時間:2023-01-04 22:59:27
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇技術研究,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
根據我國生物制藥研究存在的問題,我國必須依據現有國情,做出一定的調整計劃。首先要增加政府的扶持力度,增加對技術研究的資金投入,鼓勵支持研究的進行。其次要大力提倡自主創新,一方面要緊密關注國外的最新研究動態,另一方面要加強自身的優勢建設,進行自主獨立的研究。最后要積極推進生物醫藥的產業化,把生產和科研緊密結合,讓生產促進科研的進步,用科研支持生產的發展,慢慢確立起我國的優勢領域。
2.對生物制藥技術的展望
2.1產業發展態勢良好
同其他發達國家的生物制藥產業進行比較,我們國家的生物制藥產業發展程度只能算是初級階段,相對落后,不過政府將會持續地提高加大對該產業的扶持力度,不管是政策還是資金方面的支持都會有所增加。目前,生物制藥行業已經被國家當作了重點扶持和重點建設產業,地位已經上升為高新產業的支柱,是經濟發展的重要組成部分。一部分經濟發展程度高的地區正在加強國家級生物醫藥產業基地的建設,并初步形成了初具規模的生物醫藥產業集群,這對我國的生物醫藥產業發展有著很好的帶動作用[2]。產業化的生物制藥將成為必然,企業與技術研究方建立技術聯盟,互相發揮優勢,讓自己能夠專心研究本身的專業特長,這樣能夠節約生產成本,提高其競爭力。中國的生物醫藥企業在日后必定會延續這種趨勢,采用外包的方式,把技術含量高的研發部分分給那些有著研究優勢的小型企業,發揮他們的技術特長,聯合開發新藥,從而進一步加快藥物開發的速度,減短藥物開發的周期,實現企業與研發機構的優勢互補。
2.2藥物開發新局面
生物制藥技術直接影響著新藥物的開發,未來生物制藥技術發展得會越來越好,新藥物的開發也會呈現出全新的局面。新技術能提高藥物開發的效率,采用模擬系統更方便地對新藥物的安全性進行研究,從藥物嘗試的基礎上來進行定制化開發,依據用藥組的數據記錄來進行藥物的改進和推廣,藥物的試驗更加科學嚴謹,藥物的針對性得到強化,因此新藥物的療效也將大大提升。到21世紀50年代,利用生物技術的藥物的總數量將會與普通類型的藥物的總數量大體持平,制藥公司的數目也會成倍地增加,總體研發的成本將會降低,但含金量會增加,生物技術的價值將會越發凸顯。
2.3行業總體趨勢分析
未來幾年生物制藥行業總體的趨勢可以從以下幾方面來分析:一是我國的生物制藥市場發展空間較大,其中農村的購買力有可能會超過城市,農村藥品市場情況將會有較明顯的改變;二是行業創新能力必定會有較大的提高,隨著各類疾病越來越多地出現,我國本土的制藥行業將會增強其專業性,可能會出現實力較強的制藥企業,藥品種類也會全面豐富;三是藥品的研發周期會越來越長,研究的成本增加,原來的跨國藥企將會把產業重心逐漸向中國轉移,本國企業的生產運營將會越來越合乎市場規范。總體來說,制藥行業總體趨勢良好,不過行業投資仍存在風險。
3.結束語
關鍵詞板栗;穩產豐產;技術措施
中圖分類號 S664.2 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2011)03-0114-02
安徽省廣德縣是板栗主要產區之一,現種植板栗逾1.33萬hm2,其中絕大部分為低產林,平均產量不足375 kg/hm2,平均株產只有1 kg,果實蟲害率高,直接影響板栗生產的發展和栗果銷售。經調查分析,造成板栗產量低而不穩的主要原因,除了立地條件差,品種良莠不齊及品種搭配不合理外;栗園管理粗放,集約化程度不高,土壤嚴重缺磷,造成樹勢生長差,病蟲為害嚴重。為了開發山區,富山富民,改變板栗生產現狀,采用葉面噴施板栗增產靈等高新技術,加強栗園管理,使板栗產量大幅度提高。廣德縣邱村林業站于1994年承包下寺村林場6.67 hm2板栗,開展板栗穩產豐產技術研究[1-3],經過4年的試驗研究,使該園板栗產量由承包前1993年的700 kg,增加到12.5 t,凈增16.9倍。
1材料與方法
1.1試驗地概況
下寺村林場建于1974年,屬村辦集體林場,現有板栗1 666.67 hm2,試驗地設在下寺村林場牛毛山,坡向東,海拔267 m,該栗園地處東經119°,北緯31°,年平均氣溫15.4 ℃,極端高溫40.4 ℃,極端低溫-14.6 ℃,年降雨量1 299 mm,無霜期218 d。該栗園是利用天然野生茅栗,通過人工逐年嫁接而成,林齡14年,林相參差不齊,分布不均勻,林間空地較多,管理粗放,灌木叢生,通風透光性能差,最高產量為309 kg/hm2。試驗地為坡地,地勢平緩,土壤為山地黃棕壤,土壤板結,土層淺,石質含量高,通透性能差,嚴重缺磷,無灌溉設施。土壤各層中主要養分的含量見表1。
1.2試驗方法
1.2.1結果母枝的觀察。1994―1997年設點觀察,每株觀察20個結果母技,每年4月測量母枝的長度和粗度,并標號。9月再觀察母枝抽出的枝數量及其粗度、長度,統計結果數量,調查數據分母枝粗度和長度進行統計分析。
1.2.2改善栗園整體通風透光條件。1994年進行砍灌,1995―1997年采用疏枝和縮剪方法,促進樹體膛內多發枝條立體結果,在2―3月修剪,疏枝強度設10%、20%、30%和40%等處理,以未疏枝為對照(CK1);縮剪強度以樹冠保留結果母枝數為依據分為12、10、8、6條/m2等處理,以未縮剪為對照(CK2),采用單因子對比排列法,各重復5次,同年9月調查不同修剪強度的效果。
1.2.3施肥。1995―1997年按不同施肥量、不同施肥種類和不同施肥季節進行試驗,施肥量設施復合肥0.5、1.0、1.5 kg/株等處理,施肥種類設尿素、復合肥、過磷酸鈣等處理,施肥季節設春、夏、秋、冬等處理,均以不施肥為對照(CK3),重復5次,上述試驗皆為單因子隨機排列。
1.2.4噴施板栗增產靈及病蟲害的防治。根據板栗病蟲害發生規律,結合板栗病蟲害的防治,進行板栗葉面噴施板栗增產靈;以不噴增產靈為對照(CK4)。同時,加強病蟲情報的監測,防止害蟲突發;以自然生長、不進行病蟲害防治為對照(CK5)。
2結果與分析
2.1板栗結果習性
經對板栗結果母枝的觀察,發現母枝長度與其抽生結果枝率沒有明顯的相關關系(表2),母枝長度對其抽生結果枝率的影響都不甚顯著,相反母枝粗度與抽生果枝率則存在著極明顯的線性關系。經方差分析,F=24.72,F0.01=9.33,說明母枝粗度與抽生果枝率有極顯著的回歸關系,建立方程Y=15.4+9.5X(3.5≤X≤9.5)。結果枝率與其著生母枝的部分有著密切關系,據調查,結果枝著生第1節的最多,第2~3節次之。1~3節著生的結果枝占總數的95%左右,結果枝率與母枝節位呈負相關。因此,板栗修剪不宜采用短截法,以免剪去混合芽而影響板栗產量。
2.2板栗修剪效應
2.2.1疏枝強度。著重疏大骨干 枝和多年生枝,骨干枝是多頭掌形枝,見三去一,見五去二,輪生或對生枝去一留一。去留對象應根據空間角度和生長情況綜合考慮。不同疏枝強度的試驗表明,多年生枝的疏除強度對形成枝的影響有明顯的差異。采用10%、20%、30%的不同強度疏除,所有母枝的雌花數均比CK1增加50%左右,而疏除強度為40%的,雌花量只比CK1增加22.5%,說明疏除強度在30%以內為好。
2.2.2縮剪強度。縮剪主要回縮密集的枝組,縮剪量按1 m2樹冠保留結果枝數為依據,試驗證明,結果母枝留量與枝栗實際產量有直接關系(表3)。從表3可以看出,結果母枝1 m2留量過多或少都會影響產量,以保留結果母枝8條/m2的產量最高,單粒重也大。
2.3施肥效應
施肥是板栗增產的關鍵,它是根據栗樹的營養理論進行栗園現代化綜合管理的一項重要措施,但施肥量、施肥種類和施肥季節的不同,其效果也有差別。
2.3.1施肥量。從表4可以看出,施肥1.5 kg/株處理雖然產量最高,但成本也高,因此以施1.0 kg/株較為適宜。
2.3.2施肥種類。不同化肥種類,是按相同經濟價值購買量進行試驗(即尿素、復合肥、過磷酸鈣),其結果見表5。將試驗結果進行差異顯著性測驗,說明3種化肥施肥量與CK3有極顯著差異,而且以施復合肥效果最好,其次是過磷酸鈣和尿素。
2.3.3施肥季節。在肥料相同的情況下(每年每次施過磷酸鈣1.0 kg/株),不同季節施肥效果不同。從表6可以看出,以春季施肥效果最好,比CK3增產35.8%,秋季次之,比CK3增產26.67%。
2.4噴施板栗增產靈和病蟲害防治效果
2.4.1噴施增產靈效果。從表7可以看出,噴施板栗增產靈可使栗苞數增加3~6倍,其增產機理為:原基分化期前,施用板栗增產靈1號,可以增加雌花量2~3倍(提高增產的物質基礎),授粉受精期施用,可以減少自然落果達2~3倍;果實膨大期前施用板栗增產靈2號,可以促進光合作用,降低栗實含水量,提高單果重及改良其品質。同時可以看出,噴施板栗增產靈可以有效降低板栗空蓬率。空蓬主要是由于雙受精作用完成,初生胚乳細胞分裂一圈游離核后,不再繼續分裂,合子(受精卵)發育所需有機質未從胚乳細胞中得到,因此栗子不能發育成胚。據調查,安徽廣德板栗空蓬率一般在30%左右,1995年、1996年、1997年噴施增產靈處理空蓬率比CK4下降82.25%、89.83%、93.99%。
2.4.2病蟲害防治效果。板栗病蟲害的防治非常重要,它是板栗穩產豐產的保證。板栗黑大蚜、球堅蚧是板栗生產中主要的兩大吸食害蟲,輕者板栗減產,重者形成禿板,甚至整枝枯死;板栗剪枝象鼻蟲是板栗的主要害蟲之一,一般危害輕的減產30%,重的減產50%~90%,1997年該園暴發板栗紅蜘蛛,引起早期落葉、落果,影響樹勢和產量。從表8可以看出,病蟲害防治對板栗的產量影響很大。
2.5經濟效益分析
1994年開始改造,當年產量達到2 600 kg,是改造前1993年產量的3.7倍,比改造前最高年份的1992年2 060 kg增產26%,1995年改用穩產豐產綜合技術產量猛增到9 130 kg,是1994年產量的3.5倍,凈增2.5倍。
3結論與討論
試驗結果表明,板栗穩產豐產綜合技術的增產效益是顯著的。其主要技術措施如下:一是冬季翻挖栗園、刮皮、涂白保護栗樹。栗園墾復深度15~20 cm,內淺外深,改良土壤通透性能,提高保水保肥能力,增強抗旱力,同時刮皮、涂白,破壞害蟲的越冬場所,降低翌年害蟲危害率[4-6]。二是合理修剪。栗樹大枝疏除強度不能超過同類枝總數的30%,結果母枝疏除以保留8~10條為好,小于3.5 mm粗的枝條一律疏除,壯齡樹的結果母枝需要短截的,可采取輕短截,而老齡樹的結果母枝不宜短截。三是適時、適量施肥。春、秋季分別施氮磷復合肥1 kg/株。四是噴施板栗增產靈和加強病蟲害防治。
4參考文獻
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關鍵詞 枳;基質;種子催芽;出苗率;苗木密度;生長量
中圖分類號 S792 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)17-0176-01
枳(Hovenia acerba Lindl.)又名拐棗、雞爪梨、長壽果等,為鼠李科落葉喬木。枳的果序軸可食用,富含果糖、蔗糖、葡萄糖和多種微量元素,營養價值高。果實、種子、樹皮、枝葉、根均可入藥,具有清熱、益氣、止煩渴、潤五臟、舒筋絡等功效,并有抗癌等功效。枳木材的材質堅硬、紋理美觀、香氣宜人,為高級家具用材。此外,枳樹體優美、果形獨特,枝繁葉茂,生長速度快,適應能力強,分布廣泛,也是優良的園林觀賞樹種和造林綠化樹種之一[1-3]。目前,國內在枳的開發利用、種苗繁育技術研究方面已有相關報道[3-11],但未見采用粗河沙、爐渣土、農田土進行不同基質種子催芽出苗率對比和一年生播種苗芽苗移栽最適密度的試驗報道。為此,于2012―2013年期間,進行了枳不同基質種子催芽和一年生播種苗芽苗移栽密度試驗。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗地位于福建三明林業學校花木中心實訓基地,東經117°27′25″、北緯26°9′30″;圃地交通方便,地勢平坦、開闊;水源充足,排灌條件較好;前茬為農作物,病蟲害少;土壤酸堿性呈中性,為輕壤土,土質疏松、肥沃,透水、通氣性好,適宜苗木培育。
1.2 試驗設計
1.2.1 不同基質種子催芽試驗。試驗設3個處理,分別采用粗河沙、爐渣土、農田土進行不同基質種子催芽出苗率對比試驗,每個處理為100粒種子,隨機重復3次。
1.2.2 芽苗不同密度移栽試驗。采用粗河沙催芽,于出苗盛期將芽苗按不同株行距的密度分區(分畦)在苗床上移栽,3種密度處理株行距分別為5 cm×5 cm、10 cm×10 cm、10 cm×15 cm,面積分別為123、131、118 m2。
1.3 試驗方法
于2012年11月上旬,在寧化縣林業局長興林果場采摘枳成熟種子,采回后晾曬3~5 d,搓去外種殼,去雜凈種后在陰涼通風處攤晾1~2 d,用布袋小包分裝置于木箱中貯藏待播,種子平均千粒重28.2 g。于2013年2月29日,根據試驗設計分別采用不同基質進行種子催芽,種子播后在苗床上搭建塑料小拱棚保溫保濕,以促進種子萌發。根據不同基質種子催芽試驗結果采用粗河沙催芽,于4月1―15日出苗盛期,根據試驗設計將芽苗按不同株行距的密度分區(分畦)在苗床上用竹簽打孔移栽,移栽后及時灑定根水,并在苗床上蓋1層谷皮保溫保濕、防草,采用露天全光育苗。幼苗移栽后及時拔草,幼苗長出2片真葉時進行第1次追肥,用復合肥按0.2%~0.3%的濃度灌根,之后分別于5月中旬、6月上旬、7月上旬、8月下旬用復合肥按0.3%~0.5%的濃度灌根;雨季及時防澇,夏秋季節防旱保墑,中耕除草等;8―9月,及時做好食葉害蟲防治等[12-16]。
1.4 調查內容與方法
于4月30日出苗結束后,對不同基質的種子催芽出苗率進行調查。芽苗不同密度移栽試驗的生長量于2013年11月中旬按照福建省地方標準《DB35/T517―2004主要造林樹種苗木質量》[17]的檢測方法,設置0.5 m×0.5 m樣方進行抽樣調查,每個密度試驗處理設置樣方9個,對每個樣方內的苗木全部實測地徑和高度,并結合樣方調查,以樣方的苗木平均地徑、平均高為標準,在每個樣方內選取標準株3株(誤差±5%),測定主根長度、≥5 cm長Ⅰ級側根數量。試驗數據用dpsv7.55版軟件進行統計分析。
2 結果與分析
2.1 不同基質催芽對枳種子出苗率的影響
2.2 芽苗不同移栽密度對枳一年生播種苗生長量的影響
3 結論與討論
試驗結果表明,以粗河沙、爐渣土催芽的出苗率均較高,分別達78.7%和77.0%,農田土催芽的出苗率最低,僅為53.7%。主要是因為粗河沙、爐渣土透水透氣性較好,有利于種子萌發。枳播種芽苗移栽不同密度對一年苗的生長量影響極為顯著。試驗以株行距10 cm×10 cm密度的生長量最大,平均苗高為129.8 cm,平均地徑為1.10 cm,平均主根長度為36.1 cm,≥5 cm長Ⅰ級側根平均條數為19.8條。雖然株行距5 cm×5 cm密度的平均苗高也較高,但平均地徑、平均主根長度、≥5 cm長Ⅰ級側根平均條數均最低。最適密度有利于形成苗木生長的最佳小環境,提高苗木生長量。而苗木密度小,低于最適密度,則相應的生長指標反而降低,主要是因為苗木密度小,幼苗期苗木空間較大,雜草易滋生,與幼苗爭水爭肥等,苗木生長環境的空氣濕度也降低,土壤易干燥板結,不利于苗木的早期生長,也影響了苗木的后期生長。
4 參考文獻
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【關鍵詞】 石油 生物脫硫 節能降耗 技術研究
1 前言
隨著最近幾年來我國經濟的快速發展,社會對石油的需求越來越多,這在很大程度上帶動了我國石油化工業的發展。石油產品中存在部分硫化物,這部分雜質不僅會嚴重影響石油的品質,還可能對煉廠設備產生嚴重的腐蝕作用。所以,人們對石油煉制程序中的脫硫問題十分重視,目前已經成為石油行業的重要攻關課題。本文通過對生物催化石油脫硫技術的主要特點、降解原理和基本研究現狀進行了分析,對石油生物脫硫技術進行了研究。
2 石油脫硫技術的研究
2.1 石油中硫的存在形式
世界上可開發的含硫較低的原油逐漸減少,因此石油企業不得不提高對石油脫硫技術的研究。石油中的含硫化合物的分析研究也越來越多。目前已知的主要石油含硫化合物包括四種。而石油硫醇中的碳含量較低,一般不會超過8個,因此加工過程中只要保證溫度高于200℃就可以去除。而硫醚主要分布在沸點200℃以上的燃料油和柴油中。在較重的餾分中,芳基硫醚的含量比較少。高含硫原油中,苯并和二苯并噻吩硫化合物的含量最高,另一個比較常見的衍生物是2-甲基苯并噻吩。傳統的加氫脫硫技術無法很好的去除苯并噻吩類的硫化合物。
2.2 生物催化脫硫技術
生物催化脫硫技術(BDS)是一項以生物工程技術為基礎的新型技術,該技術主要通過生物生物體內的各種催化酶對石油中的含硫組份形成氧化和催化作用,進而使其轉換為水溶性化合物,然后就可以經過油水分離實現脫硫的目的。
自然條件下,石油企業廢水和焦油污染土壤中的部分硫會出現生物降解,這主要是由自然界中的細菌造成的,例如硫化亞鐵硫桿菌,它能夠對無機硫進行降解,提取硫化合物降解時的能力進行自身的新陳代謝。但是,自然界這種細菌較少,大部分需要人工的培養。人工培養過程中通過改變細菌生存的環境,例如pH值、金屬離子類型、溫度和培養基濃度等,促使細菌的性質和酶活性出現變化,這樣就能夠導致細菌出現變異體。細菌經過了一定的變異,能夠具有超強的脫硫能力。
2.3 生物催化脫硫技術的基本原理
生物脫硫技術是指在化學反應中,通過細菌酶的催化反應來提取硫。這種方式首先要混合培養能夠對硫化合物中C-S鍵產生分解作用的多種細菌,然后化學誘變,使其能夠選擇性斷裂二苯并噻吩中的C-S鍵,進而提取出硫的培養物。
生物脫硫技術的有效性就是使用二苯并噻吩為模型進行表征的。該模型的脫硫機理主要分為兩種:即基于硫代謝的4-S方式和基于碳代謝的Kodama方式。4-S要求二苯并噻吩中存在的硫要經過4個步驟的氧化過程,并最終以SO2-4的形式除去,分解過程中不會對烴產生降解;而Kodama中的微生物主要代謝二苯并噻吩中的碳化合物,斷開分子中的C-C鏈并脫去3或4個碳,然后形成較小的有機硫化合物,這樣的化合物溶于水,因此能夠從石油中去除,但是會損失部分有機烴。
2.4 石油生物脫硫技術的發展
自從誘變混合細菌培養物,并通過一系列氧化途徑從二苯并噻吩中有選擇的釋放硫群體和玫瑰色紅球菌以來,使用現代化的生物技術改變細菌的生物特性,以產出更高活性、更高穩定性和更低成本的催化劑取得了快速的發展。尤其是重組DNA技術的發展很大程度上簡化了生物催化劑的提純和生產過程。隨著近幾年生物技術的快速發展,使得對有機體的DNA順序進行調整成為可能,例如調整改善和控制生物系統,使其迅速提純并且定性酶,進而有效的辨認和分離此類蛋白酶基因。人們目前已經不再需要使用細菌培養物誘變法生產催化劑,只需要使用核酸探針對生物中制得的DNA中篩選出具有生物催化功能的合適基因,再使用聚合酶反應進行復制和編碼,就能夠得到大量的合適生物催化劑。
2.5 生物脫硫技術的優勢
生物催化脫硫技術與加氫還原脫硫相比,生物催化脫硫具有很多優勢。首先,該工藝能夠在低溫、常壓下進行,因此不需要氫的參與,從而大大節省了制氫的費用和催化設備的費用;另外,生物催化脫硫得到的硫主要以硫酸根離子的形式存在,這種離子具有水溶性,對企業施工的環境保護具有積極意義;第三,生物催化脫硫能夠有效去除噻吩類硫化物,從而保證油品質量符合生產的規定;最后,生物催化脫硫和HDS的催化劑相比,不容易出現重金屬中毒的情況。所以說,生物催化脫硫是一項具有節能環保特性的石油脫硫技術,具有廣闊的發展空間。
3 結語
石油生物脫硫是新世紀綠色化學的重要內容,經濟效益和社會效益顯著,最近幾年來,很多國家都在這一領域展開了研究和探討。美國將建成生物脫硫的工業化裝置,日本也在相關領域的研究方面提供了巨額的投資。生物脫硫技術雖然已經得到了快速的發展,但是和大規模工業作業相比,仍然存在一定的差距。因此,提高生物脫硫技術在實際工程中的穩定性和脫硫活性,是石油脫硫專家面臨的重要問題,這需要更多企業的關注以及更多資金和技術的支持。我國的生物脫硫技術起步較晚,和發達國家相比還有很大的差距。但是,隨著我國經濟的快速發展和研究隊伍的迅速壯大,我國的石油脫硫節能降耗技術的產業化必將實現。
參考文獻
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關鍵詞:橡膠集料混凝土;水膠比;抗壓強度
1.概述
橡膠集料混凝土,又稱為橡膠微粒混凝土或彈性混凝土,是一種把橡膠微粒作為水泥混凝土的組成材料配制而成的特種混凝土。橡膠集料混凝土的橡膠粉主要來源于廢舊橡膠輪胎經機械研磨成的顆粒狀物質,具有重要的環保價值。與瀝青混凝土相比,它具有剛度較大、耐水性好、疲勞壽命長等優點。與普通混凝土相比,它具有重量輕、韌性高、能量吸收多、抗裂性優越、隔音、隔熱、抗震能力強等工程性能。但是,橡膠集料混凝土也有其明顯的缺點,隨著橡膠摻量的增大,混凝土的抗壓、抗折強度明顯降低,最大的降低可達普通混凝土的50%。為確保橡膠集料混凝土的強度,本文采用了降低混凝土水灰比的辦法進行研究。
2.橡膠集料混凝土設計的理論依據:
我國采取的普通混凝土的強度計算公式:
碎石混凝土:
卵石混凝土:
式中:Rn ——混凝土所要求的試配強度(MPa)
Rc——水泥的實際強度(MPa)
C/W——水灰比值
式中 :Rc——水泥的實際強度(MPa)
Rc ——水泥的標號值
Kc——水泥標號的富余系數
系數對每一個水泥廠的每一種水泥都不相同,因此,要求各使用單位可按積累的數據或使用經驗分別決取,并應根據水泥質量的波動情況及時調整。本文所使用的水泥富余系數取1.1。
3.試驗配制
(1)原材料
42.5級普通硅酸鹽水泥,各項性能指標見表1;細骨料為河沙,最大粒徑為5mm,細度模數2.5,表觀密度為2610kg/m3;粗骨料為碎石,最大粒徑為5-15mm,表觀密度為2650kg/m3;FDN減水劑,減水率為15%。橡膠集料平均粒徑為1mm,表觀密度為1100kg/m3;粉煤灰等級為Ⅱ級。
表1 普通硅酸鹽水泥的性能指標
(2)配合比的參數設計
依據上面的理論公式,結合使用的水泥材料,根據設計的強度要求,本文設計了三個系列的水灰比,分別為0.43、0.40、0.35。設計的坍落度為10-30mm,采取的砂率是30%。橡膠的摻量選擇高摻量150kg/m3,低摻量80kg/m3兩個系列。橡膠摻入混凝土的方法采用的等體積取代法,即是保持基準混凝土砂子和石子的比例不變的情況下,用等體積的橡膠取代等體積的粗細骨料。這樣才不會造成混凝土中砂率的失調,從而導致混凝土強度的降低,等體積取代法理論計算公式如下:
式中:Q——橡膠的摻量, S——橡膠替代部分砂子質量, G——橡膠替代部分石子質量, S0——基準混凝土中砂子質量, G0——基準混凝土中石子質量。1100,2610,2650分別是橡膠、砂子、石子的表觀密度。具體的配合比見表2。
表2 試驗混凝土配合比
(3)試驗結果分析
將配制的試件按照養護要求放在養護箱里養護28天,之后將試件取出分別在抗折試驗機和30T液壓式萬能材料試驗機上進行抗壓和抗折實驗研究,通過試驗結果分析,可以看出橡膠的摻入明顯使混凝土的抗壓和抗折強度降低,特別是橡膠達到高摻量150kg/m3時,而破壞的韌性和延性有了明顯的增強。通過降低水灰比,混凝土的強度又得到明顯的提高,可以較大彌補了由于橡膠摻入而導致的普通混凝土的強度降低。試驗結果見表3。
表 3 混凝土試驗結果
4.結論
(1)橡膠集料的摻入明顯降低了混凝土的強度,通過試驗觀察表明,隨著摻量的增加,強度的降低也越加明顯,但是,橡膠的加入也增強了普通混凝土的韌性和破壞的延性,改善了普通混凝土的脆性。
(2)本文對橡膠摻入混凝土中的摻法也進行了研究,提供了較為科學的等體積摻量方法,提供了橡膠摻量的計算公式,可對配制橡膠集料混凝土提供參考依據。
(3)為了彌補橡膠的摻入帶來的強度降低的不利影響,采用不同系列的水灰比試驗,通過降低水灰比來提高橡膠集料混凝土的強度,試驗表明,降低水灰比可以明顯提高橡膠集料混凝土的強度,從而達到工程運用要求。
參考文獻:
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[2] 范國兵,橡膠混凝土的材料特性及其應用技術研究.鄭州大學碩士論文.2007.5
【關鍵詞】 線性調頻 直接數字合成
線性調頻是一種常用的雷達信號。在現代雷達技術中,為了解決作用距離與距離分辨率之間的矛盾,廣泛采用脈沖壓縮技術,其中比較普遍地運用線性調頻脈沖壓縮技術。在雷達發射功率不變的情況下,增加時寬也就是增加發射信號能量,便于截獲和跟蹤目標。增加帶寬能夠得到高分辨率,便于識別和分辨目標。大時寬高占空比的低峰值功率發射信號還有利于降低雷達被敵方干擾機和反輻射導彈截獲的概率。
線性調頻信號產生的方法有無源法和有源法兩種。無源法的缺點是不容易實現發射波形的實時變換和實時控制。早期有源法使用壓控振蕩器產生近似的線性調頻信號,通過對控制電壓進行開環補償改善調頻線性度,但是這樣的壓控振蕩器容易受溫度變化的影響,穩定度、線性度、可靠性等性能都相當差,早已淘汰。
直接數字合成(DDS)器件是一種采用數字方法產生信號的新器件,已經在頻率合成器、鎖相環、擴頻通信等領域得到廣泛應用。其中,用DDS方法也能產生線性調頻(CHIRP)信號。
1 DDS的工作原理
直接數字合成(Direct Digital Synthesis,簡稱DDS)方法產生的線性調頻信號的技術日益受到重視并廣泛應用,DDS是目前技術最先進的實現復雜信號的方式。其原理框圖如圖1所示。
DDS的結構主要包括:相位累加器、正弦查詢表ROM、D/A轉換器和低通濾波器。圖中ROM查詢表存儲的數據為數字化正弦幅度值,一個輸出信號的數字化波形可以通過一個以更高頻率變化的相位增量的累加產生是整個DDS方案設計的指導思想。其工作原理是:在參考時鐘的作用下,相位累加器在每個周期內按照預先設置好的頻率控制字K進行線性累加,以得到相應的相位數據(0~2π);把此數據作為取樣地址,以二進制碼來尋址正弦查詢表ROM表進行相位-幅度變換,輸出不同的幅度編碼;再經過D/A轉換器得到相應的階梯波,實現量化數字信號到模擬信號的轉變;最后經低通濾波器對階梯波進行平滑處理,即可得到由頻率控制字決定的連續變化的輸出正弦波。
DDS輸出信號的頻率與參考信號頻率以及頻率控制字之間的關系為:
(2-1)
其中,為DDS的輸出頻率,為參考時鐘頻率,N為相位累加器長度,K為頻率控制字。
相位連續性是DDS具有的最大優勢,當改變DDS輸出頻率時,是通過改變頻率控制字K實現的,實質上是改變了相位增長率,輸出信號的相位本身是連續的。圖2是DDS頻率變化過渡過程的示意圖,直觀的表明了相位連續的原理,利用這一點,很好的避免了相位信息的丟失和出現離散頻率分量,同時能夠很好的保證當雷達有多普勒頻移時回波信號的每個目標的相位連續性。
2 DDS芯片AD9854介紹
DDS的諸多優點使它得到了非常廣泛的應用。
(1)在數字調制方面,它可以用來實現單頻、FSK、RAMPED FSK、CHIRP、BPSK等調制。(2)在雷達頻率源方面,它可以實現多點、窄步長、高相噪的點頻輸出的頻率源以及線性調頻輸出頻率源。(3)在擴頻通信方面,它可實現CDMA工作方式以及多種規律的跳頻模式。
AD9854采用先進的CMOS工藝,再加上先進的DDS技術和數字技術,使其具有如下優良的性能:(1)最高達300MHZ的工作頻率,輸出頻率范圍0~120MHz。(2)3.3工作電壓,最大耗散功能達4.2W左右。(3)優良的SFDR性能。SFDR是無雜散動態范圍,也就是常說的雜散抑制,其定義是:
SFDR=10lgdBc
AD9854在1MHz內SFDR達80dBc.
3 波形發生器的功能和原理
3.1 波形發生器的功能
產生一路中心頻率為32MHz、正斜率、時寬為16us/8us實時可變、帶寬為4MHz的線性調頻信號。
3.2 波形發生器的原理
外部輸入80MHz的正弦信號,功分后一路倍頻放大后,產生240MHz信號作為AD9854的參考時鐘,另一路作為CPU的輸入時鐘。外部復位信號、8uS/16uS選擇信號、調制脈沖送給CPU作控制信號。當CPU工作異常時,自復位電路對CPU進行復位。CPU通過高6位地址線和8位數據線對AD9854的寄存器進行置數。
(1)起始頻率寫入FTW1(04H~09H),04H為高位字節,09H為低位字節;
(2)頻率/時間斜率(在每個頻率駐留的時間)寫入RRC(1AH~1CH),1AH為高位字節,1CH為低位字節;
在每個頻率駐留的時間=(N+1)×(系統時鐘周期),N的取值為1~(220-1),為了使在每個頻率駐留的時間盡量短,必須減小N值和提高系統時鐘頻率。
取N=1,則地址1AH~1CH內對應數據00H、00H、01H。
。
(3)頻率步進寫入DFW(10H~15H),10H為高位字節,15H為低位字節,最高位為1時,線性調頻為負斜率,最高為為0時,線性調頻為正斜率;
在時寬為8μs時,掃頻頻率點數
,
在時寬為16s時,掃頻頻率點數
,
外部觸發信號和8uS/16uS選擇信號輸入到CPLD和微處理器單元,通過對CPLD芯片的編程,輸出IOUDCLK信號作為AD9854輸出線性調頻的開始和結束的寫入數據脈沖。當輸入8uS/16uS選擇信號低電平時,AD9854輸出線性調頻的時寬是8us,為高電平時,輸出線性調頻的時寬為16us。如圖3所示。同時CPLD輸出ACC2信號和INT信號輸入微處理器單元,讓微處理器單元在不同的狀態下對AD9854寫入不同的數據。
3.3 電路設計
(1)由采樣定理得知DDS的輸出頻率不能大于時鐘頻率的二分之一,為了改善輸出信號頻譜純度、降低D/A轉換特性不理想的影響、降低對D/A后接帶通濾波器的要求,必須盡量提高采樣頻率,因此取DDS的時鐘頻率為240MHz。(2)微處理器單元需要寫入AD9854數據的速度較快,因此不使用普通8031系列單片機(一個指令需要12或24個時鐘周期,時鐘頻率只有12MHz~24MHz),而使用CYGNAL系列單片機(一個指令需要1或2個時鐘周期,時鐘頻率25MHz),完全兼容MCS-51核心。而且電源電壓和IO口電壓3.3V,可以很好地與AD9854接口兼容。(3)數模混和的電路中,由于數字部分干擾源很多,所以模擬部分易受影響。因此要注意把模擬地和數字地分開。一般的方法是用一根線來連接數字地和模擬地,而且只在一處相連,這樣就可以較好地切斷數字部分的干擾源。(4)AD9854的功耗特別大,在這里只是運用了其CHRIP的功能,為降低功耗,在設計時把不用的功能關掉來得到目的。由于AD9854使用3.3V電源,因此不使用普通線型穩壓模塊供電,而使用DC-DC模塊供電,效率比較高。同時CPLD和微處理器單元這里也選用3.3V低電壓版本。
4 結語
利用AD9854設計的線性調頻發生器具有跳頻速度快、頻率分辨率高、體積小、系統工作穩定、使用方便等優點。因此它有很強的實用價值。
參考文獻:
[1]劉光輝,唐小宏;DDS陣列頻率源技術研究[J].電子科技大學學報,2004年04期.
關鍵詞:VPN,管理,管理技術
一、VPN服務及其應用
VPN,即Virtual Private Network,是建立于公共網絡基礎之上的虛擬私有網絡,如利用Internet連接企業總部及其分支。VPN能夠給企業提供和私有網絡一樣的安全性、可靠性和可管理性等,并且能夠將通過公共網絡傳輸的數據加密。利用VPN,企業能夠以較低的成本提供分支機構、出差人員的內網接入服務。
如果訪問企業內部網絡資源,使用者需要接入本地ISP的接入服務提供點,即接入Internet,然后可以連接企業邊界的VPN服務器。如果利用傳統的WAN技術,使用者和企業內網之間需要有一根專線,而這非常不利于外出辦公人員的接入。而利用VPN,出差人員只需要接入本地網絡。論文寫作,管理。如果企業內網的身份認證服務器支持漫游的話,甚至可以不必接入本地ISP,并且使用VPN服務所使用的設備只是在企業內部網絡邊界的VPN服務器。
二、VPN管理
VPN能夠使企業將其內部網絡管理功能從企業網絡無縫延伸到公共網絡,甚至可以是企業客戶。這其中涉及到企業網絡的網絡管理任務,可以在組建網絡的初期交給運營商去完成,但企業自身還要完成許多網絡管理的任務。所以,一個功能完整的VPN管理系統是必需的。
通過VPN管理系統,可以實現以下目的:
1、降低成本:保證VPN可管理的同時不會過多增加操作和維護成本。
2、可擴展性:VPN管理需要對日益增加的企業客戶作出快速的反應,包括網絡軟件和硬件的平滑升級、安全策略維護、網絡質量保證QOS等。論文寫作,管理。
3、減少風險:從傳統的WAN網絡擴展到公共網絡,VPN面臨著安全與監控的風險。網絡管理要求做到允許公司分部、客戶通過VPN訪問企業內網的同時,還要確保企業資源的完整性。
4、可靠性:VPN構建于公共網絡之上,其可控性降低,所有必須采取VPN管理提高其可靠性 。
三、VPN管理技術
1、第二層通道協議
第二層通道協議主要有兩種,PPTP和L2TP,其中L2TP協議將密鑰進行加密,其可靠性更強。
L2TP提高了VPN的管理性,表現在以下方面:
(1)安全的身份驗證
L2TP可以對隧道終點進行驗證。不使用明文的驗證,而是使用類似PPPCHAP的驗證方式。論文寫作,管理。
(2)內部地址分配
用戶接入VPN服務器后,可以獲取到企業內部網絡的地址,從而方便的加入企業內網,訪問網絡資源。地址的獲取可以使用動態分配的管理方法,由于獲取的是企業內部的私有地址,方便了地址管理并增加安全性。論文寫作,管理。
(3)網絡計費
L2TP能夠進行用戶接口處的數據流量統計,方便計費。
(4)統一網絡管理
L2TP協議已成為標準的協議,相關的MIB也已制定完成,可以采用統一SNMP管理方案進行網絡維護和管理。
2、IKE協議
IKE協議,即Internet Key Exchange,用于通信雙方協商和交換密鑰。IKE的特點是利用安全算法,不直接在網絡上傳輸密鑰,而是通過幾次數據的交換,利用數學算法計算出公共的密鑰。數據在網絡中被截取也不能計算出密鑰。使用的算法是Diffie Hellman,逆向分析出密鑰幾乎是不可能的。
在身份驗證方面,IKE提供了公鑰加密驗證、數字簽名、共享驗證字方法。并可以利用企業或獨立CA頒發證書實現身份認證。
IKE解決了在不安全的網絡中安全可靠地建立或更新共享密鑰的問題,是一種通用的協議,不僅能夠為Ipsec進行安全協商,還可以可以為OSPFv2 、RIPv2、SNMPv3等要求安全保密的協議協商安全參數。
3、配置管理
可以使VPN服務器支持MIB,利用SNMP的遠程配置和查詢功能對VPN網絡進行安全的管理。
(1)WEB方式的管理
利用瀏覽器訪問VPN服務器,利用服務器上設置的賬戶登錄,然后將Applet下載到瀏覽器上,就可以對服務器進行配置。論文寫作,管理。用戶登錄后,服務器會只授權登錄的IP地址和登錄客戶權限,從而避免偽造的IP地址和客戶操作。而且利用這種方式,還解決了普通SNMP協議只有查詢沒有配置功能的缺點。
(2)分級統一管理
如果企業網絡規模擴大,可以對VPN服務器進行統一配置管理,三級網絡中心負責數據的收集與統計,然后向上層匯總。收集的數據包括VPN用戶數量、VPN用戶的數據流量等。通過分級管理,一級網絡中心就能夠獲取全部VPN用戶的數量、流量并進行統計,分析出各地情況,從而使用合適的方案。
4、IPSec策略
IPSec是一組協議的總稱,IPsec被設計用來提供入口對入口通信安全分組通信的安全性由單個結點提供給多臺機器或者是局域網,也可以提供端到端通信安全,由作為端點的計算機完成安全操作。上述兩種模式都可以用來構VPN,這是IPsec最主要的用途。
IPSec策略包括一系列規則和過濾器,以便提供不同程度的安全級別。論文寫作,管理。在IPSec策略的實現中,有多種預置策略供用戶選擇,用戶也可以根據企業安全需求自行創建策略。IPSec策略的實施有兩種基本的方法,一是在本地計算機上指定策略,二是使用組策略對象,由其來實施策略。并且利用多種認證方式提升VPN的安全管理性。
利用上述VPN管理技術,可以大大提高企業網絡資源的安全性、完整性,并能夠實現資源的分布式服務。以后還將結合更多的技術,實現VPN網絡靈活的使用和安全方便的管理。其使用的領域也會越來越廣泛。
參考文獻:
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[3]潘愛民.計算機網絡(第四版)[M].清華大學出版社2004.8
關鍵詞:井下視像 視頻采集 制式分解 數字視頻
井下視像系統在套管井中,可以用來監測套管的錯位、腐蝕、破裂、變形、斷裂、射孔等狀況;在裸眼井中,可用于孔洞地層結構、巖層裂縫等的識別。此外,還可用于監測油管或套管內壁的結垢情況;探明井下落物的位置與形狀;檢測射孔后套管的情況;了解射孔層位產液狀況等。總之,井下視像技術能夠直觀、及時地發現井下所出現的問題,以積極、有針對性地采取彌補措施,這對于提高產量以及保證生產的順利進行具有重要的意義。此外,它具有結構簡單、體積小、圖像直觀實時可視、數字圖像傳輸速率快、價格相對低廉等優勢。從這個角度來說,井下視像技術將會有良好的應用前景。
一、視頻采集與制式分解技術
1.視頻采集
作為采集圖像的裝置,攝像頭將收集到的視頻信號轉化為電信號,以便于進行信號處理。根據組成元件的差異,可將攝像頭分為CCD攝像頭和CMOS攝像頭。CCD攝像頭(Charge Coupled Device,電荷藕合器)是一種新型半導體集成光電器件,從20世紀70年代初發展起來,于1970年由美國貝爾實驗室首先提出的。在經歷了一段時間的研究開發之后,建立了一套基于一維勢阱的非穩態CCD理論。近年來,CCD攝像頭在視頻采集領域得以廣泛應用。CMOS攝像頭是一種新興的感光設備,其工作原理與CCD相同,不過偶爾會出現一些色偏,因此其成像的清晰度不如CCD。但這樣的成像質量對于一般的應用來說完全可以接受。
當前攝像頭有很多型號,要根據具體的應用情況來挑選。一般說來,對攝像頭的基本要求包括較好的光源與系統性能匹配的圖像分辨率,盡可能廣的視角、盡可能小的直徑。
2.制式分解
制式分解是指將模擬視頻信號轉換成數字YUV信號,包括數字化視頻信號和轉換信號格式。
數字化視頻信號。數字視頻信號的傳輸,首先需要解決的問題是將視頻信號數字化。這包括兩個方面:亮度電平值的離散和數字化,以及空間位置的離散和數字化。需要對視頻信號進行抽樣、量化和編碼。(1)抽樣、量化信號。二維平面圖像看可表示為f(x,y,t),該函數在時間和空間上都是連續的,其所包含的信息是無窮的,且所占帶寬是無限的。因此需要對其加于限制,抽樣和量化是可采取的有效方法。(2)數字編碼。視頻信號是一種有灰度層次的圖像信號,對視頻信號進行數字編碼的原理是:在保證一定質量的前提下(按主觀評價得分或信噪比要求),以最少比特數表達視頻圖像。對標量量化來說,通常先對視頻信號進行線性PCM編碼,其信噪比與量化比特數的關系為:每像素的編碼比特數每減少或增加1,信噪比大約減少或增加6dB。
轉換信號格式。圖像的RGB空間表示,是指將視頻描述成一組連續的畫面,并將每個畫面看成二維像素陣列,而每一像素的彩色表示由三個分量構成:R(紅),G(綠),B(藍)。但大多數壓縮算法是在另一個彩色空間,對PAL制式來說,是在YUV空間中進行壓縮處理。在YUV空間里,每一彩色像素包含另外三個分量: Y(亮度分量),U、V(兩個色差分量)。可通過兩個空間之間的聯系進行空間轉換。兩個彩色空間的轉換是以人類視覺系統的特性為基礎的:在RGB空間中,R、G、B三個信號中的其中一個有變化,則總的圖像色彩就會產生變化,肉眼能輕易識別這種變化;但肉眼對Y,U,V三個信號變化的反應是不同的,其中亮度分量的變化比較敏感,而對色差分量的變化不是很敏感,由此可以較多的考慮亮度信號,而采用一些處理方法以提高色差信號的壓縮比。
二、視頻的壓縮與傳輸技術
1.數字視頻壓縮
由于數據量的龐大,且受存儲空間與信道帶寬的制約,數字圖像和視頻在實際應用存在很大的困難,數據壓縮就變得十分必要,并出現了各種壓縮算法和以ITU-T的H.261/263、ISO的JPEG和MPBG-1/2等為代表的國際壓縮標準。這些壓縮算法主要采用的是通過塊運動估計/補償技術進行時間冗余的消除,基于塊的離散余弦變換進行空間冗余的消除,最后經過變長編碼消除統計冗余,它們在實際中都得到了廣泛的應用。
一般來說,圖像壓縮技術分為有損圖像壓縮技術和無損圖像壓縮技術兩大類,其中后者的普遍缺陷是壓縮比過小,如位平面編碼、變長編碼、無損預測編碼(DPCM)等,因此其應用領域有很大的局限。當前應用較廣泛的有損圖像壓縮算法主要有兩種:一種是傳統的有損圖像壓縮技術,以離散余弦變換(DCT,Discrete Cosine Transformation)為代表。由于其原理存在明顯的缺陷,使得離散余弦變換在大壓縮比的情況下,易出現“方塊”效應。此外,由于DCT變換必須存儲三角函數,且在運算過程中會有舍入誤差,就極大地影響了解壓精度。當今流行的另外一種有損圖像壓縮技術是分形壓縮,此種壓縮算法是基于分形幾何中的自相似原理來實現圖像的有損壓縮,其壓縮效果較為理想。但是,由于分形壓縮算法的壓縮編碼速度太慢,且隨著被壓縮圖像的增大,運算復雜度過高,運算量增長過快,因此阻礙了分形壓縮編碼技術進入實用階段。而小波或子帶變換分解以其能量能集中在一些系數上、去象素間的相關性、多率/多尺度的結構和允許應用匹配每個頻帶的統計性以及人的視覺特征的有效編碼方法,成為強有力的圖像編碼工具。數據壓縮的基本目的是減少傳輸的碼流位率與存貯空間,并保持可靠的圖像的質量或信任度。基于此,矢量量化也是常見且有效的壓縮編碼方法之一,它能把分解的信號轉換成可利用帶外和帶內相關性和高維矢量空間分維靈活性的位率。
2.視頻傳輸
依據所傳輸的視頻信號的類型,視頻傳輸可分為數字傳輸和模擬傳輸。其中,數字傳輸使用了最新的信道編碼和信源編碼技術,提高了頻譜/功率的綜合利用率,且抗干擾能力強;可以大幅提高視頻圖像質量,易進入寬帶綜合業務數字網,適合于多媒體通信網絡。
在進行傳輸之前,數字信號必須經過信道編碼和調制。信道編碼是指將冗余度引入到信源的二進制序列中引,以克服非理想信道引起的噪聲干擾和失真損壞發送信號,有利于接收機對荷載信息的序列進行正確的解碼。此后,要通過信道向接收機發送經過信道編碼后的序列,需要選用適應信道特性的發送信號形式。作為數字傳輸的常用系統,載波數字傳輸系統的基本思想是選擇一組有限離散的波形來代表多進制或二進制數字信息,這些波形需能夠適合于在實際信道中傳輸。在傳輸系統的接收端,有一個數字解碼器,其作用是處理經過信道傳輸被劣化了的信號,并判決每個信號,還原成單一數值,該數值表示所發送數字符合的估計值,解調器將產生的判決輸出到解碼器,解碼器根據接收數據中所包含的冗余度和信道編碼器所使用的編碼規則去恢復原始的信息序列。
三、結論
隨著油氣田的開發,地層測試技術對提高采收率有十分重要的意義。而井下視像技術具有色彩豐富、清晰精確、直觀可視等特點,在石油領域具有廣闊的應用空間與前景,在測井技術中也會越來越明顯的作用。當然任何一項新技術新方法的應用和推廣都需要一個相對長時間的實踐過程,這需要我們在理論研究和實踐探索中不斷探索和完善這項技術。
參考文獻
近年來,隨著互聯網信息爆炸式增長和社會對海量信息處理需求的增加,使以往IT計算模式不能滿足當前各種計算的需求,促使誕生新一代計算模式———云計算。計算模式經歷了網格計算、并行計算、效用計算等階段,云計算作為一種新興計算模式,雖然提出和應用時間不長,但由于其具有巨大優勢,因而受到各類企業、科研機構、政府機關廣泛關注,具有廣闊前景。實際上,許多公司和科研機構在多年以前就已開始云計算相關研究和規劃,為新一輪競爭作準備。2007年,Google、IBM等公司便與美國高校發起云計算計劃,并取得初步成功。當前,Google、微軟、Amazon等都推出各自“云計算”計劃;國內華為等也正在進行云計算方面相關研究,世界各大高校和科研院所也對云計算開展了深入研究。
1云計算
1.1云計算定義
自云計算概念提出來,其內涵不斷豐富,但研究者們對云計算始終沒有統一定義。美國加州大學伯克利分校的云計算白皮書[1]認為,云計算既是互聯網上以服務形式提供的各類應用,也是數據中心為這些服務提供支持的軟硬件資源。美國國家標準與技術研究院對云計算的定義為[2]:云計算是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用、便捷、按需網絡訪問,進入可配置計算資源共享池(包括網絡、服務器、存儲、應用、服務等資源),這些資源能夠被快速提供,且對云計算平臺只需投入很少管理工作或與服務供應商進行很少交互[2]。從以上定義可看出,云計算主要涉及兩個概念:按需服務和計算資源池。按需服務符合效用計算概念;計算資源池則涉及虛擬化技術[3]。云計算從網格計算、效用計算發展而來。網格計算是分布式計算的一種,由一群松散耦合的計算機組成一個虛擬超級計算機,用來執行大型任務;效用計算是一種IT資源打包和計費方式,如按照計算、存儲分別計算費用,就像人們日常生活中支付水電費一樣。云計算汲取網格計算、效用計算的優點,依賴于虛擬化計算,存儲資源池以按需付費的商業模式運行。
1.2云計算優勢
(1)優化產業布局[4]。云計算使企業管理模式發生徹底變化,由用戶自給自足模式轉向由云計算運營商為用戶提供服務模式。以往,中小型企業為降低IT成本和維護IT基礎設施,將數據中心建在距離自身很近的地方,受諸多限制,因此數據中心規模不會很大;現在,IT公司利用云計算架構,通過靈活選址,使數據中心地理分布更加合理。(2)降低用戶成本。云計算用戶所有服務都是由云平臺提供,因此用戶不必高價購買高配置硬件設備。用戶只需一個瘦終端,如只需一臺普通筆記本或一部智能手機,就能通過因特網訪問云中豐富的軟硬件資源。(3)降低企業成本。企業不再需要購買昂貴服務器等硬件資源,租用云計算資源即可完成業務。從軟硬件維護角度來看,由于各種應用都運行在云中,企業不需要更新應用,也無需維護硬件,只需租用即可,節約IT硬件購置、維護成本。(4)提高資源利用率[5]。云計算運營商采用云計算方式為各領域提供IT服務。如GoogleAppEngine平臺對上萬種Web服務托管,這些Web服務共享該云平臺提供的資源,如果使用云計算,許多企業可共享云計算機軟硬件資源,資源利用率得到顯著提升。(5)提高性能體驗[6]。當用戶使用云計算服務時,可以充分享用云中的軟硬件資源,不再受限于本地計算機。利用云計算提供的強大計算能力,用戶可盡快解決本地計算機無法解決的問題,從而獲得更高性能體驗。(6)提供“無限”資源。云計算存儲容量至少都上百PB,而用戶PC機一般只有幾百個G,兩者相差數百倍。云計算存儲容量巨大,且云計算將軟硬件資源整合后提供給用戶“透明”使用,其性能已經遠遠超過一臺甚至多臺巨型計算機,因此對用戶而言,云計算資源具有無限性。
2國內外研究現狀
2.1國外研究現狀
2.1.1AmazonEC2Amazon是較早提出云計算概念的公司之一。Ama-zonEC2全稱AmazonElasticCloudComputing,中文名稱為亞馬遜彈性云計算[7]。其是Amazon公司為網絡用戶提供Web服務。該服務主要是Amazon公司為用戶提供3類虛擬機資源:小型虛擬機、中型虛擬機和大型虛擬機,并為這3類虛擬機制定收費標準,用戶可根據實際情況,任選租用類型。2.1.2GoogleAppEngineGoogleAppEngine是在Google公司的基礎架構上運行網絡應用程序[8]。使用該程序,應用開發者只需上傳應用,就可為用戶提供服務。其目的是為程序開發者提供開發簡單、部署方便的Web應用管理和運行平臺。程序開發者只需專注程序開發即可,無需關心云計算硬件基礎設施。當前,應用開發者可以使用Python語言、Java語言、Go語言和PHP語言編寫應用程序。2.1.3WindowsAzure平臺WindowsAzure平臺是微軟開發的基于云計算的操作系統,現已更名為“MicrosoftAzure”[9]。利用該平臺,開發者所開發的系統可在云服務器、云數據中心、Web和PC機上運行,以便用戶可通過該平臺訪問這些應用程序。WindowsAzure可實現異地多點備份功能,提供Windows和Linux虛擬機,支持PHP、Python、Node.js等大量開源工具,具有存儲性能優越、擴展性和穩定性高等特點。2.1.4IBM“藍云”計劃IBM推出“藍云”計劃,該計劃使計算不局限于本地計算機或遠程服務器集群,通過構建分布式、可全球訪問資源結構,使數據中心在類似Internet環境下運行計算[10]。IBM的“藍云”由以下部分組成:基于X86架構的刀片服務器集群、IBMWebSphere應用服務器、IBMDB2數據庫、IBM監控軟件、IBM部署管理軟件、虛擬化軟件及信息處理軟件等。
2.2國內研究現狀
2.2.1“和信”虛擬終端管理系統在國內,和信公司于2008年率先提出“虛擬終端管理”的概念,并于同年10月推出“和信虛擬終端管理系統VEsystem”。該管理系統的優點是其終端對底層硬件資源的使用不再依賴CPU虛擬化技術和GPU虛擬化技術,而是在I/O層實現對物理存儲介質重定向,從而使得虛擬化OS完全工作在硬件上。當終端需要更新軟件時,僅需在任意一臺終端上操作即可自動完成同步,且斷網或硬盤出現故障時,終端也能繼續運行。該管理系統具有良好兼容性,能兼容異構計算機,并且能創建多平臺系統,滿足用戶多樣化需求[11]。2.2.2華為FusionCloudFusionCloud能幫助用戶實現彈性自動基礎設施及按需服務模式[12]。FusionCloud包括兩個解決方案:數據中心虛擬化解決方案和桌面云解決方案。數據中心虛擬化解決方案是數據中心以FusionSphere為基礎進行虛擬化,通過軟件整合和抽象數據中心全部IT資源構建虛擬化資源池,實現數據中心集中管理和統一調度;桌面云解決方案是通過在FusionSphere上部署華為桌面云軟件Fusion-Access,使用戶通過瘦終端訪問云平臺應用及客戶虛擬化桌面。
3云計算關鍵技術
3.1虛擬化技術
在IT領域,虛擬化技術用于對計算機物理資源進行抽象。其可使多個操作系統在計算機上同時運行,每個操作系統及應用構成一個虛擬機,所有虛擬機共享計算機(物理主機)硬件資源。由于云計算將數據中心IT資源虛擬化成虛擬資源池,因此虛擬化技術被廣泛用于云計算。
3.2數據存儲和管理技術
云計算采用大量分布的存儲單元存儲海量數據。通過虛擬化技術、冗余存儲等方式保證數據的低成本、高性能及高可用性。當前,采用數據存儲技術的系統主要有Google的Google文件系統、Hadoop團隊所開發的Ha-doop分布式文件系統。
3.3Web服務與SOA
云計算服務分為數據密集型服務和Web服務兩類[13]。SOA是面向服務體系架構,該架構將應用程序不同功能單元(服務)通過這些服務間定義的接口聯系起來。對云計算Web服務而言,使用SOA架構,可將SOA擴展到企業防火墻以外并延伸到云計算提供商,以獲得SOA監控、范圍延伸等優勢。
3.4并行編程模型
Web2.0的誕生使互聯網信息呈幾何式增長,如搜索引擎、在線處理等系統處理的網絡數據規模越來越大。因此,云計算提供編程模型應該簡單化,以便編程人員能充分利用云計算提供資源。Map/Reduce編程模型是一個具有良好性能的并行處理模型。當前,Google公司使用Map/Reduce編程模型發揮Google文件系統集群性能。
4云計算面臨的挑戰
(1)信任及安全。包含用戶敏感信息的應用系統部署在公有云上,存在安全隱患。在企業私有云中,企業各部門信息安全,特別是企業財務數據、客戶資料等要妥善保存,防止泄露。(2)標準化。目前,各大云計算廠商在發展云計算時都制定了各自標準,整個行業沒有形成統一標準。不同廠商云計算系統間缺乏互操作性,用戶如果從一個云計算系統遷移到另一個系統會非常困難。(3)服務質量保證。亞馬遜和Google的云服務都曾經出現服務中斷情況[14]。因此,如何保證云數據中心軟硬件能正常運行,為用戶提供可靠服務面臨著巨大挑戰。(4)新壟斷問題。互聯網剛打破IT巨頭壟斷局面,若云計算具有巨大優勢,并取得成功后,未來互聯網則可能重新被IT巨頭所壟斷。
5結語
關鍵詞:三網融合;IPTV;交互式;網絡電視
中圖分類號:TP37文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 06-0000-01
On the IPTV Technology
Chen Yuyu
(Information Science and Technology,Hainan Normal University,Haikou571127,China)
Abstract:IPTV triple play in the countries for the birth of the context.Triple play or broadcast television networks,the Internet and telecom network integration,triple play and IPTV is a manifestation of the most specific.It integrates television,Internet and telecommunications business of the respective advantages for the user to create a new function of experience.Internet TV technology of the future development of a trend.This paper discusses the principle of IPTV technology,and development status and future applications.
Keywords:Triple play;IPTV;Interactive;Network TV
隨著國家信息通信技術和IP技術的不斷進步,加上國家大力推進信息化建設的戰略,使得互連網和寬帶通信網得到了極大的發展。三網融合成了未來的一個趨勢,而在這個過程中出現的網絡電視(或稱IPTV)是三網融合的產物之一。
IPTV在國內也稱之為交互式網絡電視,是一種基于互聯網的新技術。IPTV的主要特點體現為個性化、交互式一種新的媒體技術。它經過電信網絡通道,利用以太網或者ADSL或者電視網絡接入到寬帶網,并經由IP協議來輸送電視信號。它的主要終端是家用電腦或者電視機。IPTV可以為用戶提供許多數字式多媒體服務,而電視節目只是眾多服務中最基本的一項。它的關鍵技術在于使用帶機頂盒的電視機或者電腦來接收信號,并將信號還原成原始的數據以供電腦中的播放軟件或者電視機播放。
一、IPTV的原理
IPTV涉及的技術眾多,其中囊括了流媒體技術、機頂盒技術以及寬帶網接入技術等。它可以使音頻視頻節目或信號,以IP包的方式,在不同物理網絡中被安全、有效且無失真地傳送給不同用戶。
(一)流媒體技術。流媒體技術是采用流式傳輸方式在IP網上播放音視頻等多媒體信息的技術。它與單純的信息下載方式相比,具有延時短,緩存容量需求低等特點。數字視頻流在完成編碼壓縮以后,可以通過不同的網絡傳輸協議實現數據的傳輸以及控制。比較常用的有RTP協議和RTSP協議。目前的主要流格式有ISMA和TS兩種格式。它們各有優缺點。ISMA方案適合IP網絡的特點,成本小,但是同步的難度較大。TS正好相反,它的開銷較大,但是同步精度高。IPTV中使用的流媒體服務器承擔著預先編碼壓縮的任務,它需要具有很高的性能要求。
(二)寬帶網接入技術。IPTV主要利用的是寬帶接入技術進行接入,涉及的技術有FTTx、xDSL以及Cable Modem等三種。目前來說,xDSL中最常用的技術是VDSL和ADSL。FTTx是一種光纖到x的技術,例如光纖到戶可以簡寫為FTTH,光纖到大樓簡寫為FTTB。由于光纖的帶寬較寬,所以FTTH技術極其有利于IPTV業務的開展。Cable Modem技術利用有線電視中的同軸電纜來進行數據信息的傳輸,上下行傳輸速率可達48Mbit/s。但是Cable Modem是總線型的接入方式,不同的用戶在同一條電纜上共享帶寬,一旦用戶太多,Cable Modem就很難達到理想的傳輸速率。
(三)IP機頂盒技術。機頂盒STB(Set-top-box)的主要功能是實現將數字信號轉換成模擬你信號。目前根據傳輸網絡有三種不同的數字電視機頂盒。它們分別是STB-C、STB-S以及STB-T。STB-C主要用于有線電視網絡,STB-S用于衛星電視網,STB-T用于地面廣播網。它們各自對應于數字電視的三種不同標準即DVB-C、DVB-S以及DVB-T。基于Internet協議的IPTV的快速發展,給數字電視機頂盒技術帶來了極大的發展動力。因為IP機頂盒既能提供與其他一般的數字電視機頂盒相同的功能,還可以使用成本較低的互聯網以及其他一些基于IP的網絡設施。由于基于的是雙向IP網絡,它還可以為用戶提供一些其他的應用和交互式服務。
二、IPTV發展現狀
中國IPTV發展的道路是曲折坎坷的。2004年中國開始引入了IPTV的概念,這意味著IPTV在中國開始萌芽。2005年市場可謂是風起云涌,各處開始搞試點,IPTV處在博弈階段。接著之后經歷了2006年的曲折和2007年的破冰階段。總的來說,IPTV的技術先行于市場,但是由于國家政策的原因,市場發展卻屢遭不順。在2007年末以及2008年初,國家相繼頒布了《互聯網視聽節目服務管理規定》(56號文件)和《國務院辦公廳轉發發展改革委等部門關于鼓勵數字電視產業發展若干政策的通知》(1號文件),對于IPTV的發展實屬利好消息。同時,隨著各個通信行業的并購重組,互聯網的內容開始電視化,這給PTV的發展帶來了不小的壓力。可以說是機遇與挑戰并存,IPTV的發展方向受到了國家政策、以及產業鏈等多方面的影響。
三、IPTV的發展趨勢
(一)政策方面的趨勢。由于IPTV的發展受制于相關政策,只有政策的改善才會給它的發展帶來空間。在將來,廣電總局還會繼續采用頒發許可證的形式,在視聽節目制作上控制電影和電視的制作以及播放時間。國家將進一步加強IPTV電視臺的監管力度,對播放內容的引進保有控制權。
(二)未來的運營模式及規模。在大陸地區,目前IPTV的發展還處在起始階段,但是未來的發展空間巨大,今后幾年將會快速增長,并且具備廣闊的發展空間。中國的IPTV產業需要一個共同盈利的結構。處于這個產業中的各個機構只有相互協調,相互合作才能創造出一個供應的發展模式。我們相信IPTV的未來發展之路將是一片光明的。
參考文獻:
[1]魏元敏.淺談IPTV技術及應用[N].天津大學報,2006
[2]陳堅志.基于IP網絡IPTV技術的應用研究[J].福建電腦,2009
關鍵詞:軟件測試;黑盒測試;白盒測試
中圖分類號:TP311.52
軟件測試是軟件生產過程中的一個重要環節,是伴隨著軟件的產生而發展的,它并不是不能正常運行的軟件的專利,而是為了發現所有軟件缺陷而執行程序的過程。軟件測試貫穿于軟件開發的到投入使用的各個過程中,不同階段的測試手段各不相同,測試成為軟件產品質量控制和管理的重要手段之一。大量資料表明,軟件測試的工作量占軟件開發總工作量的40%以上,測試成本也占總成本的30%―50%。
1 軟件測試的目標和重要性
1.1 軟件測試的定義
看待軟件測試的角度不同,軟件測試的定義也各不相同。總的說來,軟件測試就是利用測試工具按照預先設定好的方案和流程對產品進行功能和性能測試,甚至根據需要重新編寫測試代碼,對測試過程中可能出現的問題進行分析和評估。它是幫助識別開發完成的計算機軟件的正確度、完全度和質量的軟件過程,是保證軟件質量的重要內容。
1.2 軟件測試的目標
軟件測試的正確定義是“為了發現程序中的錯誤而執行程序的過程”。而測試的目的決定了如何去組織測試。測試的目標是什么?G.Myers曾給出了關于測試的一些規則,這些規則可以看作是軟件測試的目標:
(1)軟件測試并不是為了驗證軟件的正確性,而是為了發現錯誤而執行程序的過程。(2)好的測試方案是盡可能發現目前尚未發現的錯誤的測試方案。(3)成功有效的測試是發現了至今尚未發現的錯誤的測試。從以上規則可以看出,測試是以查找錯誤為中心,和人們通常想象的“測試是為了驗證程序的正確功能”,“成功的測試是沒有發現錯誤的測試”等是完全相反的。所以,近年來,正確軟件測試目標如下:(1)軟件測試并不僅僅是為了查找出軟件的錯誤,而是要通過進一步分析錯誤產生的原因和錯誤的發展趨勢,發現一些可以通過測試避免的開發風險;(2)通過測試能夠幫助測試人員設計出適合該軟件更加有效的測試方法,進一步提高測試效率,縮短測試實踐,降低測試費用;(3)結果完全正確的測試也是有價值的,是軟件質量的一種評價,但并不是測試正確就說明該軟件沒有錯誤,隨著使用的深入,功能的擴充等會逐步暴露出更多的問題,實踐證明,完全沒有錯誤的軟件世間難求。
1.3 軟件測試主要包括
(1)正確性和精確性測試:如果軟件的運行結果不正確和不精確,那么會給用戶帶來很大的麻煩,甚至造成不可估量的損失,因此是保證軟件質量的最重要因素。(2)容錯性測試:容錯性測試是在認可錯誤的情況下進行的測試,是檢查軟件在異常條件運行,是否具有防護性和能否自我恢復。容錯性測試能確保系統不發生無法意料的事故,從而提高軟件的安全性和可靠性。(3)性能與效率測試:用戶都希望軟件的運行速度更高一些,并且占用的資源更少些,性能與效率測試主要是優化軟件的算法,數據結構和代碼組織來提高軟件的性能和效率。(4)易用性測試:易用性測試是測試軟件的易用程度,就像一個常用扳手工具,拿到就能明白怎么去使用,因此易用性測試沒有一個量化的指標,主觀性較強。在平時使用中,當用戶不能正確使用軟件中的某個功能時,大多數人首先會通過各種方式學習、請教,或者向產品支持部門打電話,還有一部分用戶會查閱用戶手冊。通常認為,用戶不通過翻閱用戶手冊就能使用的軟件易用性較好。(5)文檔測試:文檔測試主要檢查文檔的正確性、完備性和可理解性。
1.4 軟件測試的基本原則
(1)盡早并不斷地進行軟件測試;(2)程序員或程序設計機構避免測試自己的軟件;(3)測試前應當設置合理的測試用例,測試用例的設計不僅要有合法的測試數據,也要有非法的測試數據;(4)對程序修改之后要進行回歸測試;(5)妥善保留測試計劃、嚴格按照計劃測試,排除測試的隨意性,全部測試用例、出錯統計和最終分析報告,并對每一個測試結果做全面檢查。
1.5 軟件測試的地位
軟件的開發過程包括需求分析、設計、實現和測試四個階段。軟件測試在軟件生命周期中占重要地位,是軟件交付用戶使用前保證軟件質量的重要手段。在系統之前,從客戶的需求出發,盡早發現問題,修改的成本越低,破壞性也越小。一旦系統投產后發現問題,其危害性被成倍放大,甚至會給雙方造成不可估量的損失。
2 軟件測試方法
按照不同的分類方法,軟件測試可以分為多種類型。
2.1 從是否需要執行被測試軟件的角度分類
靜態測試:是指不需要實際運行軟件,主要對軟件的編程格式、程序邏輯結構等方面進行測試。靜態測試是通過對源程序進行語法檢查,靜態結構分析、代碼質量等方面找出缺陷和可疑之處,例如變量定義和生命周期檢查、模塊接口的正確性、是否允許遞歸、程序邏輯和結構審查等。
動態測試:通常的上機運行軟件而進行的測試,這種方法是使程序有控制地運行,并從多種角度觀察程序的行為,以發現其中的錯誤。在軟件維護階段,當修改軟件后,除了對修改部分的軟件進行常規的測試外,還應對軟件的其他部分進行回歸測試,所謂回歸測試是指全部或部分地重復已做過的測試,它主要檢查軟件的修改是否在軟件的未修改部分引入了新的錯誤。
2.2 從是否針對軟件結構與算法的角度分為
白盒測試,主要是對軟件的邏輯結構進行的測試。白盒測試要求測試人員對程序內部邏輯結構及有關信息來設計和選擇測試用例,對程序的邏輯路徑進行測試,不需測試軟件產品的功能。測試過程是基于覆蓋全部代碼、分支、路徑和條件。白盒測試是指在知道產品內部工作過程,通過設置測試用例來檢測產品內部動作是否按照規格說明書的規定正確進行,檢驗程序是否都能按預定要求正確工作,而不顧它的功能,白盒測試的主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測試等。
黑盒測試:指測試來檢測每個功能是否可以正常使用。執行嚴格的測試,通過對整個軟件或某些軟件功能,但不檢查程序的源代碼還是非常清楚的了解該軟件的源代碼程序具體如何設計。通過輸入測試數據,并通過分析的結果輸出到測試人員了解軟件是如何工作的。在測試中,主要的功能是用來檢查是否正確的程序或缺少的功能,用戶界面是正確的,錯誤的數據結構或外部數據庫訪問錯誤,性能是正確與否,程序是否有初始化和終止錯誤的存在。
2.3 從測試的不同階段分類
單元測試:指的是對每一個工作單元進行測試,了解其運行結果是否符合我們的預期。它對測試人員的要求比較高,要求測試人員對程序代碼比較熟悉;一般由程序員自己編完某個單元后,先自我檢查通過后,再將測試代碼交給測試人員進行審核,如果發現缺陷,原開發者應當及時修正程序,這樣可以盡快的發現程序中存在的錯誤,及時修正以提高程序開發的效率。
集成測試:是在單元測試的基礎上,測試再將所有的軟件單元按照概要設計規格說明的要求組裝成模塊、子系統或系統的過程中各部分工作是否達到或實現相應技術指標及要求的活動。也就是說,在集成測試之前,單元測試已經完成,集成測試中所使用的對象,已經是經過單元測試的軟件單元。
系統測試:是將已經確認的計算機軟件和硬件設備、網絡和設備等元素組合在一起,對已經集成好的系統進行測試,找出所開發的系統與用戶需求不符或矛盾的地方,從而提出更加完善的方案.它的任務是盡可能徹底地檢查出程序中的錯誤,提高軟件系統的可靠性。
驗收測試:也稱為交付測試,完成了功能和系統測試后、產品之前所進行的測試活動,它是技術測試的最后一個階段。
總之,隨著軟件開發和測試技術的不斷發展,測試方法也越來越多樣化,針對性更強;選擇合適的軟件測試方法可以讓我們事半功倍。
參考文獻:
[1]張永梅.軟件測試技術研究[J].測試技術學報,2002,6.
關鍵詞:溫拌瀝青;質量控制;低溫施工
中圖分類號:U44 文獻標識碼:A
1 國內外主要溫拌技術
1.1 瀝青-礦物法(Aspha-MinR)
該方法采用一種合成沸石在瀝青混合料拌合過程中將這種粉末狀材料加入進去,從而在結合料中產生泡沫作用。沸石是網狀硅酸鹽組合,在其結構中有巨大的空間可以容納較大的陽離子,甚至是相對較大的分子和陽離子群,從化學角度講,沸石其實就是一種含有較大量結合水的硅酸鋁礦物(含水量一般在18%以上)。
1.2 溫拌泡沫瀝青混合料(WAM-FoamR)
溫拌泡沫瀝青混合料(WAM-FoamR)主要方法在于將軟質結合料和硬質泡沫結合料在拌和的不同階段加入到混合料中。在第一階段中,將溫度為100~120℃的軟質結合料加入到集料中進行拌和以達到良好的預裹覆效果;在第二階段中,將硬質結合料泡沫化后加入到預裹覆的集料中,使軟質結合料和泡沫化的硬質結合料都起到降低結合料粘度的作用從而實現良好的工作性。要使溫拌瀝青混合料具有良好的路用性能和使用壽命,則需要對軟質和硬質結合料成分進行仔細選擇,這是因為集料的最初裹覆對于阻止水分接觸膠結料與集料的界面從而進入集料是至關重要的。當硬質結合料加入到混合料中時,通過向加熱的硬質結合料注入冷水而產生的快速蒸發會產生大量的水霧,使硬質膠結料與軟質膠結料結合,從而達到所需要的瀝青產品的最終組成和特向。
1.3 有機添加劑法
目前成功應有的化學添加劑有兩類:合成蠟和低分子量酯類化合物,其中Sasobit合成蠟的應用比較廣泛。Sasobit是一種細結晶體,常溫下以薄片或粉末形態存在,其熔點大約為99℃,在超過116℃時,可以完全溶解于瀝青膠結料中,從而產生的大量液體達到使瀝青膠結料粘度降低的效果。當環境溫度低于熔點時,Sasobit在瀝青膠結料中形成的晶格結構有利于提高瀝青膠結料的穩定性,因此在瀝青路面的使用溫度下,摻入Sasobit后瀝青混凝土路面的抗永久變形能力得到增強,同時,在相同的輪載作用下,瀝青混合料的壓實性與使用普通瀝青相比會有一定程度的增加。
Sasobit的使用一般使瀝青混合料的生產溫度降低12℃以上,目前國內外溫拌瀝青混合料中Sasobit的摻量一般為混合料質量的3%,以使瀝青粘度降低到所需標準,并且不應超過4%,以避免過多Sasobit加入后對瀝青膠結料的低溫抗裂性產生不良影響。在使用Sasobit生產溫度瀝青混合料時,一般建議將固體Sasobit與瀝青直接混合,這樣可以提高兩者的混合均勻性,若將Sasobit直接與礦料混合,則會影響其在瀝青中的均勻分布。
2 溫拌瀝青混合料的性能分析
(1)降低瀝青混合料生產和施工溫度約30~50℃,可以節約能耗20%以上,同時瀝青混合料存放溫度降低,較低溫度下的流動性增強,一般使用壓路機靜壓方式即可達到瀝青路面所需的壓實度,減少振動壓路機使用時對橋梁和沿線建筑結構的影響。
(2)減少排放量。溫拌瀝青混合料可以大幅度減少瀝青混合料拌和過程中的氣體排放物種類和排放量,一般拌和溫度每降低10℃,瀝青煙霧和CO2的排放量會隨之減半,由于有效控制了氣體的排放,一般可以節省瀝青拌合樓30%~50%的間接成本,并大大減小有害氣體對施工人員身體健康的危害。
(3)溫拌瀝青混合料一般可以降低最佳瀝青用量,同時由于溫度的降低可以減輕熱拌過程中瀝青的老化,尤其是瀝青中的輕質烴組分不會在瀝青混合料加熱過程中揮發掉,可以使瀝青路面的耐久性提高,延長瀝青路面的使用壽命。
3 施工技術研究
3.1 Evotherm溫拌技術原理
(1)Evotherm工作原理
Evotherm是基于乳化平臺的一種溫拌技術,通過獨特的化學表面活性劑,配置成皂液的形式直接加入拌合缸,與瀝青口石料進行攪拌,在化學表面活性劑和水膜共同作用下改變了瀝青短暫的動力粘度,從而提高了較低溫度下的拌和性能。
(2)Evotherm碾壓溫度范圍
為了得出Evotherm的碾壓溫度范圍,對熱拌瀝青混凝土和溫拌瀝青混凝土在不同溫度情況下分別進行成型試驗,瀝青采用基質瀝青,得出溫拌瀝青混凝土合適的溫度范圍。
3.2 低溫施工試驗路
由于溫拌瀝青混凝土具備獨特的技術特點,可以在較低溫度下實現拌合和碾壓,因此,理論上是可以實現冬季施工,延長施工季節,為了驗證這一設想,在河北省公路局的共同努力下,成功實現了全國第一條溫拌瀝青混凝土低溫施工試驗路,試驗路于11月17日進行攤鋪,此條路為津汕高速黃劃港引線,位于滄州市黃大港,施工單位為滄州路橋,溫拌試驗路全長1km,寬為12m,路面結構為:4cmAC~13+5cmAC~13。
(1)原材料
①集料
集料采用10~15mm、5~10mm、機質砂,填料為礦粉和水泥。
②瀝青
瀝青采用AH-70基質瀝青。
③溫拌添加劑.
溫拌添加劑為美MeadWestvaco提供。
(2)配合比設計
瀝青混合料級配類型為AC-13型,級配如表1所示。
(3)溫拌料拌合與攤鋪
①環境溫度及出料溫度控制
考慮到低溫季節施工,環境溫度為3~7℃,風力4~5級,為了保證混合料出料溫度到場后的溫度在120~125℃,混合料實際生產時瀝青溫度控制為140~145℃,拌合樓現場石料設定溫度140%,混合料的I出料實測溫度在130~135℃之間。
②攤鋪溫度控制
試驗路寬度為12m,采用1臺super2100型攤鋪機進行攤鋪。攤鋪溫度控制在115~120%,攤鋪機的攤鋪速度為3~4m/min,做到均勻、不間斷地攤鋪。
3.3 試驗路檢測
(1)溫度檢測
混合料出料溫度130~135%,攤鋪溫度115~120℃,初壓溫度為100—120%,復壓溫度為80~110℃,終壓溫度為60~80℃,碾壓完成溫度為50~60℃。首先采用paveeool軟件對溫拌瀝青混凝土的溫度降幅進行計算,最后對試驗路實際溫度進行測試。
當環境溫度為環境溫度7℃,風力4級,從結果可以看出,5cm溫拌AC-13中面層8min后溫度從120℃降低到100℃,因此,初壓必須在8min內完成,100%降低到80℃花了10min,從而復壓必須在初壓后10min內完成;終壓結束必須在30min內完成。
當環境溫度為環境溫度3.4℃,風力5級,4cmAC-13上面層4min后溫度從120℃降低到100%,因此,初壓必須在4min內完成;100%降低到80℃花了4min,從而復壓必須在初壓后4min內完成;終壓結束必須在15min內完成。
(2)取樣檢測數據
取樣的實驗數據如表2所示。
結語
溫拌瀝青混合料是一種低排放和低能耗的環保型路面材料,在國外尤其是歐洲地區已經得到了廣泛的應用。我國目前對溫拌瀝青混合料的研究和應用尚處于起步階段,自2005年交通部公路科學研究院等單位在北京鋪筑第一條溫拌瀝青混合料路面后,針對該領域的研究和應用均取得了一定的進展,并鋪筑了多條試驗路以檢驗溫拌瀝青混合料的使用性能。總之,溫拌瀝青混合料與我國節能減排、可持續發展的戰略方針相一致,尤其適合于西部和山區等地區較低環境溫度下瀝青路面的施工,隨著其技術的逐步發展與完善,必將體現出優越的環境效益和經濟效益,因此溫拌瀝青混合料具有廣闊的應用前景。
參考文獻
[1]呂偉民.橡膠瀝青路面技術[M].北京:人民交通出版社,2011.