基于数字散斑相关技术的沥青混合料老化特性实验研究

基于数字散斑相关技术DSCM(digital speckle correlation method),利用VIC-3D(video image correlate-3D)图像处理系统,通过半圆弯拉实验(semi-circular bending test,简称SCB实验),对温度老化前后的SBS改性沥青混合料和橡胶粉(CR)改性沥青混合料半圆试件的三点弯拉实验从加载到破坏的全过程进行图像采集,利用VIC-3D计算软件计算半圆试件全过程的水平应变、水平应变速率并通过荷载-位移曲线求出的断裂能指标,研究沥青混合料老化特性。结果表明,数字散斑相关技术,作为一种非接触、非干涉、全场变形的光学计量方法,可以很好地应用于沥青混合料的老化特性研究;在半圆试件从加载到开裂破坏的全过程中,温度老化后的沥青混合料的持荷能力和抵抗开裂破坏的能力与老化前相比明显削弱;温度老化后的CR改性沥青混合料比温度老化后的SBS改性沥青混合料有更好的抗裂性能。     

基于VIC-3D技术的沥青混合料界面力学特性实验研究

为研究沥青混合料开裂及裂缝发展规律,通过SBS改性沥青混合料半圆试件三点弯曲实验,基于数字图像相关技术,利用VIC-3D(video image correlate,3D)采集系统对试件从加载到破坏全过程进行图像采集,并利用VIC-3D软件计算得到试件在受弯拉过程中三维位移场、应变场的变化及变化速率,分析并得出裂缝出现及发展规律;利用扫描电子显微镜对开裂试件断口进行观察,结合位移场、应变场及其变化速率揭示了试件开裂及裂缝发展的机理。结果表明,利用水平方向应变随时间变化规律可探究裂缝的发展轨迹;沥青混合料的开裂和裂缝发展沿沥青砂浆与粗集料的界面区发生,且趋向于表面情况相对差的集料的界面区;裂缝发展速率与界面区的厚度有关,可根据界面区厚度的代表值预测裂缝发展速率。     

基于数字散斑相关法的紫外老化沥青混合料界面开裂特性

利用数字图像相关技术(DSCM)针对紫外光老化的沥青混合料(HMA)半圆试件弯拉试验中裂纹产生及扩展规律从细观角度进行表征,运用Vic-3D分析软件对沥青混合料半圆试件进行全场位移、应变计算,得到试件破坏过程的位移场、应变场。结果表明:通过对紫外光照的沥青胶浆、集料及界面水平方向应变场的对比分析,发现界面为沥青混合料最薄弱处,最易产生裂纹;进一步通过水平方向应变随载荷变化曲线的变化对HMA开裂时间进行分析,可以更好地将HMA微裂缝开裂时间与宏观裂缝开裂时间加以区分,且紫外老化后的HMA试样界面开裂时间明显缩短。同时,将相同的紫外老化前后的橡胶粉(CR)改性HMA试样与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性HMA试样的位移随载荷变化规律进行对比发现,经紫外老化后的CR改性HMA比紫外老化后SBS改性HMA具有更强的抗开裂能力及持荷能力。      

基于数字散斑相关法的聚合物改性沥青混合料抗裂性能

为分析冻融循环对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和橡胶粉（CR）改性沥青混合料抗裂性能的影响,首先,分别对盐溶液冻融循环和水溶液冻融循环改性沥青混合料进行了半圆试件弯拉试验,同时采用数字散斑相关法（DSCT）对加载过程试件表面的散斑图像进行处理,提取试件表面随着载荷变化的位移场和应变场信息;然后,通过分析变形场信息确定沥青混合料的抗裂性能,并与断裂韧性试验结果进行对比。结果表明:水平应变较适合用于对沥青混合料的抗裂性能开展特性研究;由水平应变-时间曲线可知,冻融循环后SBS和CR改性沥青混合料的抗裂性能均有所劣化,且盐溶液冻融循环对沥青混合料抗裂性能的影响要大于水溶液冻融循环的;与SBS改性沥青混合料相比,CR改性沥青混合料的抗裂性能较好。所得结论表明DSCT的分析结果与断裂韧性试验的分析结果一致,采用DSCT评价沥青混合料的抗裂性能是可行的。      

基于离散元方法的沥青混合料力链演化及分布量化分析

为了研究沥青混合料内部颗粒间力链的演化及分布规律,以AC-13沥青混合料作为研究对象,利用离散元方法重构沥青混合料数字试件,模拟简单性能试验,提取试件内部颗粒间的力链信息进行力链演化、概率分布和角度分布分析。结果表明,通过比较预测结果和实测结果,基于离散元方法重构的AC-13沥青混合料细观模型用于模拟其细观力学特性是可行的。试件内部力链空间分布具有各向异性,以垂直方向的压力力链为主,承受大部分的半正弦荷载。法向力链概率分布随加载时间的变化规律基本一致,法向接触力与平均法向接触力比值f最小时,概率分布出现最大值,f=1.75时,概率分布再次达到峰值,然后逐渐减小并趋于稳定。法向力链角度分布主要位于90°和270°附近,第一、二象限的角度分布比例远大于第三、四象限,60~120°、30~150°中法向力链角度分布比例均大于70%,最小为72.733%。     

基于数字散斑相关技术的老化沥青砂浆自愈合特性

沥青砂浆作为沥青混合料结构体系的分散相,其老化后的自愈合特性是影响沥青混合料路用性能的重要部分,结合沥青路面服务环境的实际情况,将老化程度及愈合时间作为条件,采用数字散斑技术进行沥青砂浆的损伤愈合实验,分析并观测其损伤愈合过程。结果表明,利用数字散斑相关技术可以很好地观测沥青砂浆损伤愈合过程;经过短期老化后的沥青砂浆在损伤愈合过程中预切口位移最大;长期老化后两种沥青砂浆的愈合值都有所提升,并且基质沥青砂浆比SBS沥青砂浆具有更好的愈合效果;沥青砂浆在愈合过程中分为二个阶段,第一阶段愈合速率较高,愈合值较大,第二阶段愈合率下降,愈合需要更长的时间。     

基于原子力显微镜技术对全气候老化沥青的老化非线性预测

采用全气候加速老化箱对马歇尔成型的SMA-13、AC-13沥青混合料分别进行0、1000、2000及3000 h的老化,对混合料中的老化沥青进行抽提.沥青老化后的形貌高度(Height)、粘附力(Adhesion)以及模量(Modulus)用原子力显微镜(AFM)进行量化.选用Verhulst模型,采用1 stOpt的...     

盐冻融循环对沥青混合料性能的影响因素研究

为了研究沥青混合料在冻融循环及除冰盐溶液共同作用下的抗裂性能,在断裂力学理论基础上,采用半圆试件弯拉实验,并通过J积分来评价沥青混合料的抗裂性能;利用极差分析法原理和灰色关联熵分析法原理深入分析沥青种类、冻融循环次数和除冰盐浓度对沥青混合料抗裂性能的影响。结果表明,盐冻融循环作用下,对断裂韧度影响程度的大小关系为沥青种类冻融循环次数除冰盐浓度;与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料和复合胶粉改性沥青混合料相比,橡胶粉改性沥青混合料具有更好的抗裂性;随着冻融循环次数及盐浓度的增加,混合料的抗裂性逐步降低。     

沥青混合料的工作和易性实验研究

依据AASHTO规范设计AC-13沥青混凝土,选择两种具有代表性的温拌剂Advera和Sasobit.采用旋转压实剪切实验机(GTM)成型试件,从力学指标(剪应力)及做功改变试件空隙率两方面,探讨了沥青混合料的工作和易性.实验结果表明:温拌沥青混合料的工作和易性在适宜拌和压实温度范围内较热拌沥青混合料的好;推荐采用8％空隙率时的旋转压实次数作为沥青混合料工作和易性的评价指标.     

沥青砂浆多次损伤自愈合性能

沥青砂浆由沥青、细骨料及填料三部分组成,对沥青混合料的性能具有重要影响。为对比分析自愈温度、自愈时间、老化程度及损伤程度对两种沥青砂浆愈合性能的影响,采用四因素三水平正交试验方法设计沥青砂浆小梁弯曲损伤愈合试验,选出最显著影响因素,进行多次间歇期的损伤自愈合试验。利用J积分理论对沥青砂浆的愈合程度进行价评,将断裂韧性J_c作为沥青砂浆损伤愈合的评价指标。试验结果表明：断裂韧性J_c能够表征沥青砂浆内部能量释放过程,可以很好的评价沥青砂浆的愈合能力;老化程度是影响沥青砂浆愈合性能的主要因素,与基质沥青砂浆相比,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）改性沥青砂浆在多次损伤自愈合后的愈合性能更好;随着损伤次数的增大两种沥青砂浆的愈合度都显著下降。试验结果可为沥青混合料性能研究及路面养护提供参考依据。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.