挑战杯项目申报书.doc

序号： 编码： 第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称： 车辙试件温度控制系统 学校全称： 长沙理工大学 申报者姓名 （集体名称）： 星城挑战者 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 R科技发明制作A类 科技发明制作B类 报送方式：R省级报送作品高校直送作品A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名俞婷婷性别女出生年月1987年5月学校长沙理工大学系别、专业、年级交通运输工程学院道路工程专业2006级学历本科在读学制4年入学时间作品名称车辙试件温度控制系统毕业论文题目通讯地址长沙理工大学云塘校区601信箱邮政编码410004办公电住地通讯地址长沙理工大学云塘校区601信箱邮政编码410004住宅电他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2008年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。R是否 （部门签章）年 月 日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。R是否负责人签名：年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、 原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称车辙试件温度控制系统作品分类（ A ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标在我国，随着公路交通量的增加,重载车辆的增多及渠化交通的形成 ,许多沥青路面都不同程度产生了车辙，可以说车辙是道路破坏的主要形式之一。车辙试验是一种模拟实际车轮荷载在沥青路面上行走而形成车辙的室内试验方法, 目的是评价沥青混合料在规定温度条件下抵抗塑性流动变形的能力，这其中关键就在于车辙试验条件与路面实际之间存在区别。实际路面内温度沿路面深度的分布是高度非线性的，而在室内做复合车辙试验时，由于试验设备的限制，只能一次试验施加一个温度，如60，以模拟路面高温的情况，这时，全厚式车辙试验板深度范围内的温度都与恒温箱内温度相同即60，这显然与实际路面内温度场分布不符，其试验结果与实际路面抗车辙性能的相关性值得怀疑。为能使试验结果更贴近于实际情况，对试验的设备、试验条件作出改善，以形成温度控制。技术关键：保证试件四周不受环境温度影响的措施，保证试模底部恒温的措施。创新点：全厚式车辙试件四周隔温，顶面和底面温度可以控制，试件内部能够形成任意温度梯度。主要技术指标：全厚式车辙试件顶面温度在40-70可调，底面温度在20-50可调。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）沥青混合料车辙试验最早是由英国道路研究所建立的一种试验方法，它能较好地反映沥青混凝土路面在车轮重复荷载作用下发生塑性流动变形(车辙)所致永久变形的累积过程，故沿用至今，也是沥青混合料高温稳定性试验中必不可少的一项。在我国，车辙仪已经得到了推广应用，但是实际路面工程中沥青面层是分层铺设，其温度存在梯度变化。在标准车辙仪试验中，试件内部温度一般控制在60 1 ，而且处处相同，没有考虑温度梯度对结果的影响。而路面内部温度沿路面深度的分布是高度非线性的，一天中不同的时间温度场分布也不同，国内外对路面内温度场分布的研究做的很多，发现沥青面层深度内最高温度与最低温度的差值高达78甚至达到十几度。目前国内外还没有机构或者学者针对这个问题开展仪器开发或改进工作。作品根据沥青路面实际温度梯度情况，采取措施在沥青混合料车辙试件内部形成稳定的温度梯度，以尽量真实地模拟沥青路面温度状况，将使车辙试验结果更加具有实际意义和工程指导价值。参考文献：1Haider, Syed Waqar, Chatti, Karim, Emin Kutay, M., Eason, James, Redelius, Per(2006). “Effect of design and site factors on structural rutting of flexible pavements in the LTPP SPS-1 experiment”. Asphalt Paving Technology: Association of Asphalt Paving Technologists-Proceedings of the Technical Sessions, Vol 75:425-4562Lin Chih-Hsien, Chen Wei-Chyum(2005). “Developing a four-layer system rutting model in highway”. Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol 28(2):371-3743 Wang Hui, Zhang Qi-Sen, Tan Ji-Qing(2007). “Effect of asphalt pavement layers on rutting development”, International Conference on Transportation Engineering, ICTE 2007, p 1915-19204吴瑞麟,石立万,余海洋,马光华. 影响沥青路面全厚度车辙关键因素的试验研究J. 武汉理工大学学报,2008,30(1):58-615李明国,牛晓霞,申爱琴，山区高速公路沥青路面的抗车辙能力J，长安大学学报(自然科学版)，2006，26（6）：19-226高爽,朱建平, 沥青混合料抗车辙性能的试验研究J.公路交通科技(应用技术版), 2008, 25 (9):80-827李向光,伍衡山,谭劲旅,易灵芝. 沥青混合料车辙试验方法的分析J. 南华大学学报(自然科学版),2008（4）8彭少青.不同温度下的车辙试验研究及永久变形参数分析J. 公路运输文摘,2004(10)作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶 段（ A ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式作品可展示的形 式R实物、产品 R模型 图纸 磁盘 R现场演示 R图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测作品采用隔热材料使试模内的沥青混合料试件四周不受环境温度的影响，顶面不做任何处理，其温度与车辙仪内环境温度相同，而底面通过自行研制的降温系统使其温度恒定，这样，在沥青混合料试件内就会产生稳定的温度梯度，以模拟路面实际情况。我国的沥青混合料设计必须经过高温稳定性检验，规范推荐的标准仪器就是车辙仪，而目前的标准车辙仪是无法在试件内形成温度梯度的，这造成试验结果与路用性能之间的脱节。利用本产品，可以提供能模拟实际路面温度状况的车辙试验研究平台，使车辙试验结果更加有效地指导沥青混合料配合比设计，对降低沥青路面造价有重要意义，将带来该领域的巨大变革。车辙仪已经在公路建设管理、监理、施工、检测及各级公路科研院所得到广泛应用，本产品直接用于车辙仪，并且不需要用户重新购买车辙仪，只需要在已有的车辙里放置本产品，就可以实现车辙试验条件的大变革，市场前景广阔，对整个公路行业而言，产生的经济效益无法估量。专利申报情况R提出专利申报 申报号 200910042874.2 申报日期 2009年3月17日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述国际上常用的车辙试验方法有法国沥青路面车辙仪(PRT)、汉堡轮辙设备(WTD)、佐治亚沥青路面分析仪(APA)、旋转轮辙仪(RLWT)。我国规范中的车辙试验推荐使用国产车辙仪。当前国内外关于车辙试验的研究，比较多地开展沥青混合料车辙性能的检验和比较以及抗车辙材料开发，如温度、荷载、重复作用次数等这些因素变化与车辙试验的影响及关系，而且试验都是在现行标准车辙试验条件下开展，其研究结果与实际情况存在偏差。标准车辙试验条件在试件厚度、碾压速度、温度等方面与沥青路面实际有很大的区别，尽管行业内的专家学者都清楚地认识到了这种缺陷，但并没有从设备的角度对车辙仪加以改进。因此，按照目前对沥青混合料在组成设计时检验其抗车辙性能的方法，可能会出现整体抗车辙性能不足或者不经济的情况（因为试验条件与实际环境无法对应），工程实践也常常出现按照规范设计施工后仍然产生车辙的现象，许多单位因而提高了沥青混合料车辙控制标准，如表面层采用SMA，甚至中面层也采用改性沥青混合料或添加抗车辙剂等，但这种做法缺乏理论指导，具有一定的盲目性，在经济上也容易出现过渡投资的现象。针对车辙问题，国内外道路工作者虽然开展了多方面的研究，但在车辙试验方法方面还是有待更进一步的研究，特别是我国普遍采用车辙仪来分析评价沥青混合料的抗车辙性能，但该试验方法的试验条件与工程实际条件的对应关系不清晰，如实际路面内温度沿路面深度的分布是高度非线性的，而目前采用标准车辙仪开展车辙试验时，由于试验设备的限制，只能一次试验施加一个温度，如60，以模拟路面高温的情况，这时，整个车辙试验板内所有点的温度都与恒温箱内温度相同即60，这显然与实际路面内温度场分布不符，其试验结果与实际路面抗车辙性能的相关性值得怀疑，特别是试件厚度比较大的时候，如对全厚式试件（两层甚至三层试件）来说温度梯度的影响愈加严重。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品 相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组 集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名沙庆林性别男年龄79职称院士 博导 研究员工作单位长沙理工大学通讯地址长沙市万家丽南路二段960号邮政编码410004单位电宅电荐者所在单位签章同意推荐 （签章） 2009年6月9日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报表所述内容属实 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价 申报作品针对目前车辙仪无法模拟沥青路面温度梯度的缺陷开展产品开发，开发出的车辙试件温度控制系统能够在车辙试件内部形成温度梯度，而且能够直接应用于目前的标准车辙仪，将使车辙试验条件更加接近沥青路面实际温度条件，使试验结果更具实际意义和工程指导价值，适用于公路建设的各级部门，应用前景广阔。其它说明 沙庆林院士是道路工程领域第一位院士，目前道路工程领域也仅有两名院士。推荐者情况姓 名张起森性别男年龄70职称教授 博导工作单位长沙理工大学通讯地址长沙市万家丽南路二段960号邮政编码410004单位电宅电荐者所在单位签章同意推荐 （签章） 2009年6月9日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报表所述内容属实 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价车辙问题是我国沥青路面的一大顽疾，申报小组开发了车辙试件温度控制系统，应用该系统可以更加准确地评价沥青路面的抗车辙性能，而且产品可以直接应用于车辙仪，适应性强，在我国道路工程领域推广应用前景广阔。其它说明张起森教授是国家有突出贡献专家，国家科学技术发明二等奖获得者，国内道路工程领域知名学者。学校组织协调机构确认并盖