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高速公路结冰监测预警与抑冰材料应用研究
| 论文题名： | 高速公路结冰监测预警与抑冰材料应用研究 |
| 关键词： | 高速公路;路面结冰;憎水性涂料;聚氨酯;预警机制 |
| 摘要： | 路面结冰是诱发高速公路交通事故的主要原因之一，对驾驶者的生命财产安全具有重大威胁。因此，研究路面防冰策略及路面结冰应对措施刻不容缓。国内外学者针对路面结冰开展了较多研究，但路面结冰时间预测的研究较少。由于传统防冰抑冰方法的滞后性及新方法的不经济性导致无法推广，文章以提高路面结冰条件下道路交通安全水平、降低路面防冰抑冰成本为目标，通过室内冷库实物实验收集实验数据并建立结冰时间预测模型，同时采用聚氨酯憎水性涂料测试其防冰抑冰效果，提出路面结冰应对措施。 首先，通过查阅国内外相关文献，结合结冰影响因素选取的原则，考虑到室内冷库实验的可操作性，选取结冰影响因素，并对影响因素展开分析。 其次，针对路面防冰策略，文章主要通过以下两个方面展开研究。第一个方面:通过室内冷库实物实验模拟混凝土路面在温度、风速、降雨量影响下的结冰过程。实验采用40cm×30cm×10cm公路混凝土路面板块，研究温度为-1～-3℃、-3～-5℃、-5～-7℃、-7～-9℃、降雨量为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、风速为2.5m/s、4m/s、5.5m/s时路面结冰时间的变化趋势，采集并统计分析实验数据。在此基础上，分别建立多变量多项式模型及支持向量机模型预测路面结冰时间，并使用Mathematica、matlab软件进行求解。通过对比模型预测值与实际值的拟合程度，结论表明:多变量多项式、支持向量机拟合程度的相关性分别为0.974、0.990。第二个方面:通过冷库实物实验研究憎水性涂料在不同气温、不同降雨量等气象条件下的抑冰效果。实验使用一半涂有憎水性涂料，一半不作处理的40cm×30cm×10cm公路混凝土路面板块为材料。研究路面在同上4种温度区间与5种降雨量下结冰时间的变化。实验结果表明:聚氨酯憎水性涂料的抑冰性随着温度的变化呈现出先升高后降低的趋势，在温度为-3～-5℃防冰效果最好;随着降雨量继续增大，憎水性涂料的抑冰性能逐渐降低。 最后，针对路面结冰应对措施研究，从路面防冰措施、路面结冰信息发布措施及结冰后交通组织三个方面展开了预警研究。 |
| 作者： | 资葵 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 龙科军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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