出显著的差异性。目前，国内外对路基土黏弹性特性的相关研究较少。为准确预估路基动态回弹模量，本研究通过改进的动三轴试验测试方法研究了路基土动态回弹模量与荷载作用时长、围压、循环偏应力、压实度和含水率等影响因素之间的关系。首先采用高液限粉土和低液限黏土两种典型路基土，开展不同工况下的动态回弹模量试验，进而分析了不同因素对动态回弹模量的影响，试验结果表明，随着荷载作用时长的增大，两种土样动态回弹模量均逐渐减小，且不同荷载作用时长下动态回弹模量对循环偏应力的敏感性不同；然后采用灰色关联度分析方法评估了荷载作用时长、循环偏应力、围压等因素对回弹模量的影响程度，进而结合Kelvin模型，建立了综合考虑压实度、含水率、应力状态、荷载作用时长的黏弹性回弹模量预估模型；最后采用了其它路基土的试验结果对所建立的预估模型进行了验证，并与传统未考虑黏弹性的模型进行了比较。结果表明，新建立的考虑路基土黏弹特性的动态回弹模量预估模型具有较高的精度和适用性，可为路基设计和工程实践提供有益参考。

关键词：路基土黏弹特性动态回弹模量预估模型

考虑自动驾驶小客车的高速公路施工区上游过渡区间距

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：杨柳李鸿辉李文芳长沙理工大学交通运输工程学院长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室黄河交通学院

六车道高速公路封闭相邻两个车道时需设置两个上游过渡区，但现行规范并未规定两者间距的具体取值，考虑自动驾驶小客车(Automatic Car，AC)的混入，研究该间距的取值问题。首先，定义警告区通行效率作为上游过渡区间距D的评价依据，构... 详细信息

六车道高速公路封闭相邻两个车道时需设置两个上游过渡区，但现行规范并未规定两者间距的具体取值，考虑自动驾驶小客车(Automatic Car，AC)的混入，研究该间距的取值问题。首先，定义警告区通行效率作为上游过渡区间距D的评价依据，构造动态综合评价函数，进行警告区通行效率分级；其次，通过SUMO软件建模，基于不同的交通条件，即不同的交通量V、人类驾驶大货车混入率T、AC渗透率P，进行D取不同值的模拟实验，分析警告区通行效率的变化规律；然后，基于通行效率分级，通过实验探讨D在不同交通条件下的取值范围；最后，分析D在不同交通条件下对施工区环境和通行效率的影响。模拟实验表明：D越大警告区通行效率越高，该变化是非线性的，提高幅度随D的增大而变缓；随着V或T升高，警告区通行效率降低，增大D才能保持其不变；随着P升高，警告区通行效率先升高后降低，存在一个最佳的P使其达到最大且D达到最小；相对于D取最小值，增大D能降低CO2排放量，在适当的交通条件下，能同时提高警告区通行效率和降低平均行程时间。

关键词：道路工程施工区动态综合评价高速公路上游过渡区自动驾驶小客车交通流模拟

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基于热红外深度估计的路用骨料三维特征评价

红外技术 2024年第9期46卷 1099-1105页

作者：聂根良程晓红周超侯德华李忠玉四川工程职业技术学院四川德阳618000 河南省高等级公路检测与养护技术重点实验室河南新乡453003 河南省高远公路养护技术有限公司河南新乡453003

为优化和实现复杂环境下路用骨料三维特征的快速识别,本文基于温度辅助增强骨料轮廓的思想,提出一种红外图像三维重建方法。首先通过计算不同关键筛孔骨料的点云数据,重建三维模型库。在此基础上,对三维模型的粒度特征、有向包围盒(Orie... 详细信息

为优化和实现复杂环境下路用骨料三维特征的快速识别,本文基于温度辅助增强骨料轮廓的思想,提出一种红外图像三维重建方法。首先通过计算不同关键筛孔骨料的点云数据,重建三维模型库。在此基础上,对三维模型的粒度特征、有向包围盒(Oriented bounding box,OBB)特征以及骨料针片状颗粒识别进行评价分析。结果表明,三维模型粒度与骨料粒径的相关系数达到0.9916,并且OBB尺度特征可以体现骨料三维尺寸信息,贴合误差小;相对传统二维识别算法,基于OBB尺度特征识别针片状颗粒的准确率提高12%,可为路用骨料特征评价的实际应用提供新思路。

关键词：红外图像点云图像三维重建 OBB包围盒针片状颗粒

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多因素耦合下沥青混合料拉压差异力学特性

同济大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 1341-1352页

作者：潘勤学姜舜君吕松涛郑健龙长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114 极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室湖南长沙410114

针对现行沥青路面设计时材料力学参数取值的可靠性不足,基于道路材料的拉压差异特性,开展了多因素耦合影响下沥青混合料拉压力学参数非线性特性及量化关系研究。结果表明,沥青混合料拉压应力应变特性符合双模量理论的双线性特征;拉压力... 详细信息

针对现行沥青路面设计时材料力学参数取值的可靠性不足,基于道路材料的拉压差异特性,开展了多因素耦合影响下沥青混合料拉压力学参数非线性特性及量化关系研究。结果表明,沥青混合料拉压应力应变特性符合双模量理论的双线性特征;拉压力学参数随加载速度增大先急剧增加后趋于平缓,且呈幂函数关系;与温度呈负指数函数关系,且温度增幅越高力学参数减小幅度越大;与沥青用量呈指数衰减模型函数关系,高温时(>30℃)沥青用量的变化对力学参数影响相对较小,最大力学参数所对应的沥青用量与马歇尔试验得到的最佳沥青用量基本一致;就影响程度而言,温度对力学参数的影响最大,各因素对强度的影响最为显著,抗拉力学参数较抗压力学参数更为敏感;据此建立了多因素耦合作用下沥青混合料的拉压力学参数量化取值模型,并推荐规范常用温度15℃(20℃)下的压拉强度比及压拉模量比分别为6.5(7.5)、1.6(1.7),压缩模强比及拉伸模强比分别为400(1700)、450(2000)。

关键词：道路工程沥青混合料多因素耦合非线性力学特性量化模型

基于遗传算法和黏弹性理论的路基模量反算方法

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中外公路 2024年第5期44卷 65-74页

作者：代富贵王曦辉吴亚光李海中国路桥工程有限责任公司长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室

为了提高PFWD检测方法对路基模量反算的适用性，该文依托内罗毕西环线路基拼接工程，通过采用三维Kelvin黏弹性模型以及准静态响应分析方法，推导了长期固定荷载作用下黏弹性路基的位移函数，并结合黏弹性的线性叠加原理以及遗传算法，... 详细信息

为了提高PFWD检测方法对路基模量反算的适用性，该文依托内罗毕西环线路基拼接工程，通过采用三维Kelvin黏弹性模型以及准静态响应分析方法，推导了长期固定荷载作用下黏弹性路基的位移函数，并结合黏弹性的线性叠加原理以及遗传算法，提出了基于多种群遗传算法的黏弹性路基模量反算新方法（TIV-AMGADCO）。其中，相应的反算程序采用Matlab编写。理论推导与现场测试对比验证表明：在PFWD荷载作用下，路基顶面竖向位移峰值明显滞后于荷载峰值；而基于弹性半空间模型的传统方法，仅选取位移和荷载峰值进行反算，导致其计算结果较新方法反算结果大20%左右；同时，新方法正算得到的位移时程曲线与真实曲线的相关系数基本大于0.9，对比其他方法的结果，其计算差距基本保持在10%左右；同时新方法收敛速度快，具有较好的适应性，能够较为准确地反算出路基模量，可作为路基设计与施工质量控制的依据。

关键词：路基模量黏弹性模型模量反算遗传算法

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地聚合物稳定建筑固废再生集料力学特性研究

中外公路 2024年

作者：袁开新何永健张来君李海许戈韦长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室中国路桥工程有限责任公司

为了解决建筑固废产量急剧增加且利用率不足的问题，本文以矿渣-粉煤灰基地聚物为无机结合料，用建筑固废再生集料代替天然碎石，将城市道路基层作为目标场景，研究不同掺量下的地聚物稳定再生集料的力学性能。研究结果表明：随着地聚... 详细信息

为了解决建筑固废产量急剧增加且利用率不足的问题，本文以矿渣-粉煤灰基地聚物为无机结合料，用建筑固废再生集料代替天然碎石，将城市道路基层作为目标场景，研究不同掺量下的地聚物稳定再生集料的力学性能。研究结果表明：随着地聚物掺量的增加，混合料的最大干密度增加，最大干密度减小、最佳含水率上升；混合料的无侧限抗压强度随着地聚物掺量、养护龄期的增加而提高，随着再生集料掺量的增加而下降；混合料劈裂强度与抗压回弹模量的变化规律与无侧限抗压强度相似，随着前体矿渣掺量、地聚物掺量、养护龄期的增加而上升，随着再生集料掺量的增加而下降。

关键词：建筑固废强化改性地聚物道路基层力学性能

基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 104-114,121页

作者：张军姜文涛张云罗婷倚余秋琴杨哲长安大学公路养护装备国家工程实验室陕西西安710064 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 广西北投公路建设投资集团有限公司广西南宁530028 广西交科集团有限公司广西南宁530007

针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集... 详细信息

针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。

关键词：道路养护探地雷达(GPR) 脱空病害极限梯度提升(XGBoost) 时频域特征

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砂岩剪切破裂面形貌特征及粗糙度各向异性

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：朱谭谭朱焕焕李昂宗西垒孙旭亮宿钟鸣何信长安大学公路学院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室

岩体破裂面的形态特征是影响其剪切滑移破坏的重要因素，法向应力是岩体剪切破裂面形态特征的重要影响因素.为研究法向应力对砂岩剪切破裂面形貌特征和粗糙度的影响，首先开展了砂岩双面剪切试验，获得不同法向应力作用下砂岩剪切破裂... 详细信息

岩体破裂面的形态特征是影响其剪切滑移破坏的重要因素，法向应力是岩体剪切破裂面形态特征的重要影响因素.为研究法向应力对砂岩剪切破裂面形貌特征和粗糙度的影响，首先开展了砂岩双面剪切试验，获得不同法向应力作用下砂岩剪切破裂面，然后对直剪试验中形成的剪切破裂面进行三维光学扫描，最后对不同法向应力作用下砂岩剪切破裂面进行三维重构.分析了法向应力对剪切破裂面粗糙高度特征参数的影响，基于各向异性参数研究了砂岩剪切破裂面粗糙度各向异性特征，研究了砂岩剪切破裂面分形特征与粗糙度的关系.结果表明：砂岩剪切破裂面粗糙高度期望值、标准差、均值和最大起伏差都随法向应力的增大而增大；剪切破裂面粗糙度表现出显著的各向异性，随着与剪切方向夹角的增大，砂岩剪切破裂面粗糙度先减小后增大；法向应力为压应力时，剪切破裂面粗糙度在与剪切方向成75° ～ 90°时取得最小值；剪切破裂面粗糙度极差和各向异性参数随法向应力的增大逐渐增大，剪切破裂面各向异性特征增强；砂岩剪切破裂面分形维数与粗糙度呈幂函数关系.

关键词：剪切破裂面形貌特征粗糙度各向异性分形维数