Evaluation of Gap-Graded Asphalt Concrete Mixtures Vol. 3. Appendix, HR-157, Volume 3 (Part 3), 1972 (1973)

This report presents the results of a comparative laboratory study between well- and gap-graded aggregates used in asphalt concrete paving mixtures. A total of 424 batches of asphalt concrete mixtures and 3,960 Marshall and Hveem specimens were examined. There is strong evidence from this investigation that, with proper combinations of aggregates and asphalts, both continuous- and gap-graded aggregates can produce mixtures of high density and of qualities meeting current design criteria. There is also reason to believe that the unqualified acceptance of some supposedly desirable, constant, mathematical relationship between adjacent particle sizes of the form such as Fuller's curve p = 100 (d/D)n is not justified. It is recommended that. the aggregate grading limits be relaxed or eliminated and that the acceptance or rejection of an aggregate for use in asphalt pavement be based on individual mixture evaluation. Furthermore, because of the potential attractiveness of gap-graded asphalt concrete in cost, quality, and skid and wear resistance, selected gap-graded mixtures are recommended for further tests both in the laboratory and in the field, especially in regard to ease of compaction and skid and wear resistance.

Direct numerical simulations of interface dynamics to link capillary pressure and total surface energy

The flow of two immiscible fluids through a porous medium depends on the complex interplay between gravity, capillarity, and viscous forces. The interaction between these forces and the geometry of the medium gives rise to a variety of complex flow regimes that are difficult to describe using continuum models. Although a number of pore-scale models have been employed, a careful investigation of the macroscopic effects of pore-scale processes requires methods based on conservation principles in order to reduce the number of modeling assumptions. In this work we perform direct numerical simulations of drainage by solving Navier-Stokes equations in the pore space and employing the Volume Of Fluid (VOF) method to track the evolution of the fluid-fluid interface. After demonstrating that the method is able to deal with large viscosity contrasts and model the transition from stable flow to viscous fingering, we focus on the macroscopic capillary pressure and we compare different definitions of this quantity under quasi-static and dynamic conditions. We show that the difference between the intrinsic phase-average pressures, which is commonly used as definition of Darcy-scale capillary pressure, is subject to several limitations and it is not accurate in presence of viscous effects or trapping. In contrast, a definition based on the variation of the total surface energy provides an accurate estimate of the macroscopic capillary pressure. This definition, which links the capillary pressure to its physical origin, allows a better separation of viscous effects and does not depend on the presence of trapped fluid clusters.

Field Testing of Railroad Flatcar Bridges Volume I: Single Spans, TR-498, 2007

Based on the conclusions of IHRB Project TR-444, Demonstration Project Using Railroad Flat Car Bridges for Low Volume Road Bridges, additional research on the use of RRFC bridges was undertaken. This portion of the project investigated the following: (1) Different design and rating procedures; (2) Additional single span configurations plus multiple span configurations; (3) Different mechanisms for connecting adjacent RRFCs and the resulting lateral load distribution factors; (4) Sheet pile abutments; and (5) Behavior RRFCs that had been strengthened so that they could be used on existing abutments. A total of eight RRFC bridges were tested (five single span bridges, two two-span bridges, and one three-span bridge). Based on the results of this study a simplified design and rating procedure has been developed for the economical replacement bridge alternative. In Volume 1, this volume, the results from the testing of four single span RRFC bridges are presented, while in Volume 2 the results from the testing of the strengthened single span bridge plus the three multiple span bridges are presented.

Field Testing of Railroad Flatcar Bridges Volume II: Multiple Spans, TR-498, 2007

Based on the conclusions of IHRB Project TR-444, Demonstration Project Using Railroad Flat Car Bridges for Low Volume Road Bridges, additional research on the use of RRFC bridges was undertaken. This portion of the project investigated the following: (1) Different design and rating procedures; (2) Additional single span configurations plus multiple span configurations; (3) Different mechanisms for connecting adjacent RRFCs and the resulting lateral load distribution factors; (4) Sheet pile abutments; and (5) Behavior RRFCs that had been strengthened so that they could be used on existing abutments. A total of eight RRFC bridges were tested (five single span bridges, two two-span bridges, and one three-span bridge). Based on the results of this study a simplified design and rating procedure has been developed for the economical replacement bridge alternative. In Volume 1, the results from the testing of four single span RRFC bridges are presented, while in Volume 2,this volume, the results from the testing of the strengthened single span bridge plus the three multiple span bridges are presented.

Development of LRFD Procedures for Bridge Pile Foundations in Iowa Volume III: Recommended Resistance Factors with Consideration of Construction Control and Setup, TR-584, 2012

The Federal Highway Administration (FHWA) mandated utilizing the Load and Resistance Factor Design (LRFD) approach for all new bridges initiated in the United States after October 1, 2007. As a result, there has been a progressive move among state Departments of Transportation (DOTs) toward an increased use of the LRFD in geotechnical design practices. For the above reasons, the Iowa Highway Research Board (IHRB) sponsored three research projects: TR-573, TR-583 and TR-584. The research information is summarized in the project web site (http://srg.cce.iastate.edu/lrfd/). Two reports of total four volumes have been published. Report volume I by Roling et al. (2010) described the development of a user-friendly and electronic database (PILOT). Report volume II by Ng et al. (2011) summarized the 10 full-scale field tests conducted throughout Iowa and data analyses. This report presents the development of regionally calibrated LRFD resistance factors for bridge pile foundations in Iowa based on reliability theory, focusing on the strength limit states and incorporating the construction control aspects and soil setup into the design process. The calibration framework was selected to follow the guidelines provided by the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), taking into consideration the current local practices. The resistance factors were developed for general and in-house static analysis methods used for the design of pile foundations as well as for dynamic analysis methods and dynamic formulas used for construction control. The following notable benefits to the bridge foundation design were attained in this project: 1) comprehensive design tables and charts were developed to facilitate the implementation of the LRFD approach, ensuring uniform reliability and consistency in the design and construction processes of bridge pile foundations; 2) the results showed a substantial gain in the factored capacity compared to the 2008 AASHTO-LRFD recommendations; and 3) contribution to the existing knowledge, thereby advancing the foundation design and construction practices in Iowa and the nation.

Redes neurais artificiais para a modelagem do volume de madeira e biomassa do cerradão com dados de satélite

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia da aplicação de modelos de análise de regressão e redes neurais artificiais (RNAs) na predição do volume de madeira e da biomassa acima do solo, da vegetação arbórea em área de cerradão. Volume de madeira e biomassa foram estimados com equações alométricas desenvolvidas para a área de estudo. Os índices de vegetação, como variáveis preditoras, foram estimados a partir de imagens do sensor LISS-III, e a área basal foi determinada por medições na floresta. A precisão das equações foi verificada pela correlação entre os valores estimados e observados (r), erro-padrão da estimativa (Syx) e gráfico residual. As equações de regressão para o volume de madeira total e do fuste (0,96 e 0,97 para r, e 11,92 e 9,72% para Syx, respectivamente) e para a biomassa (0,91 e 0,92 para r, e 22,73 e 16,80% para Syx, respectivamente) apresentaram bons ajustes. As redes neurais também apresentaram bom ajuste com o volume de madeira (0,99 e 0,99 para r, e 4,93 e 4,83% para Syx) e a biomassa (0,97 e 0,98 r, e 8,92 e 7,96% para Syx, respectivamente). A área basal e os índices de vegetação foram eficazes na estimativa do volume de madeira e biomassa para o cerradão. Os valores reais de volume de madeira e biomassa não diferiram estatisticamente dos valores estimados pelos modelos de regressão e redes neurais (χ2ns); contudo, as RNAs são mais acuradas.

Angio-RM das artérias carótidas e vertebrais: análise de diferentes técnicas de volume e diluição de contraste em aparelho de 1,0 t e gradiente de 15 mt/m

OBJETIVO: Avaliar as artérias cervicais (carótidas e vertebrais) por meio da angio-RM, utilizando-se diferentes dosagens e diluições de contraste paramagnético. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo prospectivo em 15 pacientes, com análise de 30 artérias carótidas comuns, 30 artérias carótidas internas, 30 artérias carótidas externas e 30 artérias vertebrais, utilizando-se diferentes volumes e dosagens de contraste paramagnético: grupo I - dose única (14 ml de Gd-DTPA); grupo II -dose dupla (28 ml de Gd-DTPA); grupo III - dose única e diluída a 50%. A injeção de contraste foi realizada com a utilização de bomba injetora e com velocidades de injeção de 2 ml/s (grupo I) e 3 ml/s (grupos II e III). Os segmentos arteriais foram analisados por três examinadores em consenso de forma subjetiva, avaliando-se o grau de visibilidade, intensidade de contrastação e definição de seus contornos. RESULTADOS: Em todos os itens analisados os pacientes do grupo II apresentaram melhor resultado (visibilização total, boa contrastação dos vasos e contornos bem definidos). No grupo I houve boa visibilização das artérias carótidas e vertebrais, porém a intensidade de contraste e a definição dos contornos apresentaram variabilidade qualitativa. O grupo III apresentou os piores resultados, com dificuldade de visibilização, intensidade de contrastação baixa e contornos mal definidos. CONCLUSÃO: Entre os grupos analisados, a técnica utilizando dose dupla de gadolínio é a que permite melhor avaliação das artérias cervicais. A utilização de contraste diluído prejudica a avaliação dos vasos do pescoço.

An efficient total variation algorithm for super-resolution in fetal brain MRI with adaptive regularization.

Although fetal anatomy can be adequately viewed in new multi-slice MR images, many critical limitations remain for quantitative data analysis. To this end, several research groups have recently developed advanced image processing methods, often denoted by super-resolution (SR) techniques, to reconstruct from a set of clinical low-resolution (LR) images, a high-resolution (HR) motion-free volume. It is usually modeled as an inverse problem where the regularization term plays a central role in the reconstruction quality. Literature has been quite attracted by Total Variation energies because of their ability in edge preserving but only standard explicit steepest gradient techniques have been applied for optimization. In a preliminary work, it has been shown that novel fast convex optimization techniques could be successfully applied to design an efficient Total Variation optimization algorithm for the super-resolution problem. In this work, two major contributions are presented. Firstly, we will briefly review the Bayesian and Variational dual formulations of current state-of-the-art methods dedicated to fetal MRI reconstruction. Secondly, we present an extensive quantitative evaluation of our SR algorithm previously introduced on both simulated fetal and real clinical data (with both normal and pathological subjects). Specifically, we study the robustness of regularization terms in front of residual registration errors and we also present a novel strategy for automatically select the weight of the regularization as regards the data fidelity term. Our results show that our TV implementation is highly robust in front of motion artifacts and that it offers the best trade-off between speed and accuracy for fetal MRI recovery as in comparison with state-of-the art methods.

A new formula for calculating standard liver volume for living donor liver transplantation without using body weight.

BACKGROUND & AIMS: The standard liver volume (SLV) is widely used in liver surgery, especially for living donor liver transplantation (LDLT). All the reported formulas for SLV use body surface area or body weight, which can be influenced strongly by the general condition of the patient. METHODS: We analyzed the liver volumes of 180 Japanese donor candidates and 160 Swiss patients with normal livers to develop a new formula. The dataset was randomly divided into two subsets, the test and validation sample, stratified by race. The new formula was validated using 50 LDLT recipients. RESULTS: Without using body weight-related variables, age, thoracic width measured using computed tomography, and race independently predicted the total liver volume (TLV). A new formula: 203.3-(3.61×age)+(58.7×thoracic width)-(463.7×race [1=Asian, 0=Caucasian]), most accurately predicted the TLV in the validation dataset as compared with any other formulas. The graft volume for LDLT was correlated with the postoperative prothrombin time, and the graft volume/SLV ratio calculated using the new formula was significantly better correlated with the postoperative prothrombin time than the graft volume/SLV ratio calculated using the other formulas or the graft volume/body weight ratio. CONCLUSIONS: The new formula derived using the age, thoracic width and race predicted both the TLV in the healthy patient group and the SLV in LDLT recipients more accurately than any other previously reported formulas.

Polygenic determinants of white matter volume derived from GWAS lack reproducibility in a replicate sample

A recent publication reported an exciting polygenic effect of schizophrenia (SCZ) risk variants, identified by a large genome-wide association study (GWAS), on total brain and white matter volumes in schizophrenic patients and, even more prominently, in healthy subjects. The aim of the present work was to replicate and then potentially extend these findings. According to the original publication, polygenic risk scores using single nucleotide polymorphism (SNP) information of SCZ GWAS (polygenic SCZ risk scores; PSS) were calculated in 122 healthy subjects, enrolled in a structural magnetic resonance imaging (MRI) study. These scores were computed based on P-values and odds ratios available through the Psychiatric GWAS Consortium. In addition, polygenic white matter scores (PWM) were calculated, using the respective SNP subset in the original publication. None of the polygenic scores, either PSS or PWM, were found to be associated with total brain, white matter or gray matter volume in our replicate sample. Minor differences between the original and the present study that might have contributed to lack of reproducibility (but unlikely explain it fully), are number of subjects, ethnicity, age distribution, array technology, SNP imputation quality and MRI scanner type. In contrast to the original publication, our results do not reveal the slightest signal of association of the described sets of GWAS-identified SCZ risk variants with brain volumes in adults. Caution is indicated in interpreting studies building on polygenic risk scores without replication sample.

Estimation of surface area and pore volume of activated carbons by methylene blue and iodine numbers

Data of methylene blue number and iodine number of activated carbons samples were calibrated against the respective surface area, micropore volume and total pore volume using multiple regression. The models obtained from the calibrations were used in predicting these physical properties of a test group of activated carbon samples produced from several raw materials. In all cases, the predicted values were in good agreement with the expected values. The method allows extracting more information from the methylene blue and iodine adsorption studies than normally obtained with this type of material.

Interferência da redução no volume de aplicação sobre o controle da mancha preta (Guignardia citricarpa Kiely) em frutos de laranja 'Valência'

O controle químico do agente causal da mancha-preta-dos-citros (MPC) tem merecido destaque pelo excessivo número de pulverizações, elevando sobremaneira os custos de produção na citricultura. A busca por melhorias na eficiência das pulverizações e reduções na quantidade dos produtos fitossanitários já tem sido realizada, mas os resultados dessa prática ainda não são consistentes para que possa ser aplicado em escala comercial. Sendo assim, essa pesquisa objetivou avaliar a interferência da redução no volume de aplicação, sobre o controle químico da mancha preta em frutos cítricos. O experimento foi conduzido em pomar comercial com plantas de 16 anos de idade, da variedade Valência durante o ano agrícola 2007. Os tratamentos consistiram de três volumes de calda, 3,5; 4,5 e 8,5 L planta-1, aplicados por pulverizador de jato transportado Arbus 2000/Export, com ramal especial de bicos, utilizando-se fungicidas e períodos recomendados para o controle da doença em um total de quatro pulverizações e mais um tratamento testemunha (sem pulverização). As avaliações de incidência e severidade da doença ocorreram através de escala visual diagramática de notas em duas épocas (pré-colheita e colheita), em três alturas (baixo, médio e alto) da planta e mais três setores horizontais (entrada, frontal e saída) em dois lados da planta. Os frutos caídos foram contados quinzenalmente, em plantas previamente selecionadas, do início da maturação até a colheita com a quantificação da produção (kg planta-1). A incidência e severidade da doença foram menores quando as pulverizações foram realizadas com 8,5 L planta-1 na primeira época de avaliação (pré-colheita), porém na colheita, não houve diferenças entre os mesmos parâmetros, quando pulverizados 4,5 ou 8,5 L planta-1. Nenhum tratamento reduziu a doença no setor alto da planta, em comparação a testemunha. Os setores da planta com os frutos mais expostos aos raios solares, lado direito e alto da planta, apresentaram maior incidência e severidade da doença. A redução no volume de 8,5 para 4,5 L planta-1 pode ser praticada na citricultura sem prejuízo do nível de controle da MPC.

Importância das variáveis altura dominante e altura total em equaçõea hipsométricas e volumétricas

Este estudo foi conduzido, visando avaliar as seguintes hipóteses: a) equações hipsométricas devem ser obtidas por parcela, apenas em função do dap; e b) equações volumétricas devem ser locais, em função apenas do dap. Foram utilizados dados de quatro parcelas distribuídas ao acaso em um povoamento de eucalipto de 67,81 ha e de 50 parcelas distribuídas ao acaso em um povoamento de 121,3 ha, da mesma espécie. Em uma análise inicial, a fim de obter valores reais de altura total e de volume sólido, realizou-se uma cubagem rigorosa de todas as árvores das quatro parcelas. Foram utilizados, ainda, dados de 277 árvores cubadas rigorosamente nos povoamentos. Para avaliar a exatidão das estimativas e as hipóteses formuladas, empregou-se o procedimento estatístico proposto por Leite & Oliveira (2002). Com base nos resultados, as hipóteses a e b foram rejeitadas a 1% de probabilidade. Concluiu-se, portanto, que em um inventário florestal a variável Hd deve ser considerada e que as equações volumétricas devem ser regionais.

Avaliação de modelos de afilamento segmentados na estimação da altura e volume comercial de fustes de Eucalyptus sp.

Este trabalho teve como objetivo avaliar diferentes modelos de afilamento na estimativa da altura comercial, do volume comercial e de volumes ao longo do fuste de Eucalyptus sp., de modo a garantir resultados mais precisos na obtenção de multiprodutos. Foram avaliados os modelos de afilamento de Max e Burkhart (1976), Demaerschalk e Kozak (1977) e Parresol et al. (1987). Empregaram-se dados de cubagem rigorosa de árvores de Eucalyptus sp., com idade de 16 anos, sendo utilizadas 41 árvores-amostra no ajuste dos modelos. Baseado na análise gráfica dos resíduos e nas estatísticas desvio médio (dm), média das diferenças (MD) e desvio-padrão das diferenças (DPD), verificou-se que o modelo de Max e Burkhart (1976) foi superior aos outros em todas variáveis avaliadas, seguido pelo modelo de Demaerschalk e Kozak (1967). O modelo de Parresol et al. (1987) teve resultados tendenciosos, à exceção da estimativa de volumes de toras entre 25 e 35% da altura total.

Estimação do volume de árvores de clones de eucalipto pelo método da similaridade de perfis

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver e propor um procedimento para quantificação do volume de árvores em plantios clonais de eucalipto não desbastados. Para quantificar o volume de árvores, foram utilizados dados de 2.036 árvores de clones comerciais de eucalipto pertencentes à empresa CAF Santa Bárbara, onde foram ajustadas as equações de volume de cada estrato, sendo este determinado pela região e pelo clone, e as idades dos clones variaram de 4 a 5 anos. Para cada árvore foi ajustado um modelo de afilamento. Posteriormente, foram realizados abates de três árvores de clones novos, que não possuíam equação de volume específica, sendo uma árvore "pequena", uma "média" e uma "grande" em termos de dap e altura total. Com as três árvores cubadas, foi ajustado o modelo de afilamento, considerando-se as três árvores. De posse das estimativas dos parâmetros, foi calculada uma medida de similaridade com os parâmetros das equações de afilamento ajustadas para as 2.036 árvores dos clones comerciais e o parâmetro da equação do clone novo. A árvore do clone comercial que apresentou o menor valor de distância euclidiana, em comparação com o clone novo, foi considerada a mais similar; portanto, a equação de volume desse clone comercial foi usada para estimar o volume de árvores desse novo clone. Tal procedimento foi denominado método da similaridade de perfis. Esse método pode ser usado para estimar volume de árvores dos clones que não têm equações específicas, gerando estimativas semelhantes ao comparar dados observados e estimados, tanto de árvores individuais quanto de todo um talhão.