挑戰(zhàn)杯項目申報書

1、序號： 編碼： 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽作品申報書 作品名稱： 車轍試件溫度控制系統(tǒng) 學校全稱： 長沙理工大學 申報者姓名 （集體名稱）： 星城挑戰(zhàn)者 類別：自然科學類學術(shù)論文 哲學社會科學類社會調(diào)查報告和學術(shù)論文 R科技發(fā)明制作A類 科技發(fā)明制作B類 報送方式：R省級報送作品高校直送作品A2申報者情況（集體項目）說明：1必須由申報者本人按要求填寫；2申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列；3本表中的學籍管理部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名俞婷婷性別女出生年月1987年5月學校長沙理工大學系別、專業(yè)、年級交通運輸工程學院道路工程專業(yè)20

2、06級學歷本科在讀學制4年入學時間作品名稱車轍試件溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)論文題目通訊地址長沙理工大學云塘校區(qū)601信箱郵政編碼410004辦公電話常住地通訊地址長沙理工大學云塘校區(qū)601信箱郵政編碼410004住宅電話其他作者情況姓 名性別年齡學歷所在單位資格認定學校學籍管理部門意見以上作者是否為2008年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校中國籍?？粕?、本科生、碩士研究生或博士研究生。R是否 （部門簽章）年 月 日院、系負責人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n外學術(shù)科技或社會實踐活動成果。R是否負責人簽名：年 月 日B3申報作品情況（科技發(fā)明制作）說明：1必須由申報者本人填寫；2本部分

3、中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認； 3本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、 原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應用證書； 4作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。作品全稱車轍試件溫度控制系統(tǒng)作品分類（ A ）A機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技術(shù)（包括計算機、電信、通訊、電子等） C數(shù)理（包括數(shù)學、物理、地球與空間科學等） D生命科學（包括生物、農(nóng)學、藥學、醫(yī)學、健 康、衛(wèi)生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化 工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指

4、標在我國，隨著公路交通量的增加,重載車輛的增多及渠化交通的形成 ,許多瀝青路面都不同程度產(chǎn)生了車轍，可以說車轍是道路破壞的主要形式之一。車轍試驗是一種模擬實際車輪荷載在瀝青路面上行走而形成車轍的室內(nèi)試驗方法, 目的是評價瀝青混合料在規(guī)定溫度條件下抵抗塑性流動變形的能力，這其中關(guān)鍵就在于車轍試驗條件與路面實際之間存在區(qū)別。實際路面內(nèi)溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，而在室內(nèi)做復合車轍試驗時，由于試驗設(shè)備的限制，只能一次試驗施加一個溫度，如60，以模擬路面高溫的情況，這時，全厚式車轍試驗板深度范圍內(nèi)的溫度都與恒溫箱內(nèi)溫度相同即60，這顯然與實際路面內(nèi)溫度場分布不符，其試驗結(jié)果與實際路面抗車轍性能

5、的相關(guān)性值得懷疑。為能使試驗結(jié)果更貼近于實際情況，對試驗的設(shè)備、試驗條件作出改善，以形成溫度控制。技術(shù)關(guān)鍵：保證試件四周不受環(huán)境溫度影響的措施，保證試模底部恒溫的措施。創(chuàng)新點：全厚式車轍試件四周隔溫，頂面和底面溫度可以控制，試件內(nèi)部能夠形成任意溫度梯度。主要技術(shù)指標：全厚式車轍試件頂面溫度在40-70可調(diào)，底面溫度在20-50可調(diào)。作品的科學性先進性（必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻資料）作品的科學性先進性（必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻資料）瀝青混合料車轍

6、試驗最早是由英國道路研究所建立的一種試驗方法，它能較好地反映瀝青混凝土路面在車輪重復荷載作用下發(fā)生塑性流動變形(車轍)所致永久變形的累積過程，故沿用至今，也是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗中必不可少的一項。在我國，車轍儀已經(jīng)得到了推廣應用，但是實際路面工程中瀝青面層是分層鋪設(shè)，其溫度存在梯度變化。在標準車轍儀試驗中，試件內(nèi)部溫度一般控制在60 ±1 ，而且處處相同，沒有考慮溫度梯度對結(jié)果的影響。而路面內(nèi)部溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，一天中不同的時間溫度場分布也不同，國內(nèi)外對路面內(nèi)溫度場分布的研究做的很多，發(fā)現(xiàn)瀝青面層深度內(nèi)最高溫度與最低溫度的差值高達78甚至達到十幾度。目前國內(nèi)外還

7、沒有機構(gòu)或者學者針對這個問題開展儀器開發(fā)或改進工作。作品根據(jù)瀝青路面實際溫度梯度情況，采取措施在瀝青混合料車轍試件內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度梯度，以盡量真實地模擬瀝青路面溫度狀況，將使車轍試驗結(jié)果更加具有實際意義和工程指導價值。參考文獻：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 e

8、xperiment”. 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

9、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吳瑞麟,石立萬,余海洋,馬光華. 影響瀝青路面全厚度車轍關(guān)鍵因素的試驗研究J. 武漢理工大學學報,2008,30(1):58-615李明國,牛曉霞,申愛琴，山區(qū)高速公路瀝青路面的抗車轍能力J，長安大學學報(自然科學版)，2006，26（

10、6）：19-226高爽,朱建平, 瀝青混合料抗車轍性能的試驗研究J.公路交通科技(應用技術(shù)版), 2008, 25 (9):80-827李向光,伍衡山,譚勁旅,易靈芝. 瀝青混合料車轍試驗方法的分析J. 南華大學學報(自然科學版),2008（4）8彭少青.不同溫度下的車轍試驗研究及永久變形參數(shù)分析J. 公路運輸文摘,2004(10)作品在何時、何地、何種機構(gòu)舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結(jié)果作品所處階 段（ A ）A實驗室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D （自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形 式R實物、產(chǎn)品 R模型 圖紙 磁盤 R現(xiàn)場演示 R圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特

11、點和優(yōu)勢，提供該作品的適應范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟效益預測作品采用隔熱材料使試模內(nèi)的瀝青混合料試件四周不受環(huán)境溫度的影響，頂面不做任何處理，其溫度與車轍儀內(nèi)環(huán)境溫度相同，而底面通過自行研制的降溫系統(tǒng)使其溫度恒定，這樣，在瀝青混合料試件內(nèi)就會產(chǎn)生穩(wěn)定的溫度梯度，以模擬路面實際情況。我國的瀝青混合料設(shè)計必須經(jīng)過高溫穩(wěn)定性檢驗，規(guī)范推薦的標準儀器就是車轍儀，而目前的標準車轍儀是無法在試件內(nèi)形成溫度梯度的，這造成試驗結(jié)果與路用性能之間的脫節(jié)。利用本產(chǎn)品，可以提供能模擬實際路面溫度狀況的車轍試驗研究平臺，使車轍試驗結(jié)果更加有效地指導瀝青混合料配合比設(shè)計，對降低瀝青路面造價有重要意義，將

12、帶來該領(lǐng)域的巨大變革。車轍儀已經(jīng)在公路建設(shè)管理、監(jiān)理、施工、檢測及各級公路科研院所得到廣泛應用，本產(chǎn)品直接用于車轍儀，并且不需要用戶重新購買車轍儀，只需要在已有的車轍里放置本產(chǎn)品，就可以實現(xiàn)車轍試驗條件的大變革，市場前景廣闊，對整個公路行業(yè)而言，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益無法估量。專利申報情況R提出專利申報 申報號 200910042874.2 申報日期 2009年3月17日已獲專利權(quán)批準 批準號 批準日期 年 月 日 未提出專利申請科研管理部門簽 章年 月 日C.當前國內(nèi)外同類課題研究水平概述國際上常用的車轍試驗方法有法國瀝青路面車轍儀(PRT)、漢堡輪轍設(shè)備(WTD)、佐治亞瀝青路面分析儀(APA)、

13、旋轉(zhuǎn)輪轍儀(RLWT)。我國規(guī)范中的車轍試驗推薦使用國產(chǎn)車轍儀。當前國內(nèi)外關(guān)于車轍試驗的研究，比較多地開展瀝青混合料車轍性能的檢驗和比較以及抗車轍材料開發(fā)，如溫度、荷載、重復作用次數(shù)等這些因素變化與車轍試驗的影響及關(guān)系，而且試驗都是在現(xiàn)行標準車轍試驗條件下開展，其研究結(jié)果與實際情況存在偏差。標準車轍試驗條件在試件厚度、碾壓速度、溫度等方面與瀝青路面實際有很大的區(qū)別，盡管行業(yè)內(nèi)的專家學者都清楚地認識到了這種缺陷，但并沒有從設(shè)備的角度對車轍儀加以改進。因此，按照目前對瀝青混合料在組成設(shè)計時檢驗其抗車轍性能的方法，可能會出現(xiàn)整體抗車轍性能不足或者不經(jīng)濟的情況（因為試驗條件與實際環(huán)境無法對應），工程實

14、踐也常常出現(xiàn)按照規(guī)范設(shè)計施工后仍然產(chǎn)生車轍的現(xiàn)象，許多單位因而提高了瀝青混合料車轍控制標準，如表面層采用SMA，甚至中面層也采用改性瀝青混合料或添加抗車轍劑等，但這種做法缺乏理論指導，具有一定的盲目性，在經(jīng)濟上也容易出現(xiàn)過渡投資的現(xiàn)象。針對車轍問題，國內(nèi)外道路工作者雖然開展了多方面的研究，但在車轍試驗方法方面還是有待更進一步的研究，特別是我國普遍采用車轍儀來分析評價瀝青混合料的抗車轍性能，但該試驗方法的試驗條件與工程實際條件的對應關(guān)系不清晰，如實際路面內(nèi)溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，而目前采用標準車轍儀開展車轍試驗時，由于試驗設(shè)備的限制，只能一次試驗施加一個溫度，如60，以模擬路面高溫的

15、情況，這時，整個車轍試驗板內(nèi)所有點的溫度都與恒溫箱內(nèi)溫度相同即60，這顯然與實際路面內(nèi)溫度場分布不符，其試驗結(jié)果與實際路面抗車轍性能的相關(guān)性值得懷疑，特別是試件厚度比較大的時候，如對全厚式試件（兩層甚至三層試件）來說溫度梯度的影響愈加嚴重。D.推薦者情況及對作品的說明說明：1由推薦者本人填寫； 2推薦者必須具有高級專業(yè)技術(shù)職稱，并是與申報作品 相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組 集體推薦亦可）； 3推薦者填寫此部分，即視為同意推薦； 4推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓 名沙慶林性別男年齡79職稱院士 博導 研究員工作單位長沙理工大學通訊地址長沙市萬家麗南路

16、二段960號郵政編碼410004單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章同意推薦 （簽章） 2009年6月9日請對申報者申報情況的真實性作出闡述申報表所述內(nèi)容屬實 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價 申報作品針對目前車轍儀無法模擬瀝青路面溫度梯度的缺陷開展產(chǎn)品開發(fā)，開發(fā)出的車轍試件溫度控制系統(tǒng)能夠在車轍試件內(nèi)部形成溫度梯度，而且能夠直接應用于目前的標準車轍儀，將使車轍試驗條件更加接近瀝青路面實際溫度條件，使試驗結(jié)果更具實際意義和工程指導價值，適用于公路建設(shè)的各級部門，應用前景廣闊。其它說明 沙慶林院士是道路工程領(lǐng)域第一位院士，目前道路工程領(lǐng)域也僅有兩名院士。推薦者情況姓 名張起

17、森性別男年齡70職稱教授 博導工作單位長沙理工大學通訊地址長沙市萬家麗南路二段960號郵政編碼410004單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章同意推薦 （簽章） 2009年6月9日請對申報者申報情況的真實性作出闡述申報表所述內(nèi)容屬實 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價車轍問題是我國瀝青路面的一大頑疾，申報小組開發(fā)了車轍試件溫度控制系統(tǒng)，應用該系統(tǒng)可以更加準確地評價瀝青路面的抗車轍性能，而且產(chǎn)品可以直接應用于車轍儀，適應性強，在我國道路工程領(lǐng)域推廣應用前景廣闊。其它說明張起森教授是國家有突出貢獻專家，國家科學技術(shù)發(fā)明二等獎獲得者，國內(nèi)道路工程領(lǐng)域知名學者。學校組織協(xié)調(diào)機構(gòu)確認并蓋章