化学在车辆工程上的应用范文

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随着我国社会主义现代化建设的不断深入，国民生活发生了翻天覆地的变化。近年来，我国人均汽车拥有量急剧增长，汽车的私有化加速方便了人们的出行交通方式，但同时也带来了更为严重的环境问题。节能减排是现代汽车工业发展过程中不可绕开的一个部分，而从车辆本身而言，实现节能减排的方式有许多种，轻量化发展也是其中之一。本文主要基于汽车轻量化和节能减排的角度，介绍了镁合金在车辆结构构件上的应用情况。

一、汽车轻量化与节能减排

汽车车辆的节能减排是目前社会发展中一个重要的社会和环境课题。节能减排主要从“节能”和“减排”两个方便进行，所谓“节能”的关键就是对可再生绿色能源的利用，但新能源汽车技术仍处于研发之中，在普及过程中还有许多关键性的技术需要实现，还有许多难以克服的障碍需要扫清。从“减排”方面的实施，则是对清洁能源的利用以及降低汽车本身的排污。不管从哪一个层面来实现汽车车辆的“节能减排”，受替代能源储存和使用技术水平的限制，为了延长行驶里程、提高车辆动态相应能力，新能源汽车开发正面临着更大的减重压力。

目前，世界范围内对于实现汽车车辆的节能减排的途径主要包含两个方面。其一就是改变汽车内部的驱动能源，尽可能的提升汽车燃油能量的利用率，达到节能的目的，为了达成这一目的，许多发达国家，例如德国、日本都致力于研究节能的汽车驱动方式的研究，并且也取得了一系列的研究成果，例如混合驱动等车型的研发，但受到到动力高效传输技术、能源存储的技术限制，许多研发结果并不能够得到普及性的应用。例如电动汽车，其续航时间是有限的，只能够适用于短途的行驶里程代步，不能够起到内燃式燃料的行驶续航替代工作，在普及应用上存在较大的局限性。其二则是基于保障服役性能的车辆轻量化，如：采用高比性能材料替代传统地比性能材料，在确保车辆动态驾控性能和碰撞安全的前提下，降低车辆重量，降低车辆的制造、使用和回收的能耗和排放。相关研究统计证明，车辆重量与其燃油量存在正相关的数量关系，车辆重量的降低对于降低车辆油耗有着重要的作用。

目前，许多西方发达国家已经着力于对汽车轻量化的批量生产工作上，许多高端汽车品牌都拥有自身轻量化的核心技术，统计研究发现，汽车的轻量化不仅有助于降低车辆的排污量，还能够显著的提高车辆的驾乘动力学性能，更有利于汽车在行驶过程中的灵动性增强，有效提升汽车的稳定性和安全性。

随着汽车技术发展思路更新和节能环保理念深入人心，汽车轻量化已成为全球汽车发展的必由之路。目前公认具有市场竞争优势的汽车轻量化材料主要有：高强度钢、铝合金、镁合金和有机基纤维复合材料等。国产车在轻量化方面投入也越来越大，推动着轻量化技术的不断进步。如长安汽车在镁合金研发的基础上，在2006～2009年期间，除在新车型开发中进行镁合金零部件同步集成开发外，还对镁合金在汽车前端上的应用就行了系统深入的可行性研究。

二、基于汽车轻量化的镁合金应用

汽车轻量化的理念受到汽车制造商的青睐的根本目的在于，能够有效的提升汽车品牌的市场竞争力，能够为汽车制造带来更多的经济效益，并取得用户与企业的双赢局面。因此，许多汽车制造商都将汽车轻量化的目光集中在车辆构件减重的性价比上：一是替代材料的价格，二是替代材料所带来的减重对车辆的性能的改变。

实际上，对于车辆轻量化设计的考量，对于原材料的性能考量只占一部分，更多的是考量材料的可加工性、材料的广泛拥有、易于获取、价格经济合理等综合成本，最最终才能科学地评价一种轻量化材料可能带来的轻量化效果和技术经济特征。目前，汽车制造行业的核心技术优势在于集成技术，材料的工艺程序以及可否进行集成性设计及制造，成为了材料选择的关键所在，也是其核心竞争所在。

合金材料在汽车轻量化的发展中取得了较大的关注。例如镁合金、碳钎维符合材料等、铝合金等材料均被尝试性的应用至汽车结构构件的减重改造中。但相关研究表明，以上几种材料对于汽车轻量化所产生的结构性能改变中，从原材料到可供装配的零部件，不同材料因成形加工特性的差异，工艺成本差异明显；且构件的本体材料性能因工艺不同也与标准试样性能存在显著差异。例如在重量的比较上，CFRP（碳纤维复合材料）比铝合金轻，但其抗拉强度、弹性模量存在一定的波动性，如果碳纤维复合材料中纤维处于平行状态，其弹性模量、抗拉强度均要强于铝合金、镁合金，而如果纤维处于垂直状态，各方面性能将会出现显著下降。而镁合金与铝合金相比，它拥有与碳纤维复合材料质地轻的优势，同时又具有与铝合金类似的稳定性质，但在各方面属性上不及铝合金的性能。

三、镁合金在车辆结构构件上的应用情况

1.镁合金的主要特征

镁合金的主要特点包含以下几个方面：

质量轻：镁在20℃时的密度只有1.739/cm3，比铝、锌、铁的密度分别低36%、73%和78%，镁基合金是目前所有应用的工程材料中质量最轻，也是比强度最高的金属材料。作为轻质合金，镁基合金广泛地应用在一些对重量特别敏感的手提工具、体育器材、交通工具中。

抗震：与当前用途最广的轻金属铝合金相比，镁合金不但轻，而且抵抗振动和降低噪音能力也非常的高。以镁合金AZ91D为例，在35MPa应力水平下AZ91D的衰减系数为25%，而铝合金A380只有1%；在100MPa应力水平下AZ9ID的衰减系数上升为53%，而铝合金A380只达到4%。镁合金是一种非常理想的减振材料。

抗干扰：镁合金还具有很高的屏蔽电磁干扰的性能。此外。镁合金还是非常易于回收的材料。镁合金的熔化潜热比铝合金还要低，熔炼消耗的能量低。显然，镁合金的这些特性非常适合于3C（计算机、通讯器材和消费类电子）产品的需要。镁合金与现代化紧密相连，被冠以“时代金属”和“2l世纪金属”的称号。

良好的耐蚀性：按照ASTM B117盐雾试验标准，腐蚀速率≤0.25mg/emZ/Day；

熔点低：有良好的压铸成型性能，铸件及加工尺寸精度高，可铸造薄壁件以及比铝、铁更复杂的零件；

良好的阻尼性：100%可回收再利用；对环境无污染，被誉为“21世纪的绿色金属结构材料”。

2.镁合金在车辆结构构件的应用情况

目前的镁合金制造工艺技术，能够有效的实现利用镁合金制造集成性能较高的车辆结构构件，一方面，镁合金具有良好的铸造性，加工条件较为简答，加工工艺简单，且加工有效性较高，不易产生废品，另一方面，镁合金较高的阻尼系数，能够增添汽车结构的抗震性，十分符合汽车工业制造对于材料的多项功能的追求目标。目前，镁合金在车辆结构构件的制造中广泛应用，例如在车辆的传动系统中，在合器外壳、齿轮箱外壳、离变速箱外壳等零件的铸造方面就大量的使用了镁合金。在车体结构中，车门内衬、仪表板、车灯外壳、引擎盖、车身骨架、底盘系统转向架等也大量使用了镁合金压铸产品。许多国外发达国家对于镁合金的应用程度要远远高于国内汽车制造业，例如许多汽车高端品牌兰博基尼、保时捷等都采用了镁合金减重设计，其车辆的相关性能都得到了很好的提升。但由于国内基于汽车安全性的考量，对于镁合金材料的应用情况较少，仍旧多用铝合金的形式来对汽车重量进行控制。

3.镁合金在车辆构件应用中存在的问题

镁合金的广泛应用为汽车减重、节能减排带来了新的机遇，但同时也还存在一些问题有待解决。首先，是镁合金材料的回收问题，目前对于镁元素的回收技术相对局限，且回收成本极高，大大的超出了一般性合金的回收价格。其次则是镁元素的易氧化、较活泼的化学性质，为镁合金的集成化、模块化在汽车零部件使用上带来了调整，其对制造工艺的要求较高，大大增强了生产工艺的难度。最后一点，则是对于镁合金的相关性能测试的数据存在一定的欠缺，由于对镁合金材料的研究不深，在信息时代，对于镁合金相关的基础数据资料的整合存在较大的欠缺，无法更有效的提升对镁合金性能的利用程度。

4.镁合金在车辆构件应用的发展趋势

镁合金与铝合金相比，其合金强度存在一定的弱势，因此，为了进一步的提升镁合金在汽车领域的应用，其未来的发展趋势应该可以分为高强度镁合金、耐热镁合金、耐蚀镁合金、阻燃镁合金。

提升镁合金的强度，一般可以从改变合金元素（加入稀土元素、铝元素等）、改变铸造成型工艺（半固态成型技术）、改变合金纯度等方式。提升镁合金的耐热强度，一般采用天剑钙，稀土等元素，提升镁合金的耐腐蚀、阻燃性，则可以采用表现处理技术、无溶剂气体保护法等方式。

参考文献

[1]杨忠振，陆化普.日本的私营铁道发展历程及其对中国城市铁道建设的启示[J].交通运输工程学报，2011年03期

[2]宣财鑫；铁道车辆维修系统[J].国外机车车辆工艺，2012年03期

[3]高井莫夫，张耀宏.摩擦搅拌焊接在铁道车辆上的应用[J].国外机车车辆工艺，2012年04期

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引言

随着私家车车的普及，人们更多选择汽车出行，而在夏天和冬天，密闭车厢里长时间使用空调易导致一氧化碳中毒，特别是在午饭后，驾驶员很容易出现疲劳的状态，很多驾驶员会开着空调睡觉，汽车在停止状态下开空调，车厢内的空气难以流动，发动机运转排出的一氧化碳会逐渐通过车厢缝隙和空调进入车内并聚集，加之车内人员呼吸耗氧而排出二氧化碳，时间一长，车内氧气减少，车内人员会不知不觉中毒而失去知觉[1]。据世界卫生组织（WHO）统计，每年因为车内一氧化碳中毒致死人员达9700多人。据不完全统计，每天因为车内的危害气体污染，而引发的各类病变达个460多起，全年因为其污染而至死达6000多起。本系统可以实时掌控空气质量，提前控制预防，杜绝CO中毒。所以有必要研发一套系统来避免此类悲剧的发生。

1.核心系统组成

本系统由89c52单片机、气体检测装置、GSM模块、蜂鸣器和车窗电机组成。宏晶STC公司的STC89C52芯片有32个（I/O）口，控制功能强、扩展灵活可应用于控制各种元器件，为嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案，有着很好的应用性和经济性。气体传感器由红外二氧化碳探测器和一氧化碳检测模块组成，二氧化碳阈值设置为2000ppm，一氧化碳阈值设置为1000ppm。GSM模块可以在车内气体超标时第一时间通知车主，让车主作出反应，解救车内人员，防止悲剧的发生。蜂鸣器发出声音进行预警，在实际产品中可以连接汽车音响设备。

2.原理

车载电瓶为系统提供电源。传感器时时采集车内或待测空间内的气体中的二氧化碳、一氧化碳等气体的百分含量。传感器模块将采集得的数据传入至微处理器中，当气体超过预设阈值后，系统内蜂鸣器报警，并将何种气体超标通过显示屏显示。在达到特定条件以后将信号传至通信模块。由通信模块发送短信提醒车主，让车主主动采取一定的措施，防止悲剧的发生。后期我们设想加入开窗功能，当车主回复“开窗”后，反馈信息将由微处理器处理后指示连接汽车车窗电控系统的电机做出相应反应，适度打开天窗或车窗为车辆换气。

3.设计改进

3.1有关加入GPS模块设想利用本系统模块化设计的特点，加入GPS模块，在车辆发生危险时，将车辆内GPS模块采集到的坐标信息通过GSM模块发送到指定手机上，使得救援力量能更快找到目标车辆，解救车内人员。在我国北斗GPS卫星调试完成，面向市场后，我们将选用北斗GPS，利用其本身自带的短信发送功能发送短信，相当于将GSM模块与GPS模块相互整合，使得本系统体积更小，更加高效完成主动预警。3.2有关加入主动开窗功能设想由于在车内气体浓度超过阈值，而车主又不在车内的情况下，GSM模块将主动向车主发送预警短信，但是车主存在距离车辆距离过远，无法第一时间采取有效措施的情况。所以，设想在本系统中加入主动开窗的功能，与车内中控系统相连，在车主收到预警短信后，由车主回复开窗，反馈信息将由微处理器处理后使连接汽车车窗电控系统的电机做出相应反应，适度打开天窗或车窗为车辆换气。

4.优势与难点

4.1产品优势①拥有独创的车内气体检测系统，市场上还没有类似产品。②产品使用便捷，容易被消费者接受。③通过警告模块，可以使驾驶员能够在发生有害气体过量的情况下，提前做出措施，预防悲剧的发生。④无需对车辆做大规模改动，也无需厂商预制特殊设备。可以简单地安装。4.2产品的难点目前产品模型采用的一氧化碳探测器和二氧化碳探测器为半导体一氧化碳传感器，功耗比较大，需要预加热，而且普遍有效期为两年，后续维护成本较高。目前使用的一氧化碳和二氧化碳传感器大致分为：半导体传感器、电化学传感器、NDIR传感器等。电化学传感器体积小，零功耗，灵敏度高，稳定性好，线性和重复性较好，响应速度快，分辨率一般可以达到1ppm，寿命较长。但是不同厂家的传感器工艺差别巨大，价格相差很大，而且不能互相替代[2]。红外传感器量程宽、精度高、不会产生气体中毒现象，但是红外传感器成本较高，维护难度较大。所以在本系统中，传感器的选择至关重要，也关乎着产品的稳定性、使用成本和后期的维护成本。

5.车内空气质量检测及主动短信预警系统发展前景

随着中国私家车数量逐年递增，车内空气污染问题逐步显现。2008年3月1日我国开始实施由国家环保总局组织有关科研机构制定的《车内空气污染物浓度限值及测量方法》，这是我国第一部关于车内污染的标准．它的实施标志着我国在防治车内空气污染、改善车内环境质量方面迈出了艰难的第一步[3]。也就是说，车内环境问题正越来越受国家的重视，因此，我们的作品作为一个实时检测车内有害气体的装置，具有广泛的市场前景。

6.结论

车内空气质量检测及主动短信预警系统是一款模块化处理的实用系统，作为国内独创的系统，对于解决因车内空气质量问题而引发的一系列安全问题有积极意义。本系统利用一氧化碳和二氧化碳检测仪为主要测量探头收集数据，并有微处理器对收集到数据进行分析后，做出预警。在不改变车辆本身结构的情况下，安装简便，有极高的实用价值。

【参考文献】

[1]舒敬华.汽车衍生物的中毒预防[J].人民长江，2008，07:87-88.

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近年来，不断发展的城市规模，促使市政道路的施工规模扩大。市政道路施工维修对人们的日常生活、交通出行造成影响，随着管理部门的重视，市政施工越来越多地使用工程新材料来提高道路的质量。本文分析了市政道路路面危害，同时介绍了新材料在市政道路建设中的应用。

1.市政道路建设的主要危害因素

1.1路面裂缝

沥青混合料路面是市政道路路面上最主要的材料，在车辆不断的荷载碾压下，路面很容易产生裂缝，例如龟裂、横向裂缝、纵向裂缝和反射裂缝等。龟裂的原因是因为路基强度不足;横向裂缝是温度应力引起的裂缝;纵向裂缝则是由于路基不均匀沉降所导致的裂缝;反射裂缝是半刚性基层沥青路面在内部和外部共同压力下引起的裂缝。这些裂缝都会从道路最底层逐渐延伸到上部，使得整个沥青路面产生裂缝。

1.2松散

沥青路面的沥青胶粘结能力降低引起的路面松散，车辆的来回碾压使得沥青路面的表面集料脱落，逐渐发展成了坑槽。

1.3车辙

市政道路路面上经常出现车辙现象，这是很常见的一种路面质量问题，尤其是公交站台和车辆爬坡路段会频繁可见。路面在车辆的反复摩擦下，会产生永久的变形。沥青混合料在高温作用下会降低沥青混合料的模量，致使路面出现剪切变形的情况。路面若出现车辙现象不但会影响车速，还会对行车安全造成影响。

1.4水损坏

水会从路面的缝隙中进入道路内部，当车辆及空气耦合作用下，会导致沥青混合料受到路面内部水的多次洗刷，导致沥青青膜脱离，造成路面的损坏。

2.新材料在市政道路建设中的应用

2.1SEAM新材料应用

SEAM新材料是一种最新的沥青混合改性剂，它的主要成分是硫磺，再把增塑剂和烟雾抑制剂添加到硫磺里面制成半球形的颗粒状物体，同时要采用特殊的处理方式炼制成石油副产品。在市政道路施工中可以直接把SEAM新材料按照一定的比例加到沥青材料的搅拌混合仓中。这种全新的沥青SEAM混合料可以充分的改善材料的原本性能，更有效的提升市政道路沥青混合料的性能。SEAM新型混合料的稳定性远远高于传统的沥青混合料的性能，因此在使用它进行道路施工之后可以很明显的改善路面车辙现象。此外，这种混合SEAM也可以添加抗脱落剂来提升道路的稳定性来抵抗水损害。值得一提的是，SEAM混合料性价比高，在价格上与原始材料相差不多，但在效果上能有效的提升市政道路路面的服务寿命，节省成本。另外，在道路施工中加入硫磺至沥青中在某种程度上可以改善混合料的力学性能与物理特性，这点得到了国家的认可。特别是一些温差比较大的地区，比较适合用SEAM混合料。在2000年的时候我国引入的这种新型的SEAM混合沥青料，并且在天津做实验，取得了显著的效果，也因此现在得到了广泛的应用。

2.2微表处稀浆混合料应用

微表处稀浆混合料是最近几年新兴起来的一种新型建筑材料，它是由石料、砂浆和聚合物改性乳化沥青等原始材料按照规定比例混合在一起形成的，在市政工程中已经得到了认可并被广泛的应用。在实际的工程应用中，微表处稀浆混合料的铺设厚度一般设置在0.5-1cm之间，这种材料不能铺设的太厚，否则材料的固化效果会减弱，太薄还有可能会影响路面的质量，所以工程建设的人员在市政道路过程中要特别注意将微表处稀浆混合料设置在合理的范围之内。除了这些之外，微表处稀浆混合料恢复时间快，能够迅速施工，所以使用这种施工材料不用担心会影响施工的进度问题。在市政道路完成后，会在最短的时间内开放使用。由此可见，这种材料的应用使得市政道路的工程期限大大的缩短，对周围的居民和车辆造成的影响降到了最低点。其中，微表处稀浆混合料最大的优点是它的防水功效很高，将沥青路面内部由于渗水导致而引起的水损坏降到了最低点，同时对于路面表面的车辙问题也能有效解决。因此，微表处稀浆混合料的出现对市政施工建设做了很大的贡献，应得到广泛的使用。

2.3聚苯乙烯泡沫的应用

聚苯乙烯泡沫它是一种高分子聚合物，这种聚苯乙烯泡沫新型材料使用寿命周期比较长，具有明显的经济效益和良好的化学性能，也因其简单的施工方法被广泛地应用于市政工程中。聚苯乙烯泡沫板材作为轻质路基材料可以把路面的压力均匀分布在路基上，减小道路路基单位面积的负荷量，尤其是湿软道路，有效的解决了道路施工中路面过度沉降的问题，包括降低路基沉降，降低桥头差异沉降及桥台移位。

2.4高模量沥青混合料应用

市政道路上很常见的就是较为严重的车辙现象，尤其是公交站头和红路灯道口等，而高模量沥青混合料的应用有效的改善了这类市政道路车辙现象。高模量沥青混合料作为混凝土添加剂，在混凝土搅拌工程中添加高模量沥青混合料混合料，既简单又方便。就目前的施工过程中而言，高模量沥青混合料得到了良好的应用，值得注意的是，对于高模量沥青混合料的作用还需要更深入、更系统的认识。

2.5再生沥青混合料应用

再生沥青混合料分为四种，一种是厂拌热再生，一种就地热再生，一种厂拌冷再生和就地冷再生。厂拌热再生混合料是废旧沥青混合料和新集料、沥青、在升级混合搅拌而成，拥有良好路用性能。就地热再生根据道路工程施工要求，将沥青路面再生一次性完成，而且它不会影响到城市交通。应用厂拌冷再生时，是在常温条件下进行施工作业，不会产生有害气体，但是路用性能却不是很高，通常情况下是在道路基层和底基层施工中采用厂拌冷再生。就地冷再生虽然不会对路面结构的整体稳定性造成影响，但是再生利用废旧沥青混合料在很大程度上减少了道路维护的成本。

小结：

综上所述，市政道路工程质量在一定程度上代表着一个城市的发展状况，当今社会随着市政新材料和新技术的积极应用使得道路施工的质量和速度有了明显的提升。总而言之，在道路施工过程中需要适当的添加一些新的材料和技术来延长道路的使用寿命。这样才能让城市建设的更美丽，发展的更迅速。

参考文献：

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1990年，张威从哈尔滨船舶

工程学院（今哈尔滨工程大学）机械系毕业，被分配到东北传感技术研究所，从事传感器的有关研制工作。转眼4年过去，尽管从工作中积累了大量的实践经验，认为“学习无止境”的张威还是忘不了心中的“考研情结”，再次回到哈尔滨船舶工程学院学习。

事实证明，张威的考研之路并没有选错，期间，由于表现优秀，他被单位选派前往美国RAE SYSTEMS公司做了一年的访问学者。“在美国这一年，给了我很大的触动，不仅大大拓宽了学术眼界，还接触到了领域内的许多新设备、新技术。”而张威口中所说的“新设备、新技术”就是微机电系统，此后，他也开始了与微机电系统的不解之缘。“边学习边工作的经历使我没有作为学生的迷茫期，更敢想敢干。”张威说。

这种半工半读的经历使张威积累了极其丰富的“实战经验”，他逐渐发现微机电系统在现实中是非常“有用”的。“比如喷墨打印机里的微型喷头”，张威举例道。另外，微机电系统还可以制作MEMS加速度传感器来控制汽车发生碰撞时安全气囊防护系统的开启：或者MEMS陀螺在汽车里测定汽车倾斜，并以此控制汽车姿态：亦或是在轮胎里作为胎压监测系统（TPMS）的核心部件MEMS压力传感器使用。

“这些都是微机电系统最为常见的应用。”他说。这种极其广泛的应用市场也预示着微机电系统有着多种原材料和制造技术的选择条件。其中，硅作为制造集成电路的主要原材料，其作用不容小觑。目前，电子工业中已有丰富的实用硅制造极小结构的经验，而硅的物质特性优点也一直被研究人员津津乐道：单晶体的硅几乎没有弹性滞后的现象，因此耗能微乎其微，运动特性也非常可靠。此外，硅不易疲劳折断，其使用周期甚至可以达到上兆次。腾飞：汽车EsP的防范之途

如果让司机说到在开车中最重视的一点，无疑都离不开“安全”二字，随着微电子技术和控制技术的不断发展，越来越多的电子控制装置应用于汽车中，提高主动安全性更是现代汽车研究的重要课题之一。谈起微机电系统在汽车中的应用，张威一下子来了兴趣：“从最早的机械结构到现在的产品逐步升级，传感器的研究就像是一个进化过程，我对它的研究就是在这样的升级路上，一步步走过来的，事实证明，这条路也是正确的。”

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1 前言

有轨电车以其灵活方便、适应性强、建设周期短、单位综合造价和运营成本较低等优势，在国外各类城市得到广泛应用。近年来，国内有相当多的城市在筹备建设有轨电车系统。在大城市，有轨电车可作为地铁骨干网络的补充、加密线路；而在中小城市，有轨电车可作为骨干公共交通系统和旅游观光特色线路。有轨电车系统是继地铁之后，又一呼声很高的轨道交通系统之一。

随着国内有轨电车项目的日益发展，胶粘剂的使用变得越来越重要，越来越多的部位开始使用胶粘剂来代替传统的连接方式，胶粘剂具有粘接、密封、隔热、降噪、减震、结构连接等功能使用于有轨电车。

2 粘接的形成

胶粘剂之所以能够与物体牢牢地粘接在一起，是由被粘接件和胶粘剂之间的粘附力以及粘接剂和被粘接件自身的内聚力共同作用实现的。对于粘附力和内聚力，除由机械力、范德华力的作用外，主要原因是在高分子复合材料的分子中，含有氧、碳、氢及其他一些“杂原子”和“π”键，它们总有一个或几个未共用电子对，而被粘接的物体轨道上总有空轨道。它们与胶粘剂中的电子能形成配位键，配位键也是一种特殊的化学键，具有强度高的特点，其粘接力特别强。再者就是许多构成胶粘剂的高分子化合物的分子都是链状的，这些小链子互相缠绕在一起，难解难分，从而完成彼此间的粘接。许多胶粘剂通常都是几种粘合因素同时起作用而形成粘接的。

3 粘接部位受力分析

对于轨道车辆而言，根据安全要求将粘接等级分为A1、A2、A3及A4等级[1]。对于轨道车辆的结构粘接设计而言，更注重胶粘等级A1、A2受到外力时的变化。下面将从受到拉伸力和剪切力两个方面进行分析说明。

3.1 受到拉伸力作用

胶粘剂在受到拉伸力作用下，会出现变形行为。对于初始长度为l，横截面A的样件，当施加承受力F，力F垂直作用于截面A（拉伸载荷）时，样件受到拉伸应力 σ，σ=F/A，受力后长度绝对变化值Δl，长度的相对变化值（应变）ε， 则ε=Δl/l。在材料的屈服点（弹性极限）之下的区域，拉伸应变与拉伸应力σ成正比， ε=σ/E， E是给定材料的弹性模量，是定值。

3.2 受到剪切力作用

胶粘剂在受到剪切力作用下，会出现角度位移。对于长方体底面A，高度为d的样件，作用力 F平行于面A（剪切载荷），则样件受到的剪切应力τ=F/A。产生的绝对长度变化为a，相对长度变化γ（剪切应变），则tanγ=a/d。在材料屈服点（弹性极限）以下的区域，剪切应变与剪切应力成正比，在此区域，tanγ=τ/G。 G为给定材料的剪切模量，是定值。

3.3 胶层厚度的确定

在设计中，胶层的最小厚度的设计受到温度的影响。如将零件1粘接到相同尺寸大小的零件2上，施胶的温度区间为T1～T2，粘接好后的使用温度是T3～T4。

在矩形粘接件的对角线方向上的l最大，温度变化后，在对角线方向上产生的位移也最大。 根据变形量计算公式，Δl=ε*l=α*ΔT* l，可计算出在对角线方向上产生的变形量。两种不同材质的被粘接件在对角线产生的变形差值就是所选择的胶粘剂承受的变形量。根据上述胶层厚度与变形量的公式tanγ=a/b，其中a为变形量，b为胶层厚度。知道了胶粘剂的最大剪切变形tanγ，根据上述公式，就可计算出需要的理论胶层厚度。考虑到生产中的其他因素影响，可在理论厚度的基础上增加一定的安全余量。

4 在轨道车辆上的应用

有轨电车上的粘接技术应用十分广泛，主要用于车体结构的粘接、车窗结构的粘接和车体结构的密封以及内饰件的制造，如：铝蜂窝结构的广泛使用等。

4.1 车体结构的粘接

粘接结构用于粘接墙板结构与车体骨架。在车辆运行中，此部位的粘接结构会受到沿车辆运行方向和向下的剪切力以及两车交会时的压缩力，其合力是胶粘剂受到的剪切力。知道了胶粘剂的相关参数，通过上述公式可以初步确定胶层的厚度。此粘接结构已经成功应用于沈阳浑南有轨电车项目的设计中，并在车辆运行中得到验证。

4.2 车窗结构的粘接

现在的有轨电车上的车窗部位很多都是用粘接结构，此处的胶粘剂往往既起到密封作用又具有结构粘接作用。

4.3 环境及粘接要求

DIN6701粘接体系目前在国内正式引入，有轨电车粘接过程中提出如下要求：

（1）粘接剂所允许的温度是15℃～30℃之间，湿度是40%～70%；

（2）粘接过程必须按照粘接剂要求进行粘接面清洁及准备，必须使用干净的手套接触安装面，在粘合工作区域不允许有任何可能引起灰尘（如焊接、打磨）或气雾的操作工作，并避免任何类似于开关车间门造成的高通风和温度浮动情况等；

（3）粘接过程严格按照标准《DVS3310 粘接技术中的质量要求》进行全过程监控；

（4）粘接过程为关系到有轨电车运行稳定性。因此，对胶粘等级A1、A2的粘接接头，实施过程前必须按照粘接工程师（VKAP）的要求进行工作试件准备并切片验证；

（5）粘接作业人员必须持证上岗。

5 结论

本文通过对样件的受力分析，得出了胶层的理论厚度计算方法，为粘接结构的设计提供了参考，并介绍了粘接作为结构连接方式的一种在有轨电车上的应用。随着粘接技术的进一步发展，粘接技术必将更多的应用于有轨电车上。

参考文献：

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1、引言

随着城市化脚步加快，生活水平飞速提高。作为生活不可或缺的“行”， 公共交通运输的管理、调度和安全已成为交通系统中的主要课题。现阶段，通过无线通信设备沟通，由调度室集中管理，驾驶员凭感觉来判断车辆的所在，不仅效率低下，而且毫无精度可言。科学技术的发展，电子时代的大爆炸把这个社会用电子设备武装到了牙齿，因此，GPS技术给公交系统提供了良好的设备支持。

2、GPS在公共交通系统的作用

GPS 在智能交通系统(ITS)中主要应用于车辆的定位和导航系统[2]。用来引导车辆安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地，协助交通系统更好地提高效率，节省资源并利用现代移动通信系统，通过调度中心向车载终端发送各种信息例如“发车时间”、“召回”、交通状况、天气预报等。当发生意外情况时，驾驶员可以使用GPS自带的紧急按钮，向调度中心发送信息，调度人员可以马上采取相应的措施。另外，这种模式初期投资和运营费用不高，适用于公共交通这样的民生工程。

3、GPS的原理

GPS，即全球定位系统[1] (GlobalPosi-tioningSystem)。这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到 4 颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。

4、GPS等电子技术应用原理

本智能公共交通系统是由车辆终端、调度中心和传输网络三大部分组成。

4.1车辆终端系统

车辆终端系统由GPS导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LED 显示器组成[3]。GPS 导航系统与无线电通信网络、电子地图相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等功能。GPS导航仪就是能够准确定位实时坐标，并且根据既定的目标计算运行路线，通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的辅助设备。其中车载GPS系统将车载终端和车辆调度中心之间的数据结合，然后利用无线通讯系统(移动通讯) 双向传输功能将定位信息发给调度中心。调度中心结合具体情况对车辆终端进行实时调度管理，实现与调度中心的对话。

（1）GPS模块：完成GPS定位信号和时间同步数据的提取，对卫星传来的GPS信号进行记录，并对信号进行解调和滤波处理，还原GPS卫星发送的导航文件，解码信号在接收机和卫星之间的传输时间或载波相位差，实时地获得导航定位数据或采用测后处理的方式获得方向、时间、位置等数据。在选用GPS模块时要考虑低耗能、强抗扰的能力，从而提高定位精度和较强“穿透”能力，防止高楼、隧道、立交桥等造成信号不稳定。

（2）车载终端设计应采用12V的车载电源，ARM处理器的工作电压为3.3V和1.8V，GPS的工作电压为3.3-5.4V，这几个模块的电压不尽相同，所以需要设计一套由车载电源供电的实用电路。同时，为了保证车载电源断电后系统还能维持短时间的正常工作，应附加后备电源电路，在设计模块的电源电路时，需考虑满足其在发射瞬时电流峰值为2A的要求。因此，模块的电源电路采用线性稳压电源芯片。当车载电源不能正常供电时，启动后备电源供电。后备电源采用3.6V、容量为800mAh的锂电池。

（3）车载终端的微处理器应该具有较高的运算能力和I/O控制能力，同时可以支持链路层和网络层协议栈的硬件平台。采用嵌入式系统，既可以提供较强的运算和I/O控制能力，又能通过运行在嵌入式系统上的操作系统实现对软件层次协议栈的支持，并且体积小、价格低，车载终端的设计采用ARM嵌入式微处理器加实时操作系统(RTOS)的方式。

4.2传输网络

传输网络包括：无线通讯网络、因特网网络和卫星无线传输。无线通信模块内嵌TCP/IP协议栈，处理器使用AT指令集，可方便与监控中心服务器建立TCP/IP或UDP/IP连接。因此，系统的软件设计无需考虑链路层PPP控制脚本程序和网络层TCP/UDP套接字程序的设计，进而降低了系统软件设计的复杂度，提高了系统的可靠性[4]。为在车载终端和监控中心之间建立数据传输链路。

4.3调度指挥中心系统

调度指挥中心系统由网络通讯设备、数据接收、存储、分析、管理、服务器、大屏幕电视墙、客户端管理计算机等设备组成。后台管理子系统根据实时收到的各线路公交车辆运行的定位数据及状态信息加以辨别和分析之后呈现出来并结合公安交通管理部门的信息，调度指挥中心可即时作出快速、合理的调度指令，同时往信息等子系统及时服务信息。对采集到的数据，后台管理子系统自动进行统计、汇总，同时生成各种台账、报表等。

GPS和其他汽车新技术的组合应用，GPS作为汽车远程调度的主体框架，已经可以完成远程调度的基本功能。随着CAN总线系统的发展，GPS在车辆智能管理中的作用正在与日俱增。

CAN总线全称（Controller Area Network）控制器局域网络。总线技术可以直接采集到发动机和自动变速箱ECU中的故障信息。将这些信息上传到GPS上，就可以实现远程智能诊断的功能。GPS可以实现传输车内视频图像和录音的功能。在车辆出现危险时，在远程终端实时监控车辆上的真实情况。对调度指挥中心作出正确判断提供了必要的支持。

5、结语

GPS车载终端导航系统虽然有许多优点，但是依然存在不足，例如电子地图的更新，还远不能达到广大用户的要求。卫星信号还不能全部覆盖整个地图。有时会出现信号中断或延迟。传输数据量较大的视频信号时使用流量很大。费用较高。随着技术的不断进步，这些问题都将最终解决。

参考文献：

[1]赵宝然。GPS 系统在交通运输中的技术与应用[J]。今日科苑，2008(14):85。

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中图分类号：U41文献标识码： A

1 玻纤土工格栅的工程特性

（1）玻纤土工格栅的抗剪强度

玻纤土工格栅的抗剪强度特性主要是通过三轴压缩和直剪试验进行研究。对纤维加筋黏性土进行三轴压缩试验，指出纤维加筋能显著提高黏性土的抗剪强度，并且由于纤维加筋黏性土在受拉时表现为裂而不断的现象，所以纤维可增加土体在拉应力作用下的塑性和韧性，防止土工建筑物由于开裂而造成的整体破坏，增强土体的自愈的能力。以高孔隙率、低强度和高压缩性的软土为研究对象，发现纤维的掺入能够显著提高软土的抗剪强度参数。

（2）玻纤土工格栅的抗压强度

玻纤土工格栅的抗压强度主要通过无侧限抗压试验进行研究。在无侧限条件下测试了聚酯纤维加筋软黏土的抗压强度特性，结果表明纤维的加入能显著提高试样的无侧限抗压强度。试样的无侧限抗压强度随纤维掺量和养护时间的增加而增加，石灰掺量在超过某临界值后会导致无侧限抗压强度略有下降。

(3) 玻纤土工格栅的抗拉强度

相对于抗剪和抗压强度，土体的抗拉强度一般非常小，在试验中很难进行准确测量。此外，大部分岩土工程问题都与土体的剪切破坏和压缩变形有关。因此，过去在土力学理论及工程实践中很少考虑土体的抗拉特性。但在实际工程中，土体由于经历干缩变形或差异沉降而发生张拉破坏并发育张拉裂隙的情况并不少见。张拉裂隙的存在会极大弱化土体的工程性质，对边坡工程、水利工程、地基工程、道路工程、环境岩土工程等都会产生负面影响。

(4) 玻纤土工格栅的胀缩性

膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性可造成地基变形、建筑物不均匀升降或开裂等各种工程地质问题。国内外学者采取了各种物理、化学的方法对膨胀土进行改性，其中纤维加筋是其中一种。纤维可以有效抑制膨胀土的膨胀率，对膨胀性的抑制机理主要取决于纤维对土体变形的约束作用，当基体吸水膨胀时，纤维和基体的界面产生切应力，从而限制基体的进一步膨胀。研究表明: 膨胀土的收缩性随纤维掺量的增加而显著降低［46］。

(5) 玻纤土工格栅的渗透性

纤维的加入能增加试样的渗透系数，且渗透系数随纤维掺量的增加而增加。研究发现纤维加筋对试样的初始刚度没有明显影响，但渗透系数随纤维掺量的增加有增加的趋势。学者在研究中也得到了类似的结果，他们建议工程中纤维的最大掺量不宜超过0. 8%。

(6 )玻纤土工格栅的承载力

在一些道路工程中，纤维加筋被用于提高路基填料的力学性能，尤其在承载力方面，一些学者开展了针对性研究。使用纤维加筋技术对机场跑道路基进行改良，结果表明: 51mm 长的单丝聚丙烯纤维能显著提高跑道的承载力，能满足大型运输机C-130 的起降要求。Tingle试验结果显示纤维掺量越多，对路基承载能力的改良效果越明显。

（7）玻纤土工格栅与沥青混合料能够较好地相容。玻纤土工格栅在后处理时，每一根玻纤都涂上了专门针对沥青混合料而设计的材料，使其与沥青混合料有很好的相容性，确保玻纤土工格栅与沥青混合料牢固地结合在一起；经过此种处理的玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，抵御生物侵蚀和气候变化。

（8）由于玻纤土工格栅呈网状结构，沥青混凝土中的集料可以通过贯穿网状结构其中形成机械嵌锁，从而限制了阻碍集料的运动。因此沥青混合料在荷载的情况下就能够在产生较小变形的情况下达到更好的压实状态，获得更高的承载力，具备更好的何在传递性能。

2 使用玻纤土工格栅的作用

玻纤土工格栅应用于沥青路面时的重要作用：

（1）抗疲劳开裂

沥青路面的承载能力在规定时间内不会发生疲劳破坏。根据柔性路面设计规范的规定，要求控制路表最大弯沉和层底面最大弯拉应力小于相应的容许值，保证路面不致产生过度的变形和开裂。对沥青路面荷载的受力得出分析，直接与车轮接触的路面层受到压力，在轮载边缘以外区域的，面层受到拉力作用，由于两处受力性质不同而又彼此紧靠，在受力区域的交界处因力的突变易使路面发生破坏，在长期荷载作用下发生疲劳开裂。玻纤土工格栅安置在沥青面层的下面层中，能在受力区域形成缓冲带，减少应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量，保证路面不发生过度变形。

（2）耐高温车辙

沥青路面在高温时具有流变性。夏季沥青路面层发软、发粘，在车辆荷载作用下受力区域产生凹陷，车辆荷载撤除后难以恢复至受荷前的状况，在车辆反复碾压作用下形成车辙。特别是在道路交叉口处，车辆在较软的沥青面层上停留等待交通信号，更易形成车辙。由沥青面层结构分析，可知，高温下沥青混凝土具有流变性，在车辆荷载作用下，造成沥青面层推移是形成车辙的主要原因。在沥青面层中的上面层与中面层之间使用玻纤土工格栅，沥青混凝土中集料贯穿于格栅间，形成复合力学嵌锁体系，限制集料运动，防止了沥青面层的推移，从而起到抵抗车辙的作用。

（3）抗低温缩裂

严寒地区的沥青道路，遇冷收缩产生拉应力，当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时产生裂纹，在裂纹集中的地方产生裂缝形成病害。因此提高沥青混凝土的拉伸强度是解决问题的关键。玻纤土工格栅在沥青面层的中面层中使用，使沥青混凝土的拉伸强度大大提高，可以抵抗沥青面层较大的冷缩拉应力而不致发生破坏。另外，即使局部区域产生裂纹、应力，经玻纤土工格栅的传递而消失，裂纹不会发展成裂缝。

（4）延缓反射裂缝

许多道路铺覆了罩面层后，仍过早地出现与底层相似的裂缝，这种旧路面断裂处的原有裂缝扩展到或穿透到新路面的现象称为反射裂缝。反射裂缝破坏道路表面的连续性，雨水进入底层，降低路面结构强度，使原有旧路面的问题延续到新路面中。反射裂缝产生的原因是路面无法承受因底层移动而产生的剪切应力和拉伸应力。底层移动可由交通荷载轮胎压力或热荷载膨胀和收缩引起。在沥青罩面层的下面层中加铺玻纤土工格栅，作为沥青混凝土增强材料，可抑制应力、释放应变，达到减少裂缝的目的。

实验表明，一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量可从其起点移动6m。1.5m宽的加筋材料有助于确保能量在裂缝两侧完全消散。较小的宽度会导致应力水平扩展，在增强材料边缘垂直向上，使夹层的每一边形成较小的裂缝。因此，必须强调一点玻纤土工格栅作为延缓反裂缝产生的夹层，它的几何结构至关重要，横截面积足够大，应力分散也就愈充分。它的宽度必须超过改变了方向的应力能的极限，而其孔径必须有助于达到最佳剪切胶粘性，促进集料嵌锁与限制。

3 适用范围

沥青路面作为一种无接缝的连续式路面，行车平稳、舒适、噪声低及便于纵使等特点，在道路铺筑中可作为优先选择路面，但是其一些固有特性造成路面开裂、车辙、拥包等主要路面病害，影响了行车的舒适性、安全性和耐久性，一旦水分从裂缝中渗入，便加速路面、路基破坏。交通部颁发《公路土工合成材料应用技术规程》中指出路面防裂首推玻纤土工格栅，可减少或延缓反射裂纹的数量，减少沥青路面的车辙，适当提高半刚性基层的疲劳寿命，在道路工程中玻纤土工格栅主要用于以下几个方面：

（1)旧沥青混凝土路面严重开裂，加筋增强新沥青面层，防止病害。

（2)水泥混凝土路面改建复合式路面，抑制版块收缩缝等引起反射裂缝。

（3)道路拓宽工程，防止新老结合部不均匀沉降而造成裂纹。

（4)软土基加筋处理，利于软土析水固结，有效抑制沉降，均匀应力分布，增强路基整体强度。

（5)新建道路半刚性基层产生收缩裂缝，加筋增强防止基础裂缝反射而引起路面裂缝。

4 玻纤土工格栅施工要求

4.1 玻纤土工格栅的层位

（1）路面面层

① 对新建沥青混凝土道路路面，玻纤格栅可置于半刚性基层与下封层之间，也可置于下封层与沥青面层之间。

② 新建水泥混凝土道路路面，玻纤土工格栅应置于半刚性基层与刚性水泥混凝土路面层之间。

③ 旧沥青路面维修，可采用喷油法、锚固法、自粘法在原路面上铺设玻纤土工格栅，也可在原路面上做20mm~30mm细粒式沥青混凝土找平层，再铺设玻纤土工格栅，然后加铺沥青混凝土面层，厚度宜为60mm~100mm。

④ 旧水泥混凝土路面维修，可采用自粘法和喷油法在原路面上铺设玻纤土工格栅，也可在原路面上做20mm~30mm细粒式沥青混凝土找平层，再铺设玻纤土工格栅，然后加铺沥青混凝土面层，厚度宜为60mm~100mm。

⑤ 新建路面面层均可采用锚固法、自粘法进行施工。

（2)路面基层

路面基层采用玻纤土工格栅，铺设位置宜放在基层的底部，采用锚固法施工。

（3)下层路基层

① 玻纤土工格栅必须铺放在路基层较低的1/3 处。

② 亦可铺放在路基层底部，玻纤土工格栅上至少做20mm厚的沙垫层或铺设土工布。

4.2 对加筋路面的要求

玻璃纤维土工格栅加筋混凝土路面应符合下列要求：

（1）纵向平整度，横向路拱的坡度与平顺性应符合设计标准，若达不到标准，应在加铺之前作处理。

（2）加铺前对路面承载力进行评定，若承载能力不足，达不到设计标准，或水泥混凝土路面有板底脱空现象，均应作增强处理。水泥混凝土路面的接缝与裂缝应事先清理、填充。

（3）原有路面及基层表面有局部松散、坑洞及扩散裂缝，应事先修补、填塞，以保持表面状况完好。

（4）原有路面表面应冲洗干净，清除尘土、松散颗料及杂物。

结语

玻纤土工格栅性能良好，适用于市政道路工程的施工，能有效的提到沥青混凝土路面的强度。这种材料不仅能够减少路面车辙，还能有效抑制反射裂缝，延迟路面疲劳损坏，并且较好的延长路面使用寿命。玻纤土工格栅方法施工简便、操作简单，很容易得到推广，为市政道路等工程的发展提供基础。

参考文献：

［1］土工合成材料工程应用手册，1994.

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中图分类号： P228.4 文献标识码： A 文章编号：

项目概述

本方案是将GPS系统应用到油田专网中，对油田车辆的安全起到一个长效的保障提供可靠的基础。目前，GPS为代表的卫星导航定位产业是目前世界上发展得最快的三大信息产业之一（互联网、移动电话、卫星导航定位）。交通运输行业是个高风险行业，一台车就是一个风险点，实施GPS全方位、全天候的定位监控，掌握车辆的行驶动态（方位、速度），及时纠正超速、超时（疲劳驾驶）等违章行为，消除事故隐患，做到安全预警，从而有效提高交通运输企业安全管理水平，充分运用科技手段彻底改变运输行业传统的安全管理模式。

把GPS车辆监控管理系统应用到危险化学品车辆运输上，是国家安监总局、公安部和交通部近期联合下发的文件中明确规定。运输剧毒、爆炸、易燃、放射性危险化学品运输的车辆，必须安装GPS车载终端，对危险化学品车辆进行实时动态监控。该项目的实施将为逐步探索和建立一套交通安全长效管理和运行机制奠定技术基础。

1.2系统建设目标

1.2.1建设油田专网GPS车辆监控管理系统，以提高全局道路运输安全管理为总体目标。

1.2.2发展GPS车辆监控、管理、调度、服务业务，为各级管理部门以及运输企业提供科学的决策支持手段，提高交通设施的利用效率。

1.2.3建立GPS车辆监控、调度系统，与社会综合保障体系配合，提高安全防范、保护资产的技术水平和控制力度。

1.2.4在出现交通事故、自然灾害、疾病伤害等异常情况下，能及时确定事故地点，掌握可调度车辆资源，协助有关方面实施救援。

1.2.5以油田专网GPS车辆监控管理系统为总中心，在全区范围内实现对司机的全面资讯服务。

1.3建设内容

1.3.1本系统采用多级管理架构，基于C/S和B/S两种架构的监控管理方式

1个系统中心――2个监控中心――19个监控分中心――80监控点。

1.3.2系统中心：设置在油田专网主管公司，主要功能是为车载终端进行安装、维护、属性设置；各级管理人员的属性设置；车载终端位置定位信息数据的采集、存储、分发；业务报表的处理。

1.3.3监控中心：设置在调度中心，对全局车辆运行的安全进行监督，对重点车辆进行监管。

1.3.4监控分中心：设置在各二级单位的生产调度室，对所属车辆的运行进行安全监控和调度，对监控点的管理权限进行设置。

1.3.5监控点：设置在各二级单位的车队。对所属车辆进行电子围栏的设置，安全监控、调度及车辆运行中各种信息的处理。

1.3.6车载终端：客运车辆、危险化学品运输车辆、调度车辆三种类型的车载终端。

2.无线网络部分

2.1GPS应用中的通信模式介绍

把GPS应用在车辆监控管理当中有很重要的一个技术环节需要关注――GPS数据的回传网络。车辆上安装的GPS设备的收到卫星定位信息后必须依靠回传网络把这些定位信息传到监控中心才能把车辆的位置在监控中心显示出来。目前国际上解决这个传输问题的主要有以下三种与无线通信系统结合的应用模式：

2.1.1.GPS+蜂窝移动通信（GSM/CDMA/GPRS）模式

该模式主要是利用现有的地面蜂窝移动通信网络提供的数据通信功能，来传送GPS定位信息。该模式的突出优点是终端成本和服务费用比较低，同时还能够方便地提供语音服务。缺点是存在局部的覆盖盲区。但随着移动运营商内部管理协调的改进，以及短消息、GPRS和CDMA网络的完善，该模式已经为GPS应用中的主要模式，适用于集团单位及个人用户等所有GPS适用领域。

2.1.2.GPS+集群通信（模拟/数字）模式

该模式是利用各城市的集群通信网络发展起来的GPS应用模式。该模式最突出的优势是通信费用在各种应用模式中是最低的。但目前的情况看，可供利用的集群通信网大多还是模拟制式，通信质量和私密性都比较差；另外基本上局限于单个城市内，覆盖非常有限。该模式主要适用于在城市内部活动的出租车、公交车辆、城市内配送的运输车辆。因为没有能够建立起覆盖全国的数字集群系统，所以和GPS+蜂窝移动通信模式对比处于明显下风。

2.1.3GPS+卫星移动通信模式

该模式的优点和缺点都非常突出。突出的优点是卫星通信的覆盖优势和可靠

的通信保证。但缺点是终端设备成本和使用费用在各种模式中是最高的。该模式的主要适用于大范围移动大大型车辆（包括运输车辆、工程车辆等）和海上作业船只等特殊类型的用户。该模式是其他地面无线通信模式有效和必要的补充。目前国内市场上可供利用的卫星移动通信系统有：

（1）“全线通”系统：是由南方卫星公司运营的高通公司的Omini-tracs系统。该系统的工作在KU频率上，使用卫星跟踪天线。优点是该系统是经过国外多年应用的成熟系统。缺点是成本高，受雨衰影响，另外跟踪天线工作状态易受干扰，动态性差。

（2）海事卫星系统（Immarsat）：是由国际海事卫星组织建立并运营的全球性的卫星移动通信系统。国内的运营单位是交通部信息中心。该系统是一个全球性的卫星移动通信系统，能够提供语音和数据的服务。但终端成本和使用费用是各卫星系统中最高的，目前在国内的容量也有饱和趋势。

（3）北斗系统：是我国自主建立的卫星定位系统。目前该系统在民用领域的主要运营是神州天鸿公司。该系统覆盖我国疆域和周边地区（与“平台”相仿），使用全向天线，能够同时提供定位和短信通信功能。但终端价格较贵，定位需要通信功能支持，使用费用较高。

2.2GPS+蜂窝移动通信（GSM/CDMA/GPRS）模式实现方式

2.2.1.蜂窝移动通信（GSM/CDMA/GPRS）对比

2.2.1.1.GSM通讯网络系统（GlobalSystemforMobilecommunication）

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1前言

在众多的公路工程建设应用中，乳化沥青提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的系统，因为这种工艺避免了高温操作、加热和有害排放。乳化沥青主要用于道路的升级与养护，如石屑封层，还有多种独特的、其它沥青材料不可替代的应用，如冷拌料、稀浆封层。所以乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种工业建筑材料。可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。当乳化沥青破乳凝固时——还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，道路材料的最终强度才能形成。乳化沥青可用于新建道路施工，如粘层油、透层油等。

2乳化沥青的优点和经济性

2.1多用途性

乳化沥青有许多种用途，应用时要选择合适设方法，因为它们有一个非常广设应用范围。在房屋建筑得防水层施工中也有乳化沥青的应用，同样乳液既能够作大面积的封层撤布，如房屋屋顶，也能够用来进行小范围设坑槽修补工作，如公路养护。因为它们能够长期储存在储罐中，在偏远地区应用时，利用滚筒洒布应用起来非常容易。

2.2节能

稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到50％，而乳化沥青中则只含0-2％。所以，这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为，仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准，沥青就能够被浇灌和撒布，并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。但是在实际施工中，如果轻制油不能够挥发，那么沥青就太软了，在交通荷载作用下，道路表面就可能泛油或变形。

2.3使用方便

乳液设专业化撒布，需要专业化设设备，如撒布机。然而，小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布，如小面积设坑槽补工作、裂缝填缝料等，小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。例如，一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补，采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞等应用简单易行。所以，在具体施工时使用非常方便

3乳化沥青在公路工程中的应用

3.1路面损坏分类如下：

（1）变形或扭曲。路面的塑性变形是由于车辆超载造成的。包括车辙、挤浆和搓板现象及路面推挤。

（2）裂缝。路面裂缝是由许多因素产生的，其中有许多是结构上设原因。例如，疲劳裂缝是由于路面刚度丧失和交通车辆的反复碾压引起的；纵裂缝、网裂缝和温缩裂缝是由于材料和设计因素引起的，既有路面的原因，也有材料老化和环境方面的原因。反射裂缝是由于已存在的裂缝损坏或在水泥混凝土路面中连接起来引起的。

（3）破裂。随着时间的推移，道路面层逐渐老化、沥青的老化在不同程度上取决于环境和沥青的化学性质，这些老化将导致路面断裂、面层结构丧失和通常的裂缝和坑洞。坑洞是由于混合料中细料的丧失或路面粒料较小及路面下沉造成的。

（4）剥离。水分侵蚀由于一些沥青对水的敏感性，特别是在车辆和孔隙水压力的作用下，引起沥青的粘附性丧失和路面坍陷。

3.2乳化沥青的应用

（1）稀浆封层。稀浆封层是一种冷拌沥青混合料，具有骨料和沥青混合的优点，在通常情况下，相似的级配稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量，所以常用它来填充路面车辙。比较高的稳定度具有较高的抗变形能力。混合料通常是由较硬设细骨料级配和耐磨的具有高砂当量的骨料组成，特别是微观封层和聚合物改性封层这种情况极大地增加了路面的强度和完整性。这使路面具有高磨损阻力和极好的变形阻力。乳化沥青乳液也容易在移动的稀浆封层摊铺机上使用，在该机器上进行拌和及运用掺加剂进行化学控制来满足养护的需要。

（2）车辙修补。采用微观封层混合料进行路面车辙修补将使路面持续较长的时间，对热拌沥青混合料来讲，将持续大约8-10年的时间。显而易见，正确的混合料设计和铺筑是非常重要的，采用微观封层进行路面车辙修补的相对费用比热拌沥青混合料要少，这主要是不需要脱离拌和设备现场；对通常的车辙道路表面不需要研磨，这是因为乳化沥青允许潮湿的道路表面和较好的粘附性，没有粘结层；现场使用的材料基本费用比较少。

（3）面层修整。通常情况下，在居民住宅区、稀浆封层根据原有的道路表面使用寿命可以持续4-8年。在高速公路上应用微观封层或者聚合物改性稀浆封层，其使用寿命将达到8年。

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这台“神奇”的无人驾驶汽车，通过摄像机、雷达传感器和激光测距仪来“观察”其他车辆，并使用详细的地图信息系统来进行导航。有趣的是，当这台无人驾驶汽车在启动时会用一种十分性感的人工智能音进行提示，你只需在笔记本电脑上搜索并设置目的地，系统便会自动给出最佳线路。

Google无人驾驶汽车的出现，让人们有了更加广阔的想象空间。在未来二、三十年后，城市中的车辆在智能交通网络指挥下迅速而有序地运行，盲人可以开车、老人可以驾驶、汽车不再碰撞、停车不用苦恼、运行时得到很好的监控保护……那么这个美好的愿望到底离我们有多远呢？可以确定的是，现在在国内，智能交通中一个很重要的应用—车联网正在落地，就如打开潘多拉宝盒的钥匙，车联网正是解决交通问题的关键。

概念先行

车联网最早兴起于英国。早在1979年，英国就已经使用交通信号网络控制交通流量，建立起完善的交通信息系统，其视频信息可以在任何地方远程监控高速公路的行车状况。不过，相比于英国，国内的车联网概念提出尚晚，直到2010年10月才出现在公众面前。

车联网，是指装载在车辆上的电子标签通过GPS（全球定位系统）、RFID（射频识别技术）、传感器、摄像头图像处理等技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。

从网络上看，车联网体统离不开“端管云”三层体系：

第一层（端系统），属于汽车智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与从周围环境，并且是车内、车间、车网通信的终端。

第二层（管系统），实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，保障实时性、可服务性与网络泛在性。

第三层（云系统），在云平台上架构车辆运行信息平台，对物流、客货运、危险车辆、汽车运行管理等数据进行虚拟化、安全认证、实时交互海量存储。

车联网本质上是一个巨大的无线传感器网络。每一辆汽车都可以被视为一个超级传感器节点，通常一辆汽车装备有内部和外部温度计、亮度传感器、一个或多个摄像头、麦克风超声波雷达，以及许多其他装备。此外，汽车将配备有车载计算机、GPS定位仪和无线收发装等，这使得车与车、车与人、车与路、车与城市之间能够互相连接、无线通信，从而实现更智能、更安全的驾驶。

车联网应用落地开花

当中国物流技术协会副会长王继祥谈起车联网时，他首先分享了几则车联网落地的生动案例。

【天行健车联网服务系统】2011年12月18日，杭州鸿泉数字设备有限公司与陕汽联合研发的天行健车联网服务系统正式。天行健车联网服务系统是Telematics技术（无线通信技术、卫星定位、网络通信技术、车载电脑）和商业智能（BI）技术在重卡上的综合应用。它依靠GPS卫星定位、GPRS数字移动通信、GIS地理信息、互联网、采控网关、云计算等技术，采集车辆发动机ECU、车身中央控制器CAN总线等信息，通过车载智能终端、管理平台及呼叫中心帮助用户实现对车辆的远程监控、检测、定位和管理。并且将车载智能终端采集而来的车辆运行信息，进行实时分析、整理，把驾驶员不良驾驶行为、油耗数据、车辆运行情况、维修保养计划等内容以直观的数据、图表等形式展现出来。这套系统提供了重卡专用导航、智能配货、紧急求助、车友互联、油料、电瓶防盗报警、行车记录仪、可视化倒车、故障报警、休闲娱乐、信息交互等功能，从而实现精益管理、安全运营。

【3G神器"黑匣子"】山东联通与烟台奔腾全面合作产品—ARS车载终端。从外形上看它就是一个有着显示屏幕的黑盒子，汽车装上它以后，车主只要用手指点点，除了可以导航、看视频、打电话以外，还可以上网看新闻、登QQ、听音乐、防盗，甚至可以点播歌曲、订房间、订车票等。ARS车载终端将依托中国联通3G WCDMA高速网络优势，向车主提供包括在线视频服务、救援、位置服务、咨询服务、娱乐服务、通信服务、个人信息服务、车载互联网信息服务、路况导航服务、停车场指引、酒精检测、安全驾驶服务、移动支付、防盗追踪服务、紧急呼叫服务等一系列服务。

【智能疫苗冷藏车】疫苗说：“我已经出来了，到你这里来了。”冷藏车说：“我是符合要求的，冷效评估已经通过了。”由于疫苗通常需要全程冷链运输，如何对疫苗运输过程实时监控，曾经是防疫部门十分头疼的问题。宁波凯福莱特种汽车有限公司将生产疫苗的厂家在出厂包装上贴上RFID标签，通过无线射频识别技术采集疫苗的生产时间、生产批次、生产厂家等相关信息并存储在电子标签上，待疫苗装入冷藏车之后，该车管理平台就会自动记录疫苗上车时间、车况、运输线路、中途车门是否打开等信息。这样就可以随时知道疫苗是否合格，并能轻易实现疫苗产品的可追溯性。

在谈及车联网的发展现状时，王继祥指出，“这两年车联网发展比较快，大部分是由应用推动的，目前尚处于初期的发展阶段。但尽管如此，由于互联网的发展，特别是移动通讯的发展，车联网的概念已经逐渐被广大群众所认同，它正在从一个概念走向应用的阶段，未来的应用还会越来越多。车联网的发展，必然会带动车联网产业链上下游，为汽车智能化与网络化提供发展机会。”

国家智能交通系统工程技术研究中心重大专项项目经理、高级工程师王东柱对此谈了他的看法：“现在车联网的相关技术已经成熟并落地使用了，但是这些技术都是基于智能交通的基础之上，以此而形成的新概念，叫车联网，但它属于智能交通的一部分，是智能交通的一个具体应用和发展。近几年，国内有许多关于车联网的示范工程，如：ETC电子不停车收费系统、以及奥运会、世博会等大型活动的交通组织规划及信息服务、城市智能公交示范工程等等，这些都是很好的落地应用的例子。这些示范工程的落地情况是比较好的，尤其以北京、上海、江苏、浙江、广东等省市为代表。”

深圳市车友互联科技有限公司（以下简称车友互联）作为国内首家落地的车联网系统方案提供商，其方案通过在自行搭建的“云计算平台”上的三大产品组成，即3G智能导航软件、车友互联门户社区网站、车联宝客户管理软件。对车联网的现状，车友互联副总经理侍强表示：“在国内，从车联网概念的提出到真正成熟地运用于交通的各个行业，需要一个长期过程。目前来讲，当下车联网的发展处在一个初期的起步阶段，具体的商业模式、产品终端的表现形式，还在摸索与不断完善的过程中。”

侍强介绍说：“车联网拥有相当长的产业链，目前来看，其涵盖了汽车厂商、网络运营商、车联网设备制造商、平台提供商、方案解决商、渠道商等环节。据相关数据显示，到2015年，我国汽车产量规划将达到2500万辆，车联网的市场规模有望突破1500亿，这么庞大的市场一定会有发展前景。”

这种说法并不是空穴来风，在2011年5月，交通部的《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》中明确提出：要利用信息化手段，逐步提高交通智能化水平，改善出行信息服务质量，提高公共信息服务能力，并通过发展智能交通系统，保障交通运输系统畅通高效运行，减少因交通拥堵造成的能耗和污染。

此外，据《2013-2017年 中国车联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》，预计到2015年，将至少有4000万汽车移动互联网服务技术用户。按照平均每个用户每年1000元的消费额度来计算，车联网行业到2015年的市场空间大约在400亿左右，带动相关产值将高达1000亿元，而中国也有望发展成为全球车载信息服务业最大的市场。

两大瓶颈亟待打破

尽管车联网有着乐观的市场前景，但还存在着制约其快速发展的因素。据调查了解，主要有以下两大瓶颈急需打破。

一、商业模式如何落地

根据车联网概念，车联网技术体系主要包括：汽车感知技术、汽车无线通信技术、汽车导航技术、电子地图与定位技术、车载物联网终端技术、智能控制技术、海量数据处理技术、数据整合技术、智能交通技术、视频监控技术、3G网络技术等技术相辅相成配合实现。在王继祥看来，目前这些车联网的技术已相对成熟，但是如何运用车联网现有的技术将其商业模式发生根本性变革值得我们思考，只是在原有基础上增加了一些技术是没有太大意义的，甚至会适得其反。

“我认为现在最大的问题是需要解决车联网商业模式的落地问题，让用户能够真正了解车联网、认可车联网，愿意为车联网买单。”侍强表示了同样的担忧。

针对上述观点，赛迪顾问股份有限公司半导体产业研究中心总经理王桓发表了他的看法：“车联网从技术上来看，已经不存在很大的障碍了，主要还是商业模式如何推动的问题。”他指出，现在车联网的实现主要通过以下方式：一类是汽车厂商，如通用、丰田、奥迪等，在中高端车上安装汽车平台信息系统，提供包括车胎检测、平均油耗、导航、防盗、远程开门等服务；还有一类是危险品运输，交通运输部要求国内运载危险品的车上必须安装车联网系统，对其实时状况就行检测跟踪。王继祥还补充：“对于国内管理规范的大型运输公司，需要对其运营的车辆进行强化管理，包括司机驾驶行为、油料消耗、GPS追踪等，实现透明化、可视化运输。同时建立的车联网信息平台，通过获得的数据分析来优化运力、配送路径，从而提升运营效率。”

由此可见，目前车联网的实现方式还不是很丰富，表现形式不够多元化，如何有效地推动商业模式的落地是目前车联网亟待解决的问题之一。

二、数据如何互通共享

如果把车联网看作是一个由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络，那么通过现有的硬件处理装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；再通过互联网技术，将车辆自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；最后通过计算机技术，将这些大量车辆的信息进行分析与处理。不过，由此诞生了一个疑虑：这些收集而来的信息是否都被有效利用了呢？

“现在在城市中的交通网络中都铺设了大量的摄像头，通过这些摄像头实时收集而来的信息都被立即传输到平台上，不过这最多是实时存储。如果突然哪一天，大家想要调出自己以前行车的记录，这很难实现。我认为车联网是要能进行数据的整理与反馈，能有效利用这些数据。”王恒如是说。

王继祥也表示：“一直以来都在反映一个问题，就是全国各地的局域网不互通，并且信息平台也不统一，部门与部门之间用不一样的系统，这就更不用说可以进行数据共享了。”

对于这样的观点，王东柱十分认同：“我们国家在车联网上的硬性技术已经不是问题了，但是在软上还欠缺一些，尤其是现在建设很多的道路信息基础设施、布设了不少交通检测设备，但是从那里过来的数据并没有进行智能化的数据处理、分析、辅助决策与有效的信息服务，信息综合利用的能力还稍微差一些。”

解决之路在何方

“智能驾驶，在车辆、控制中心与驾驶者之间建立无线联系网络，通过实时监控和预测及时沟通信息、缓解交通堵塞、减少撞车事故、降低废气排放，实现安全、灵活和对环境的友好性。”这段文字引自美国交通部的《智能交通系统战略研究计划：2010-2014》，这是美国从2010年至2014年五年中的智能交通系统（ITS）研究项目提供战略指导的战略文件。除此之外，2012年10月，美国交通部还了《通过连接改变交通：智能交通系统战略研究计划：2010-2014》，将2010年智能交通系统战略研究计划做出了更新。

欧洲车联网产业的发展特点是以项目促发展。在服务项目上，欧洲的Telematics把交通信息和交通安全作为主攻方向。欧盟要求各成员国从2010年开始推行eCall系统，即在车辆内安装一个黑匣子，当汽车发生重大交通事故而击发安全气囊时，系统能自动拨打欧盟国家统一的急救电话112，将急救呼叫信号以及事故车辆所在位置信息通过无线通信网络，以最快的速度传送给最接近出事地点的紧急事故处理中心。该系统要求到2014年，所有车辆必须安装完毕，这是将欧洲车联网的发展向前推动了一步。欧洲还主要发展车联网的统一标准及信息共享，通过ETSI欧洲电信标准化组织及欧洲标准化组织积极制定相关的车联网标准。

对比国外在车联网上所做的努力，我国针对车联网实际情况又做了哪些规划呢？

在工业和信息化部的《物联网“十二五”发展规划》中指出，将重点发展智能物流、智能交通、智能安防等领域，包括对社会治安监控、危险品运输监控、重要桥梁、建筑、轨道交通、水利设施、市政管网基础设施的安全监测、预警和应急联动。另外，在2011年4月交通运输部、公安部、安全生产监督局、工业和信息化部四部委联合的《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》，要求各地加强道路运输动态监管工作，预防和减少道路交通运输事故，对旅游包车、三类以上班线客车和运输危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品的道路专用车辆，安装使用具有行驶记录功能的卫星定位装置。

不过，这些车联网的战略文件还局限于过去的阶段，虽然政府对推进车联网的发展不遗余力，但仅仅如此，还远远不够。

王桓认为，“对于车联网的发展，还需政府重视，让政府发挥指导作用，做出更多车联网的政策规划。同时，政府部门、汽车厂商、车联网相关协会、科研院所等产业链上下游都要积极参与进来，如果企业各自为战，那么所提供的服务也会是有限的。当然，还应该建立一个统一的标准，实现信息的共享。”

“市场是推动车联网发展的根本动力，没有市场的推动，车联网很难前行。”王继祥这样强调。他建议：第一，要注重应用方面的推进，而不仅仅局限在技术上；第二，加强技术和应用的有效融合；第三，探索新型的商业模式，借助车联网的手段，对传统的交通运输进行变革创新；第四，政府相关部门适当地加强政策的引导和扶植。

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1.玻纤土工格栅在沥青道路中的应用

反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践，在沥青面层和中集沥青混合料层或粗集沥青混合料层之间铺设一层土工织物，可用以消除或减缓面层反射裂缝的产生，从而延长道路的使用寿命，降低维修成本。但是，由于沥青路面浇注时的温度高达160℃-180℃，致使土工织物褶皱、变形、软化，使其性能大大降低，不但难以消除或减缓面层反射裂缝的产生，而且使得沥青路面更加凹凸不平，而玻纤土工格栅所特有的性能，完全满足沥青路面的要求，目前许多工程已使用玻纤土工格栅。

玻纤应用于沥青道路时，可在以下几方面发挥作用。

1.1抗疲劳开裂

沥青路面必须具有一定的承载能力，在规定的时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力，在轮载边缘以外的区域，面层受到拉力作用，由于两处受力区域所受力性质不同，而又彼此紧靠，因此在两块受力区域的交界处即力的突变处发生破坏，在长期荷载的作用下，发生疲劳开裂。

玻纤土工格栅在沥青面层中，能够将上述的压应力与拉应力分散，在两块受力区域之间形成缓冲带，减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量，保证了路面不会发生过度变形。

1.2耐高温车辙

沥青混凝土在高温时具有流变性，在车辆荷载作用下，受力区域产生凹陷，车辆荷载撤除后，沥青面层无法完全恢复原状态，即产生了塑性变形，在车辆反复碾压的作用下，塑性变形不断积累，形成车辙。通过沥青面层结构分析可知，高温下的沥青混凝土在受到荷载的碾压作用，形成了微量的波形流变，面层中没有任何可以约束沥青混凝土流变的骨架材料，造成沥青面层流变的累积叠加，这是形成车辙的根本所在。

在沥青面层中使用玻纤土工格栅，其在沥青面层中起到骨架作用，沥青砼中集料贯穿于格栅间，形成复合力学嵌锁体系，限制集料运动，增加了沥青面层中的横向约束力，沥青面层中各部分彼此牵制，防止了沥青面层的推移，从而起到抵抗车辙的作用。

1.3抗低温缩裂

严寒时期，沥青混凝土面层的温度近于气温，沥青砼遇冷收缩，产生拉应力，在受到荷载反复作用下，拉应力进一步增加，当拉应力超过沥青砼拉伸强度时，产生裂纹，在裂纹两端处，拉应力更加集中，裂纹逐步形成裂缝，造成病害。

玻纤土工格栅置于沥青中，使得沥青砼的拉伸强度大大提高，足够抵抗住较大的拉应力而不致发生路面破坏，即使因为局部区域产生微小裂纹，裂纹处的应力集中，经玻纤土工格栅的传递而消失，裂纹不会发展成裂缝。

1.4延缓反射裂缝

裂缝产生的反射有两种，一种是面层产生裂缝后，裂缝向下反射，破坏下层结构，降低路面结构强度，在雨水时节，水进入裂缝中，在交通荷载（轮胎压力）的反复抵压，水在裂缝中产生水压，水不断的冲击沥青混合料，导致裂缝扩大。另一种是旧面层原有裂缝，路基层或下层路基层产生的裂缝向上反射，新罩路面无法承受因底层移动而产生的剪切力和抗伸应力，导致路面面层裂缝。

在沥青罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层，抑制应力，释放应变，增强沥青混凝土整体强度，达到防止裂缝向上或向下反射的目的。

2.玻纤土工格栅在路基中的应用

路基是公路系统中最重要的结构组织之一，在运输工具变应力的作用下，基础层局部地域承受较大的应力和应变，因长时间局部地域受应力变化，基础层开始出现沉降、位移、开裂等现象。由于基础层的变化，导致路面发生不规则的曲率变化，使路面出现裂缝、起皱等现象。因此，基础层增强十分重要。采用经特殊处理的玻纤土工格栅，能使基础层的整体强力大大提高，其作用就象钢筋增强水泥混凝土一样。

3.玻纤土工格栅在增强水泥路面的应用

水泥混凝土路面损坏有两种类型：一种是结构性破坏、开裂、变形、接缝损坏等。一种是功能性损坏、表面滑溜、表面损坏等，路面唧泥现象，地基不均匀沉降引起的开裂等因素是水泥混凝土损坏的主要原因。

由于雨水不可避免的沿着纵缝、模缝等处渗入到石灰土基层表面，渗入到基层表面的雨水，在行车荷载的重复作用下，形成高压水，在板底高速流动，对石灰土基层产生冲刷，基层中的细颗粒被带到混凝土表面上来，从而产生唧泥，唧泥现象的长期发展，必然是石灰土基层表面的凹凸不平，从而使混凝土板底脱空，导致板体的荷载应力增大，加速混凝土板体的断裂。由于板体的断裂，又扩大了板体的渗水范围，反复循环，促使断板率猛增，从而造成水泥混凝土路面大面积损坏。

4.玻纤土工格栅在路面维修中的应用

按路面结构形式分类，有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，按路面维修形式分类，有路面开裂等病害的维修和路面拓宽。

沥青混凝土是使用最广泛的一种材料，用来保养或修复损坏的路面以及高等级沥青混凝土路面反射裂缝的预防，即使从结构上看是良好的路面，然而，一个主要的问题是，重新翻修路面后以及新建使用不久后路面常常开裂，这种开裂反映了道路原有结构中的缺陷，降低了路面的使用寿命，采取了各种不同的措施来试图减轻消除反射性开裂的问题，但效果都不理想，而玻纤土工格栅的高抗拉强度，高弹性模量和低延伸率等特性，为消除反射裂缝提供了可靠的技术保证，通过近几年在许多高速公路，一、二级公路和市政道路的使用效果，证实玻纤土工格栅是消除反射裂缝最理想的材料。

对旧沥青混凝土路面维修，可采用锚固法或自粘法，在原路面损坏严重，可在原路面上做30mm～40mm的细料沥青混合料找平层，再铺设玻纤土工格栅，对旧水泥混凝土路面维修，采用自粘法、铺设玻纤土工格栅。对旧路面拓宽，在新旧路面接合处铺设玻纤土工格栅，其主要作用是防止新旧路面沉降不均，引起接合处的裂缝。具体施工工艺，我集团有详细施工指南可供参考。其中自粘法的自粘增强土工格栅是我集团的专利产品，专利号：ZL99229517.3。

5.结语

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关键词 电子传感器 现代车应用 发展前景

由于车用传感器将行进车的速度，环境和各机械部件的温度，以及车行进各级部件耗损情况，甚至行驶的路面状况结合行车电脑系统进行有效控制，使得车辆处于可控状态，为乘车人员的安全提供一定保障，以此得到各大汽车行业的高度重视与应用，发展前景不可预量。

一、电子传感器在车用领域常见种类及发展现状

图1 中国车用传感器市场趋势

图1是国家在车载市场统计出的2008年到2012年对传感器在汽车应用方面的不同方面重视程度的统计，从上图我们可以知道：人们对传感器对汽车的便捷功能似乎更为重视，这也是现今汽车都趋于自动化发展的根结所在。下面先让我们看一下传感器在汽车方面主要分类都有哪些：

根据安置在车身组件位置电子传感器可以分为以下四大点：

1.与汽车的室内环境以及各零部件温度、感压、速度、减震有关的发动机类电子传感器；

2.车载底盘相关的变速器、制动转向以及防爆安全用组件的电子传感器；

3.如倒车镜等车体基本操作控制电子传感器；

4.汽车其他部位电子传感器：轮胎转向感压、与安全相关的制动刹及气囊、废气排解处理、防盗装置、GPS定位电子传感器。

然而根据物质特性分类又可以分成物理电子传感器，化学电子传感器还有其他物质类电子传感器。

由于传感器能引入最新最快的技术更新车体智能便捷化功能，所以，在现代汽车发展上各汽车业界专家厂商达到一致认同的共识，都认为为了满足现今人们对汽车的使用要求，能提高汽车更强的自动化与智能化性能关键性作用的电子传感器，不仅面临需求的日益增多，要求也越来越高，对自动微型化，多功能性，智能化的发展改善也日益强烈。

二、电子传感器在车用方面应用

1.电子传感器基本内容

电子传感器功能跟接收感应器类似，是一种将信息进行读取传递的装置。它由于功能性优越应用几乎遍布各个领域，像军事上的海陆空、生活发展息息相关的交通医药、经济发展的工商业、农务作业的工农业以及气象研究等等，可以说得上是智能化作业、科学性检测等工作中事关紧要的根本关节。

2.电子传感器在现代车业发展方面的应用

在结构精细，结构复杂的汽车制造方面，电子传感器在汽车的动力制动控制的智能自动化问题上可谓是至关重要的，它通过信息传递，将车体的基本状况信息送输给车载控制中心即电脑计算机，将车辆的动力制动情况进行整合分析后再由相关控制组部件的传感器发出相应调整，进行一系列适合车体本身的压力温度安全自驾等科学性指令，让车体自身保持在最佳状态，为人们的车体使用更便捷安全，同时因为电子传感器的指令清晰快捷使得车体控制更精细，能更有效地将动力源充分使用，从而减少污染排放，真正做到节能减排的绿色化汽车发展的目标。具体应用主要由以下几个方面：

（1）车体机械体积：现在电子传感器取代兼具外形笨重占空间等缺点的传统机械电器对车体进行调节监控，这主要适用在车体发动机及底盘的各指控部件方面，跟车载电脑紧密协作，将各相关核心电子传感器控制的压力温度转速等车况及时进行信息整合传输给车载电脑，再将电脑适时调整后的相关指令传回各相关组织部件，这样的信息传输功能都予载在体积小巧的电子传感器上，所控制的功能不仅没有受到影响反而指令的传递更加精确，这样就完全替代了传统的部件，有效节约车体空间与车载重量。

（2）汽车动力制动性能：由于现在在发动机上安装的感压，感温，调转等电子传感器是工作在车体发动机作业过程的各个时刻，对于常遇到的混油性水汽、淤泥和脏水等不良环境的适应要强于传统汽车组件。其相对的性能体系中测量精度与可信度是很精细的，这就从根本上避免可能引起发动机操纵失灵或故障的指令误差，从而加强汽车的转速动力，提升汽车的动力制动性能。

（3）使用便捷性：汽车用电子传感器还可作用在汽车位置监控电控系统支配，它能够在被安装在汽车后视镜座椅压力感应调控，以及车内温度湿度感应调控上，这就充分利用了电子传感器的多功能特性，为使用者带来舒适与便利。

（4）节能环保性：由于电子传感器感应灵敏，具有电控效应，当它被安置在发动机上时可以有效的对车体现在的温湿及气体浓度进行监测，从而在提高车体发动机性能即增大输出功率、减小发动机损耗的同时也达到减少油耗，减排废气的功效。

（5）安全性能：在汽车轮胎以及底盘上有防爆制动及车速悬架调控压力感应类电子传感器，它们可以在达到限量值时对使用者安全进行紧急调动安全气囊相应检测保证，。不仅如此，在汽车定位用的电子传感器还配备有相关的全球导航功能的电子传感器，与此同时还兼配有电子刹车控制的传感器，这就从安全隐患预防上做到了确准的保障。

三、电子传感器在车用方面发展展望

1.发展方向：虽然现今电子传感器已经大量适用在了现代汽车的配置监控上，但是，面对人们对现代汽车更高性能的需求，这就还要对电子传感器在汽车方面应用进行深入研究，这样就必须制定一个长远可实现的发展方向，即追求更高度实用性能的电子传感器，并选用更强耐温性，不变性感应精度准调控需要的耗能低等特点的新材料。

2.技术探究：由于现代汽车行业竞争主要集中在汽车功能的精电子，高智能，紧精密高效监管方面，这样就要求我们在车用电子传感器上引入更强功能的微控微占性、集成性、信息数字转换性。

3.前景展望：为了满足广大民众对汽车的多样性需求，这就要求汽车行业技术人员立足于对多电子精度传感器信息进行相应科学性融合匹配，应用高敏感高智能性质的材料，有效地将化学传感器，生物传感器和分子传感器等有机结合。具体可以分为以下几小点进行分述：

（1）成本体积：车用电子传感器重点研究之一就是低成本与微型态问题。通过利用车载相应部件的电速电子传感器，车载电池的基本流量监控传感器以及车组件相对环境感温电子传感器等相互协作延长车载电池使用年限。但是为了整体设计所使用的电子传感器尺寸要求一定要精小，分量也要轻。只有这样才能在把握微型态适宜的车型整体设计后还能减少电子传感器实用成本。

（2）新型材料：由于电子传感器需要敏感以及强传导性的高效，这就要用到敏感度与传导度极好的材料来取代传统高成本相对效能低的组件，这就可能会将硅应用到大批量的电子传感器中间来，这是因为硅质传感器性能上加强了其磁阻可变性能以及位置检测等动态长效稳定性；而且可以在高温环境等恶劣条件下进行工作；而且优化了集成化并且可以实现信息数字化转化处理功能。

（3）电子传感器新技术开发：为了达到汽车用户高端需求进行信息数字化转化、信息共用再加工、多项功能信息处理转化等功能电子传感器的研制开发。这就会涉及到具有高敏感应、微体积、重量小、抗电磁影响等优良性质的光纤类电子传感器。

（4）节能环保：使用高效能的转速环境温度测量感应的发动机用电子传感器，这就是在发动机相关机能高转速作用下生产排放出的气体进行再循环利用调节的电子传感器，这势必要经过增加车体传动系统的动力输出、降低排放，来达到较好的燃油经济性效果。

四、结论

现今随着人民生活水平的提高，对现代汽车不再仅仅限在简单的安全舒适层面意义上的交通工具，而是追求更高的追求即汽车的绿色型使用：便捷低耗能，为了追求更便捷的使用以及节能环保设计理念，具有成本低、高效节能减排以及功能更智能特点的传感器深入每个汽车生产经营业主的心理，为此，现代车用电子传感器的应用及发展前景甚是良好，从现在起，让我们一起期待关注电子传感器在现代汽车行业的应用。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0033-03

教育部“卓越工程师教育培养计划”的重大高等教育创新项目是通过突出对学生的工程能力和创新能力的培养，强调校企联合，引导行业、企业深度参与培养高级技术人才的培养过程，更加明确高等教育应主动服务国家战略需求，主动服务行业企业需要为导向的特点，培养面向社会需求，面向工业界，面向世界，面向未来，满足国家和社会需要的工程技术人才，为经济和社会可持续发展服务。[1]依据本校卓越计划培养标准，遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系、教学内容和教学方法，加强跨专业、跨学科的复合型人才培养。[2]项目针对车辆工程“卓越工程师”专业计算机辅助设计课程进行改革与创新，该门课程与工程实践和企业需求联系紧密、课程内容随着科学技术的发展和企业不断升级变化快频率，需要不断地进行创新和完善，以适应卓越工程师人才培养的目标和要求。

一、“计算机辅助设计”课程培养目标和地位及作用

本课程的教学内容是专业基础课程，隶属于学科专业知识体系，定位于专业基础知识领域的重点应用知识单元，前导课程和后续课程与本课程结合紧密，在车辆工程专业，本课程的体系结构起到了基础和专业课程的衔接作用，如图1所示。同时，本课程在工程领域具有重要的地位，在汽车、机械、航空航天、电子、建筑及医学等领域应用及其广泛。[3-7]

二、优化课程教学内容与方法

通过本课程的学习要掌握的知识包括：计算机辅助设计基本知识；数值计算与数据处理技术；计算机图形学技术；建模技术；CAD软件使用。通过对本课程的学习，培养学生会运用计算机辅助设计的相关理论知识，培养学生工程软件应用能力和工程实践创新能力。通过对本项目的研究，培养车辆工程专业学生运用该课程的基本理论系统地、科学地、规范地进行汽车零部件设计的工程素质。

1.教学内容改革的目的

该门课程教学内容实在落实车辆工程专业“卓越工程师”人才培养目标的前提下，对教学内容、教学方法和考核方式进行优化。由于“计算机辅助设计”课程内容的应用型强，理论比较晦涩，采用传统教学方法难以提高学生的学习兴趣和主动性，无法做到课堂理论知识与实践相结合，从而无法真正提高其设计能力、创新能力，悖离卓越工程师人才培养目标，[8]通过本项目研究，实现教学改革、提高教学质量和创新型人才培养的目的。

2.教学内容优化

（1）优化知识结构，提高学习能力。优化本门课程的基础知识、专业知识、工具知识和方式知识的比例结构，以基础教学为主，增加课程的专业性和适用性。通过本门课程教学，提升学生自主学习能力和创新思维能力，为后续课程的学习和工作的需要奠定一定的基础。

（2）重软件学习，强化动手能力。增加软件应用教学的比例，摒弃讲授为主的教学形式。在课程中增加软件类型、内容的教学。以提高学生的动手能力为目标，在教学内容上要与实践结合紧密，摒弃依靠教材教学的形式。在专业相关内容的基础上进行实践教学，提高学生的动手能力和创新能力。

3.教学方法设计

（1）精简理论，注重软件教学。传统教学中，理论教学占了课程教学总数的2/3以上，上课地点多为教室或多媒体教室，讲授内容多为理论性较强的部分。在学生基础知识不是很扎实的情况下，相关内容较难理解，教学效果不好。同时，过多的理论教学与应用型本科院校卓越工程人才培养的目标偏离，学生创新能力和动手能力不能充分锻炼。在本项目中，改变传统教学内容，理论讲解为辅，增加软件教学的课时数，上课地点在机房进行，培养学生软件的应用能力和动手能力。

（2）随讲随练，增加学生动手机会。在本门课程教学过程中进行了两项教学方式改革：其一，讲授和实验均在机房进行，改变传统的多媒体教室讲课，机房实验的形式；其二，将原来两课时连上改成四课时连上；其三，改变原来先讲后练的形式，采取边讲边练的教学方法。通过以上形式的改革，能使学生在教学的过程中消化吸收课程内容，避免出现课后或教授较长时间后无法对相关内容进行练习的情况，促使学生能在当次课程中对所学内容较好掌握。

（3）与实际相结合，避免过于参照教材。在本门课程教学过程中并没有制订学生专门教材，避免出现学生只依靠教材才能进行学习的情况。特别在软件学生过程中，应教会学生更好地使用软件本身的帮助文档，使学生不会出现照搬照抄书本才会，离开教材一无所知的情况。同时，在教授和实验的过程中，更多地与工程实际内容相结合，针对问题解决问题，而不是“照猫画虎”的“临摹”形式。

（4）增加课程训练中课程的应用。在车辆工程卓越试点专业人才培养方案中，修完该门课程后，开设了相关的实习实训及增加毕业设计应用的比例，使学生能在后续课程教学中进行不断线学习，一直使学生能保证在以后的工作中能最快投入。同时，与对本门课程感兴趣的同学申请大学生基金项目，利用所有知识充分运用到实践当中，起到了良好效果。

4.改革考核方式

车辆工程专业对汽车计算机辅助设计课程教学方式依然按照理论讲解，上机实验，笔试或考查考核组织教学。其中考试方式仍然采取传统的“一考定成绩”等评价方法，这种方式的最大问题是学生学到的知识和实践技能实用性不强，前导课程和后续课程脱节，离企业真实项目的实际要求差距较大，真正走上工作岗位后造成理论欠缺和动手能力严重脱节。为此，根据车辆工程专业汽车计算机辅助设计课程性质和特点，尝试进行考核方式改革，以探索实施“卓越计划”教育改革，提升教学质量的有效方法，把传统对成绩的一次考试评定，分散到学习过程节点的质量控制，将考核贯穿到日常教学中，体现公平、公正原则，以达到对教学的全程监控、不断总结提高的目的。

（1）减轻理论，加强动手能力。汽车计算机辅助设计这门课程更注重学生的动手能力的培养，相关的理论知识在前序课程中（如先进制造技术、机械制图、工程力学等）部分内容为重叠内容，故理论知识只需加强计算机辅助设计原理部分的讲解。同时，作为卓越工程师人才培养目标中，更注重的是学生动手能力和软件应用能力，所以在考核的部分中应加强动手能力而适当减少理论考核部分。

（2）以考代练，多次成绩综合。在整个课程教学过程中，应将每次的实验课程都作为一次小型测试，在每个教学进程中进行该相关内容的考核，促进学生对每个进程的重视，刺激学生学习的主动性。

（3）笔试与机试结合，优化传统考核方式。采用笔试理论机试实践的考核形式进行多方面考核，而非单一的卷面成绩定结果。通过笔试，学生对基础理论知识能够熟悉掌握；通过机试，学生对软件能有更深层次的学习。最终成绩的给定按照“平时+笔试+机试”给出最终成绩，使之更加公平、合理。

三、课程教学改革效果

通过该门课程的教学改革与实践，从教学目的、教学思路、教学内容、教学方法、考核方式进行转变和改革，以“卓越工程师”人才培养目标为引导，加大学生动手能力和自主学习能力的培养。改变传统教学方式，采用重理论、强实践，以考代练、实际结合的方式进行改革和实践。建立完善的计算机辅助设计课程在卓越计划中教学作用及模式，在教学过程中效果取得较好改进。

1.改善了专业培养的思路

在本门课程教学过程中，结合“卓越工程师”人才培养目标，突出车辆工程专业卓越人才培养的方案，突破传统教学中以教为主的教学思维，强化学生在学的过程中能够得到更好的实践锻炼，提高学生动手能力和实际解决问题的能力，进行学生在解决问题中的工程能力和创新能力的培养。

2.提高了学生动手能力和创新能力

汽车计算机辅助设计课程更加强调学生动手能力的培养，在理论知识的基础上，更注重实践能力，软件应用能力的教学，通过教学改革，使学生动手能力得到提高。同时，作为一门实践性很强的课程，在学习的过程中，需要学生具有一定的创新思维，进行相关产品结构设计，充分发挥学生的创新能力和创新意识，改变以往“照猫画虎”的思维方式和学习能力。

3.获取职业资格认证，提高了学生就业竞争力

目前学生在就业存在很大压力，企业更需要一批动手能力强，实践经验丰富，具有创新思维的优秀人才。在该门课程教学中，力求遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力人才培养为核心，使学生在校期间能够充分利用现有资源，更接近企业工作模式，提高自身素质，满足企业需求。同时，在学习的过程中，获取职业资格认证，提高学生的素质和从业能力。

4.培养双师型教师，提高教师工程素质

为了卓越人才培养的顺利进行，“双师型”教师队伍建设才是教师努力的方向。目前，双师型教师存在的很大问题是缺少工作经历，缺少实践经验，缺少将理论知识应用到实践中的能力。教师的教育技能存在很大不足。通过该类课程的教学，教师通过国家职业资格认证、专业技能等级或专业技术职务考核，主动根据行业要求适应卓越人才培养模式，利用扎实的理论基础、熟练的专业技能和创新的思维及充分的实践经验培养更加优秀的人才。

5.优化建立“教+学+习―认证”卓越计划人才培养模式

卓越计划人才培养模式更强调学校与企业结合、理论教育与实践教育结合和高校教师与企业工程师结合。本门课程的教学完好符合卓越人才的新模式，加强了实践环节的教学，培养了学生精湛的工程基础和专业知识，使之对工程实践有充分的理解，懂得发挥创新性和自主性，并合理地优化了车辆工程专业卓越工程师培养目标和培养模式）。

四、总结

本文中探讨的是对车辆工程卓越试点专业计算机辅助设计课程的教学改革与实践，在教育思想、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、教学评价、实践教学改革等方面不断探索，敢于创新，取得了明显的教学成果，符合车辆工程专业卓越工程人才培养模式目标。通过本课程教学改革的实际应用能推动CAX应用技术系列课程改革与实践。

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