2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上宣布，我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，争取2060年前实现碳中和目标。“双碳”战略倡导的绿色低碳发展模式有利于引导绿色技术创新，提高产业核心竞争力。中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》强调了构建绿色高效现代化综合交通体系的重要性，并提出应将生态环保理念贯穿于交通基础设施规划、建设、运营和养护全过程。
“交通强国”战略与“双碳”目标下我国公路基础设施面临着绿色化、智能化建造的转型需求，耐久性路基低碳低扰建造技术旨在解决公路路基建造领域存在的耐久性差、服役寿命短、建设与运维期对路域环境负面影响大且交通干扰高等瓶颈问题。耐久性路基低碳低扰建造技术融合了材料、结构、信息、管理等多学科交叉手段，提出了基于建设-运营-养护全过程的低环境负荷和低交通干扰的新型建造材料、结构和工艺，以及路域物质资源高效利用方法，对于我国公路基础设施环境低影响建造集成技术水平提升具有重大意义。
为充分展示我国耐久性路基低碳低扰建造技术的最新研究成果，及时总结该领域的前沿动态和关键技术，推动理论和技术创新，《中国公路学报》编辑部联合长沙理工大学张军辉教授、重庆大学崔新壮教授共同策划了“耐久性路基低碳低扰建造技术”专栏；并邀请长安大学包含教授、长沙理工大学曾铃教授、重庆大学周航教授、宁夏大学李学丰教授、同济大学吕玺琳教授、浙江大学曹志刚教授、中南大学肖源杰教授和香港理工大学周超副教授作为组稿专家，长沙理工大学顾凡教授和苏州大学唐强教授担任组稿负责人，共同向该领域的知名专家、学者约稿，出版本期“耐久性路基低碳低扰建造技术”专栏。本专栏共收到相关论文40余篇，最终录用12篇。研究内容主要集中于以下2个方面：
(1)耐久性路基低碳低扰建造材料性能表征。主要内容包括：工业废弃料在路基改良中的应用、不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形试验及预估模型、用于稳定尾渣路基填料的飞灰地聚合物制备与性能研究、阿拉伯树胶改性预崩解炭质泥岩路用性能及改性机制、干湿循环对高分子吸水树脂固化泥浆土物理力学性状的影响规律、高聚物注浆材料压缩疲劳损伤演化与寿命预测。
(2)耐久性路基结构长期性能评价与韧性提升方法。主要内容包括：重载公路路基动力响应现场测试与三维空间分布规律、吸附结合水对高液限土变形影响规律、考虑桩周土体流变的静压桩长期沉降理论解析、地震作用下热锚管框架支护多年冻土边坡稳定性分析方法、高陡路堑岩质边坡潜在落石灾害评估及防护建议、考虑胶结损伤的水泥土搅拌桩加固路堤破坏特征研究。
在此特向专栏组稿专家、审稿专家和作者的辛勤付出致谢！希望本期专栏的出版可以进一步推动我国耐久性路基低碳低扰建造技术的发展。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展，以期为广大专家、学者及工程技术人员提拱学习、交流的平台，促进我国交通基础设施建设事业的高质量与可持续发展。

20世纪70年代,我国自主研发的第一台单点信号控制机在北京应用，80年代国家“七五”科技攻关重大成果“城市交通实时自适应控制系统”问世。至此，我国道路交通控制已经走过了约50年的发展历程。2019年中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》将城市综合交通协同管控列为亟待攻关的前沿关键科技之一。围绕国家战略和行业发展新需求与新趋势，近年来我国广大科研和技术人员在道路交通控制领域进行了积极的理论方法研究和工程技术实践，取得了丰硕的创新成果。然而，新时期道路交通控制领域也面临高质量发展的新使命和新要求。
为了及时总结近年来我国道路交通控制理论方法研究和工程技术实践方面的新进展，推动该领域的理论发展和技术进步,《中国公路学报》编辑部联合同济大学唐克双教授、中国科学院自动化研究所吕宜生研究员、长沙理工大学郝威教授、上海理工大学赵靖教授共同策划了“道路交通控制新理论、新方法与新实践”专栏；并邀请西安建筑科技大学赵祥模教授、中国科学院自动化研究所王飞跃研究员、同济大学杨晓光教授、浙江大学王殿海教授和公安部交通管理科学研究所刘东波研究员作为组稿咨询专家,长安大学徐志刚教授、浙江大学金盛教授、华南理工大学卢凯教授、清华大学李力教授、东南大学王昊教授、公安部交通管理科学研究所顾金刚研究员、同济大学胡笳教授、武汉理工大学吕能超教授、北京航空航天大学陈鹏副教授、重庆交通大学吴伟教授作为组稿专家，出版本期“道路交通控制新理论、新方法与新实践”专栏。本专栏共收到相关论文约60篇，经过严格审稿，最终录用其中14篇。研究主题主要集中于以下4个方面：
（1）总结和分析国内外道路交通控制相关的理论、方法、技术发展历程及主要成果的文献综述类研究。包括2篇文章：智能高速公路交通应用技术发展综述和蜂窝网络大数据驱动城市交通出行特征挖掘研究进展。
（2）围绕单点、干线、公交优先和匝道控制等经典场景的理论方法研究。包括5篇文章：考虑可变相位结构的网络多路径绿波协调控制方法、排阵式交叉口车道功能-信号控制协同优化及效益分析、基于预信号的快速路出口匝道衔接交叉口控制优化方法、绿波轨迹特征原理及其干道协调优化建模应用和兼顾社会车辆多路径协调的干线公交优先信号协调方法。
（3）面向智能网联与自动驾驶环境的新型道路交通控制理论方法研究。包括3篇文章：考虑自动驾驶专用相位的交叉口信号控制方法、基于类人决策与横纵向协同的车辆弯道自适应巡航控制策略和考虑自动驾驶专用车道的混合交通分配模型。
（4）基于车辆出行时空连续感知等新数据的道路交通控制理论方法研究。包括4篇文章：基于AVI数据与深度强化学习的城市快速路匝道协调控制方法、基于电警数据的干线自适应协调信号控制优化方法、考虑个体车辆先验数据的交通信号模糊控制研究和基于SVAE-WGANGP的地点车速数据质量恢复研究。
希望本期专栏的出版可以进一步推动我国道路交通控制理论、方法与实践的创新，加快相关研究成果的转化应用，服务我国道路交通控制高质量发展。在此特向专栏组稿咨询专家、组稿专家、审稿专家、作者的辛勤付出致谢!《中国公路学报》将继续关注该领域的国内外最新研究进展，以期为公路交通领域的专业人员提供学习和交流的平台，促进我国道路交通控制的高质量发展。由于水平及时间有限，专栏中失误与不足在所难免，恳请各位专家学者不吝指出。

当前，中国工业废弃料堆存量大且资源化利用率低，工业废弃料资源化利用对促进社会可持续发展意义重大。由于环保要求的加强和自然资源的短缺，采用工业废弃料改性不良路基土成为减轻道路材料短缺和加速绿色建筑材料开发的重要途径。详细综述了赤泥、矿渣、钢渣和粉煤灰等典型工业废弃料的工程特性和前处理工艺，及其改良路基土的关键技术方法。通常采用水洗法处理赤泥、矿渣和粉煤灰，采用蒸汽造粒法处理钢渣，接着利用单掺、工业废弃料-无机矿物复掺和工业废弃料碱激发等手段改良特殊土路基。针对膨胀土、黄土和重金属污染土的工程特性差异，通常采用工业废弃料单掺改良膨胀土和黄土，利用复掺处治重金属污染土。工业废弃料改良技术显著降低了特殊土的液限和塑性指数，提升了其强度和耐久性，并有效抑制了重金属离子的迁移过程。此外，还从力学特性、微观形貌、化学组成和反应机制等方面，详细归纳了工业废弃料改良土的宏微观物化特性，剖析了工业废弃料处治路基土的改良机理，提出不同特殊土路基的改良方案。目前，关于工业废弃料改良特殊土路基长期路用性能演化规律的研究成果甚少，建议针对该领域广泛开展研究。

为探究城市建筑拆除固废再生骨料部分或全部取代天然骨料用于粗粒土路基填料的可行性，开展了一系列不同再生骨料取代率、含水率、围压和剪应力比等组合下的室内大型动三轴试验，定量研究了土性参数和应力状态对试样累积塑性应变特性的影响规律；基于不同试样轴向塑性应变累积的多阶段特征，提出了相应的预估模型，并开展了预估模型参数与各试验变量之间的统计相关性分析，据此进一步优化了预估模型。研究结果表明：含水率、剪应力比和围压的增大均会促进试样累积塑性应变的增长，取代率为85%的再生骨料路基填料具有较优的抗永久变形能力；剪应力比为0.7是再生骨料路基填料安定行为划分区间的重要参考量，位于塑性蠕变区间试样的后压实阶段和次循环压缩阶段的分界点，可初步定为2 000次。所建立的预估模型很好地反映了试样的安定行为特性和累积塑性应变发展的多阶段特征，可为相似路基填料的长期路用性能评定提供理论依据。

为大规模消纳生活垃圾焚烧灰渣，采用飞灰为原材料制备地聚合物，并论证地聚合物代替水泥用于稳定尾渣路基填料的可行性。首先，以基础材料（飞灰和偏高岭土）和碱激发剂（NaOH和Na₂SiO₃）为原材料，改变A（SiO₂与Al₂O₃的质量比）、B（Na₂O与SiO₂的质量比）和C（水与基础材料的质量比）3个参数，采用正交试验设计了16种地聚合物配比，并基于抗压强度和重金属浸出浓度确定其最佳配比；其次，研究了陈化时间、搅拌时间和固化温度对地聚合物抗压强度的影响，并采用微观测试考察了飞灰地聚合物的化学组成、官能团以及表面微观结构；最后，测试飞灰地聚合物稳定尾渣的加州承载比（CBR）和有害重金属浸出浓度。研究结果表明：飞灰地聚合物的最佳配合比为A=7.0、B=0.82、C=0.66，最佳配合比下的飞灰地聚合物3 d和28 d抗压强度分别为14.54、15.78 MPa；制备地聚合物时，陈化时间宜为3 h、搅拌时间宜为1 min、固化温度宜为60℃；反应生成的C—S—H、N—A—S—H、钙矾石（AFt）以及CaCO₃等互相搭接形成三维网状结构，是地聚合物强度形成的主要原因；有害重金属通过物理吸附和化学键合的双重作用被固封在网状结构中；地聚合物稳定尾渣的CBR满足高等级公路技术要求，当聚合物掺量为6%和12%时，地聚合物稳定尾渣的有害重金属浸出浓度分别满足Ⅳ类和Ⅲ类地下水质量标准。

为提升预崩解炭质泥岩路用性能以用作路堤填料，采用阿拉伯树胶对预崩解炭质泥岩进行改性，分析改性后预崩解炭质泥岩的路用性能及改性机制。开展加州承载比（CBR）、回弹模量、无侧限抗压强度（UCS）及单轴抗拉强度试验，研究阿拉伯树胶掺量与养护龄期对改性预崩解炭质泥岩路用性能的影响，并通过崩解性、酸碱度（pH）、电导率、溶解性固体总量（TDS）及Zeta电位试验分析改性前后预崩解炭质泥岩理化特性的变化，结合扫描电镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）与傅里叶变换红外光谱分析（FTIR），探讨阿拉伯树胶对预崩解炭质泥岩的改性机制。研究结果表明：阿拉伯树胶能有效改善预崩解炭质泥岩的路用性能，且随掺量与养护龄期增加，路用性能改善程度逐渐增大；结合经济性考虑，阿拉伯树胶掺量为4%时路用性能改性效果最佳，CBR与回弹模量分别提升495%和427%，UCS与单轴抗拉强度均提升230%以上；掺入阿拉伯树胶可大幅降低预崩解炭质泥岩的崩解率、pH值、电导率、TDS及Zeta电位绝对值，改善预崩解炭质泥岩的水稳性；阿拉伯树胶通过降低预崩解炭质泥岩碱性、提供阳离子与颗粒表面离子发生离子交换并吸附在颗粒表面的方式，优化改性预崩解炭质泥岩内部结构性，通过胶结预崩解炭质泥岩颗粒、填充内部孔洞与孔隙的方式提升黏聚力与整体性，并包覆在颗粒与团聚体表层，阻隔外部环境直接作用。研究结果可为预崩解炭质泥岩再利用提供思路，并为阿拉伯树胶用作其他岩土材料的改性剂提供参考。

将废弃泥浆改性作为路基填料不仅能够减轻环境污染，而且可以实现废弃材料再利用，具有重要的工程意义和环境效益。针对高分子吸水树脂固化泥浆土在干湿循环条件下的耐久性演化规律，开展了一系列高分子吸水树脂固化泥浆土干湿循环试验，分析了高分子吸水树脂掺量、泥浆液限、高岭土掺入对固化泥浆土耐久性的影响规律。研究结果表明：高分子吸水树脂（SAP）能够显著提升固化泥浆土的干湿循环强度q_u，SAP掺量与干湿循环强度之间存在一个阈值对应于最大q_u；随着液限的增大，固化泥浆土干湿循环q_u逐渐降低，SAP对固化泥浆土相同干湿循环次数下强度的提升作用随液限的增大而增大；掺入SAP后固化泥浆土强度与质量损失率的关系存在2个阶段，当干湿循环次数小于4时，q_u随着质量损失率的增大而逐渐增大，当干湿循环次数大于4时，试样完整性逐渐丧失，q_u与质量损失率呈现幂函数减小的规律。掺入高岭土能够显著提升固化泥浆土干湿循环强度，但是承受干湿循环的次数也显著衰减。因此，在实际工程中为了同时满足强度和耐久性要求时，可以通过增加SAP掺量和适量加入高岭土系材料来调节固化泥浆土抵抗干湿循环的能力。

高聚物注浆材料以固化时间短、膨胀力和膨胀比大、轻质高强等特点在道路的非开挖修复中应用广泛。在长期交通荷载作用下高聚物注浆材料的力学性能会受到一定程度的影响，然而其疲劳损伤演化规律和服役寿命预测尚未见到系统研究。采用现场试验、准静态压缩和循环压缩试验对高聚物注浆材料的修复效果和静动态抗压性能进行了研究，提出了一种基于密度和寿命的疲劳阈值预测公式。结果表明：弹性模量、抗压强度、准静态能量耗散随密度增大而增大且存在幂函数关系；不同密度高聚物注浆材料的疲劳阈值在0.6~0.8之间；压缩疲劳性能随着相对循环次数的演化过程可分为3阶段（调整阶段、稳定变化阶段、循环破坏或循环硬化阶段）；在较高应力水平（0.7和0.8）下，经过调整和稳定变化阶段，动态弹性模量减小，累积应变、应变速率、动态能量耗散增大；相对循环次数达到80%之后，疲劳性能参数急剧变化，动态弹性模量平均减小了93.69 MPa，累积应变、应变速率、动态能量耗散平均增加了0.15、0.20 s^-1、0.027 MJ·m^-3；试件发生破坏且在泡孔结构中出现裂纹和坍塌破碎；在低应力水平（0.6）下，经过调整阶段，动态弹性模量和累积应变与循环次数存在对数函数关系，应变速率和动态能量耗散与循环次数存在指数函数关系；循环硬化后，其宏微观形貌无明显损伤，且抗压强度和弹性模量平均有超过20%的提高。所得结果为高聚物注浆材料耐久性能评价和推广应用提供了一定的理论指导和科学依据。

交通荷载的“远—近—远”周期性移动，导致作用于路基土体单元上的主应力方向产生连续的旋转及产生复杂的应力路径，从而加剧路基动力性能的衰变，进一步影响路基服役性能。利用自主研发的三维动态土压力传感器（RDSPS），开展了重载交通荷载下公路路基三维动力响应现场测试，获取了真实状态下路基全应力分量（σ_x、σ_y、σ_z、τ_xz、τ_xy、τ_yz）时程曲线，揭示了重载交通作用下路基内部复杂应力路径与应力主轴旋转规律，解译了路基动应力的三维空间分布特征，建立了公路路基竖向动应力计算模型。研究结果表明：在汽车轮轴经过土单元过程中，土单元最大应力主轴先是顺时针旋转90°，然后再逆时针旋转90°；在测试速度范围内，汽车速度与轴重对路基动力响应均存在一定影响，但是对于新建公路而言，汽车轴重对动应力的影响更加明显，竖向动应力与汽车速度或轴重呈线性增长的关系，汽车速度与轴重越大，在路基内所产生的竖向动应力越大；不同类型汽车在路基所引起的竖向动应力沿深度方向的衰减规律基本一致，衰减速度由快变慢。该研究对重载公路路基动力性能评价和结构设计提供了基础。

为揭示南方湿热气候条件下吸附结合水对高液限土变形的影响规律，选取海南、湖南5种高液限土样，并以2组低液限土为对比样，开展了吸附结合水测试及相同初始孔隙比和相同初始有效孔隙比（将吸附结合水视为固相）下的饱和固结、渗透试验，研究了吸附结合水在下路堤工况条件下的类固相性质及其对高液限土变形的影响规律，建立了孔隙比、有效孔隙比与压缩指数的关系；进行了温控固结、动三轴和核磁共振试验，分析了上路堤、路床工况下高液限土及水泥改良高液限土中吸附结合水的变化及其对高液限土变形的影响规律。结果表明：相同初始孔隙比的不同土样，吸附结合水含量越高，固结压缩量越小，渗透系数越小；相同初始有效孔隙比的不同土样，压缩性和渗透性趋于一致，证明了吸附结合水类固相性；初始有效孔隙比与压缩指数的相关性系数为0.919，由此可建立以吸附结合水含量、初始孔隙比和比重为参数的压缩指数预估公式；温度和动应力作用会引起土中吸附结合水向自由水转化，从而增大土体变形；与未改良高液限土相比，水泥改良高液限土后永久变形大幅降低，其动荷载作用后吸附结合水向自由水转化大幅减小。研究成果可为中国南方地区高液限土填料合理利用提供依据。

黏土地基中桩基长期持荷状态下桩周土体流变引起的桩基长期沉降变形显著，从而对上部结构的安全稳定性造成影响。根据静压桩承载过程中桩周土体的实际应力状态，利用剪切流变等效时间线模型和Yin-Graham压缩流变模型分别对桩侧和桩端土体的流变特性进行了探讨。基于静压沉桩效应，加载初始变形理论和流变机理，建立了黏土地基中静压桩考虑加载变形与流变的扩展荷载传递函数。在此基础上，考虑桩侧桩端的初始沉降与流变协调条件，对荷载传递理论进行改进，提出了考虑桩周土体流变的静压桩长期沉降理论计算方法。通过与2根持荷29.4年的静压桩长期沉降现场实测对比，验证了所提方法的可靠性。利用所提方法，进一步分析了剪切蠕变速率、持荷水平、蠕变速率影响因子等因素对静压桩长期沉降的影响。结果表明：桩基持荷初期桩周土体流变效应显著，桩基沉降变形增长速率较大，随后速率逐渐降低；黏土地基中桩周土体流变引起的沉降在静压桩长期沉降中的占比较大，占总沉降的50%左右；桩基长期沉降随剪切蠕变速率和持荷水平的增加而增大。

为了更合理地评价地震作用下热锚管框架支护多年冻土边坡的稳定性，基于波动理论和极限分析上限定理，并结合似黏聚力理论和冻土边坡失稳破坏模式，推导了地震波在冻融双层介质交界面处的波形转换和透射反射系数，给出了P波或SV波作用下的热锚管框架冻土边坡体系地震动力稳定性计算方法，并结合算例进行了分析与验证。结果表明：新型热锚管支护技术与热棒、锚杆相比其可靠性更好，能够从热学和力学2个方面共同提高冻土边坡的稳定性，其换热能力越强、极限锚固力越大，冻土边坡稳定性也就越高；入射地震波强度增加，热锚管冻土边坡体系的稳定性降低，且提出的地震稳定性分析方法与动力强度折减法和传统拟静力法结果总体趋势较为一致。研究结果可为热锚管框架支护冻土边坡的抗震设计提供科学合理的依据。

为评估高陡路堑岩质边坡潜在落石的危害风险，以连云港中云台山人工开挖高陡岩质边坡为研究对象，通过地质调查及结构面分析，识别出研究边坡危岩破坏机制主要为风化破坏、平面滑动破坏、楔形体破坏和倾倒破坏，并据此确定了3个潜在落石源区及可能运动剖面。结合现场实际工况特征，基于原位试验测定了运动剖面所涉及的5种坡面材料（坚硬变粒岩、变粒岩散在覆盖较低植被、常态混凝土、喷射混凝土及沥青路面）的法向和切向恢复系数，分别为0.39、0.44、0.47、0.51、0.42和0.84、0.78、0.85、0.88、0.92。综合上述参数，采用RocFall V.4.0程序对研究边坡进行落石灾害分析及防护措施测试。结果表明：无防护措施下，3个剖面上57.7%~61.6%的落石可侵入公路，最大回弹高度可达23.52~26.52 m；随下落高度增加，落石平动速度及总动能呈显著增大趋势，在高速公路区域各剖面落石速度均大于24 m·s^-1，最大总动能可达1 252.4~1 711.3 kJ。现有防护措施下，95%的落石被第一、二道防护网拦截，仅存在少数落石逃逸，对超防护能级落石，现有措施可能面临挑战，加强巡视、铺设高吸能材料及原地支护或分解可能有助于该问题的解决。相关研究思路及获得的结果可为类似工程边坡落石灾害风险减轻及防护措施构建、加强提供重要参考。

路堤荷载下水泥土搅拌桩可能发生失稳破坏，明确搅拌桩的破坏特征对其稳定性计算具有重要意义。考虑水泥土的应变损伤特性，在摩尔-库仑模型的基础上，将等效塑性应变与水泥土抗剪强度参数关联，提出了水泥土胶结损伤本构模型，通过ABAQAS子程序实现了本构模型的数值应用。依托引江济淮白山节制枢纽软基处理工程，建立了搅拌桩加固路堤的三维数值模型，分析了水泥土胶结损伤程度、桩身强度等参数对搅拌桩破坏特征及其路堤稳定性的影响。结果表明：不考虑水泥土的胶结损伤会高估路堤整体稳定性；路堤荷载下搅拌桩的破坏模式包括桩体剪切破坏、弯拉破坏、倾斜破坏和滑移破坏等；路堤破坏时呈现三段楔形的塑性贯通面，并可分为压剪区、直剪区和弯剪区3个区域；路堤下搅拌桩并非同时破坏，呈渐进破坏过程，且渐进破坏顺序与桩体强度相关；搅拌桩从各级坡中心处开始发生剪切破坏，并向坡脚延伸直至破坏；作为对照，素混凝土桩则从各级坡脚开始发生弯曲破坏，并向坡中心方向延伸直至破坏；路堤坡脚加固对其整体稳定性至关重要。

为促进高速公路的智能化转型升级，实现新技术与交通应用的有效融合，对智能高速交通应用技术的发展现状和应用前景进行分析。首先在梳理国内外智能道路发展经验和技术成果的基础上，借鉴智能车辆公路系统技术演变过程对智能高速公路系统进行定义，并探讨智能高速公路对交通应用需求、功能需求和技术需求的定位。进而以问题为导向、需求为牵引、技术为支撑，围绕路网状态精准感知、交通运行协同管控和用户交互智能服务三方面的交通应用技术展开综述研究。并根据综述发现探讨相关技术发展与应用存在的难点和问题，展望未来领域的研究重点和发展方向。研究发现：这些交通应用技术的协同发展和集成是路网融合感知、协同交通管控、安全需求管理、基础设施管养、智能服务交互等多领域耦合发展的重要条件；未来技术发展中，车路云协同感知和多源异步异构数据融合是技术突破，智能协同管控、运维管养和服务交互是技术转化方向；工程实践中，特定试验场景应逐渐过渡到复杂的高速场景，交通监控系统应与各智能终端协同，以及交通高效预测、混合交通协同、预防性智能养护是应用挑战。该综述分析可为中国智能高速公路的技术研发、工程应用以及未来示范工程的技术应用转化提供重要参考。

随着城市化进程不断加快，城市功能分区正从规模增长向质量提升转型发展，优化城市空间布局、深化多模式融合交通运营和打造一体化出行服务平台是城市交通数字化转型的核心需求，挖掘城市交通出行特征并对其进行分析，有助于完善城市立体化交通服务体系、满足多样化出行需求、推进城市用地合理开发利用以及指导城市决策者制定合理的规划措施。蜂窝信令数据（Cellular Signaling Data，CSD）具有覆盖范围广、样本量大、可长期连续监测等优势，蜂窝网络大数据可以较低的成本挖掘大规模人口的起讫（Origin Destination，OD）分布和出行行为模式，是促进未来城市智能交通发展的重要组成部分。基于此，对现有交通信息采集方法、发展制约因素和蜂窝信令数据价值进行了总体概述，梳理了面向蜂窝网络大数据的城市交通出行特征挖掘框架、关键技术研究进展和未来发展方向。首先，依据基于蜂窝信令数据的城市交通出行特征挖掘系统的功能规划与发展需求给出了其架构设计与应用框架。其次，从蜂窝网络出行链构建角度总结了蜂窝移动通信网络结构、出行链特征与提取框架，阐述了针对出行链中噪声数据和轨迹震荡的数据优化方法，以及出行链轨迹与实际路网融合时的路网匹配技术。然后，面对蜂窝网络大数据驱动下的城市空间结构优化与多模式交通发展需求，从人口流动监测、出行模式识别、行为分析与预测等城市交通出行特征挖掘方面详细介绍研究现状。最后，从5G优化定位、多源数据处理与挖掘、细粒度出行模式识别、基于组件的系统模型体系构建等方面指出了未来研究的技术方向和发展趋势。

随着自动驾驶技术的发展，自动驾驶和人工驾驶混行交通流将在城市道路长期存在。如何针对混行交通流进行交通控制，进一步提升交叉口的通行效率已成为研究热点。已有针对混行交通流交通控制的研究大多使用统一控制模式，即自动驾驶和人工驾驶交通流共享路权和绿灯时间，较难体现自动驾驶交通流的通行效率优势。基于此，提出自动驾驶专用相位，布设自动驾驶专用车道，自动驾驶专用相位绿灯启亮时，自动驾驶车辆在交叉口内部“穿插式”通行，提高交叉口通行效率。首先，设计考虑自动驾驶专用相位的“双环-四组”相位结构，基于排队论建立自动驾驶专用相位通行能力预测模型；其次，以交叉口通行能力最大为目标，以是否设置自动驾驶专用相位和信号相位绿灯持续时间为决策变量，综合考虑车道布设、车道通行能力、信号配时以及流量分配等约束，建立混合整数非线性规划（Mixed-integer Nonlinear Program，MINLP）模型，利用AMPL （A Mathematical Programming Language）进行编译并使用Baron数学规划优化器高效求解。案例分析结果表明：自动驾驶专用相位能有效从通行时间上分离自动驾驶和人工驾驶车辆，提高混行交通流通行能力。对自动驾驶车辆市场占有率等关键参数进行敏感度分析，结果表明：随着自动驾驶车辆市场占有率增大，自动驾驶专用相位运行效益先增再减，进一步论证了自动驾驶专用相位的有效性和最佳适用条件。

为弥补信号控制中网络多路径绿波协调控制相关方法的不足，提出一种网络多路径绿波协调控制方法，为网络中多条具有不同起讫点的路径创建相互独立的绿波。建立了考虑可变相位结构与绿波断点的网络混合整数非线性规划模型；构建了可以实现任意自定义相位结构的绿波约束条件；实现了信号方案周期在正常周期、双周期与不均匀双周期之间的切换；根据具有相同相位长度的双周期与不均匀双周期方案，定义了用于区分各方案的不同绿波通过情况。应用所提出的网络绿波协调控制方法对山东省日照市的路网进行了交通信号协调优化仿真试验。仿真试验中，以平均旅行时间、平均停车次数以及性能参数为指标，对比了所提出的模型、现状方案、Yang模型以及Pband的性能差异。研究结果表明：模型为案例路网中的7条路径创建了相互独立的绿波；7条路径的绿波带宽分别达到35、35、35、35、31、31、28 s。相较于现状方案与Yang模型，所提出的模型方案在所有路径以及总体路网上均有显著提升，相较于Pband模型，该模型在4条路径上与其表现持平，并在其他3条路径和总体路网上有明显提升；单交叉口双周期方案与正常方案的对比表明，双周期方案能够有效减少交叉口各方向进口道的延误。

为突破车辆自适应巡航控制系统对行驶速度、道路线形和交通流状态的运行设计域限制，提出一种由类人决策层与协同控制层组成的双层弯道自适应巡航控制（Bilevel Curve Adaptive Cruising Control，B-CACC）策略。首先，根据驾驶人弯道视觉特性构建风险注意分布（Risk Attention Distribution，RAD）模型，模拟预瞄距离伸缩与注意力动态特性。基于中枢能量理论构建驾驶负荷分配（Driving Load Distribution，DLD）模型，以刺激与意愿传递关系解耦人-车-路协同下的横纵向运动。以此为基础，结合智能驾驶人模型提出弯道自适应巡航决策方法。其次，运用三自由度动力学和运动学模型，通过泰勒级数展开与前向欧拉法开发模型预测控制算法。以类人决策约束替代状态量与控制量约束，运用数值求解方法滚动优化转向控制。采用比例积分控制车辆纵向运动，构建车辆横纵向协同的轨迹跟踪控制器。最后，应用Carsim与MATLAB/Simulink搭建模型在环的联合仿真试验，分别在自由与跟驰状态下测试RAD与DLD模型作用效果，检验所提B-CACC策略的有效性。试验结果表明：RAD模型作用下车速和曲率的相对分布符合驾驶人特性，保障了侧向加速度期望与输出的一致性；DLD模型以空间换时间，有效缓减了跟车时的运动冲击，在类人决策作用下，横向轨迹跟踪的最大绝对误差和均方根误差分别降低31.4%和21.4%，提高了B-CACC对曲率变化与前车干扰的稳定性与鲁棒性，改善了巡航安全性与舒适性。

为解决城市快速路日益严重的拥堵问题，利用深度强化学习，提出了一种基于车辆身份检测（Automatic Vehicle Identification，AVI）数据的城市快速路匝道协调控制方法，能够有效利用从AVI数据提取的OD信息，实现拥堵的缓解。首先，基于道路结构和控制对象的规则，划分了路段单元及路段组，定义了瓶颈路段组；其次，选取与瓶颈相关联的控制对象，即瓶颈路段的上游入口匝道和下游入口匝道；然后，将匝道协调控制问题形式化为马尔可夫决策过程，尤其是在奖赏函数中设计了融合全局奖励与单步奖励的综合奖励，进一步提升了训练效果，并利用深度确定性策略梯度算法（DDPG）进行了训练；最后，基于中国某特大城市一条快速路的真实卡口数据开展了实例分析，利用SUMO仿真软件测试了所提方法在匝道协调控制方法中的有效性。结果表明：与无控制、传统的单匝道控制方法以及多匝道协调控制方法相比，所提出的DDPG算法具有良好的控制效果。具体来说，对比无控制下，系统通过车辆数增加了24.71%，平均旅行时间降低了27.76%，主线路段平均速度提升了29.06%。此外，纳入下游入口匝道控制也比仅控制上游入口匝道降低系统平均旅行时间2.30%。对入口匝道的影响方面，DDPG算法控制下的匝道车均等待时间均低于其他方法，在保证系统通行效率的同时，将对入口匝道的不利影响降到了最低。所提方法可以有效的缓解城市快速路拥堵，提升通行效率。

为了提高排阵式交叉口在实际应用中的运行效率和稳定性，针对不同的排阵式控制模式，对其车道功能和信号控制协同优化方法进行研究。在分析了3种排阵式交叉口几何设计模式的运行特性和2种排阵式交叉口信号控制策略的控制特点的基础上，综合兼顾排阵式交叉口的运行效率和稳定性，以交叉口延误均值和延误均值半标准差为优化目标，考虑了进出口车道数、主预信号绿灯时长、排序区长度等约束条件，建立了排阵式交叉口车道功能-信号控制协同优化模型，并采用改进的非支配排序遗传算法进行求解。通过2个案例分析，分别针对既有排阵式交叉口的优化提升和常规交叉口采用排阵式控制策略的改善效果进行了分析，验证了模型的准确性和综合效益。研究结果表明：所提出的协同优化模型可在不同排阵式控制模式和交通状态下提升控制方案的运行效率和稳定性。相较于常规设计方案，在交通效益（案例中车均延误和平均排队长度分别降低了19.61%和20.94%）和环境效益（案例中CO产生量和NO_<i>x产生量分别降低了10.93%和12.97%）层面均有较为显著的提升。

现有的干线自适应协调信号控制方法大都基于线圈或浮动车检测数据，控制效益受限于线圈布设密度、数据质量以及浮动车的渗透率等因素。近年，电警卡口设备被广泛应用于中国城市道路车辆违章和公共安全管理，可实时记录每一辆车通过交叉口停车线的时刻、所在车道及其身份信息，具有布设密度高、全样本检测、可还原车辆路径等优势，为干线自适应协调信号控制提供了新的数据支撑。基于此，提出一种基于电警数据的干线自适应协调信号控制优化方法：首先，通过充分挖掘电警数据蕴含的交通流信息，利用时空关联关系实时预测流向流量和路段行程时间，将其作为控制输入参数；其次，在经典的MULTIBAND模型基础上，提出适用于自适应控制的改进MULTIBAND模型，实现相位相序、公共周期、相位差等参数的自适应优化；最后，考虑到协调方案频繁切换可能带来的负面影响，设计了方案切换的判断逻辑和过渡算法以减少方案过渡的负面影响。仿真验证结果表明：流向流量和行程时间预测误差分别为12.66%和5.03%；在支路汇入流量较低和较高时，改进MULTIBAND模型相对于经典MULTIBAND模型的延误分别降低了5.2%和15.3%；在需求波动场景下，相较于基于改进MULTIBAND模型的定时协调控制和基于车头时距规则的感应协调控制，所提出的自适应控制方法可使干线整体的车均延误分别减少18.1%和15.1%，平均停车次数分别减少19.5%和15.4%。

为了缓解城市快速路出口匝道与下游平面交叉口衔接区域车流交织引发的交通拥堵问题，提出了一种基于预信号的快速路出口匝道衔接交叉口优化控制方法。分析了车辆从驶入衔接区域至驶出衔接交叉口的运行过程，结合不同情况下的车辆到达-驶离图示，构建了包含匝道衔接段交织延误、预信号控制延误和主信号控制延误的交叉口车辆延误计算模型。在此基础上，以衔接交叉口区域车均延误最小为优化目标，考虑了交叉口信号配时、车道分配以及排队长度等方面的约束条件，构建了基于预信号的快速路出口匝道衔接交叉口交通组织优化模型。并建立了粒子群算法对优化模型进行求解。为了验证预信号优化模型的应用效果，以长春市典型的快速路和衔接交叉口为研究对象进行案例分析，并设计了6种交通场景以验证不同几何条件、左转交通比例、交叉口饱和度下的交通效益改善情况。研究结果表明：通过设置预信号和排序区，交叉口的车辆延误和停车次数均明显降低，分别降低27.94%和12.00%，其中出口匝道驶出车流降低最为显著。灵敏性分析表明：所提出的预信号控制模型能适用于不同交通情景，并且在车道数较多、左转交通占比大以及饱和度较大的出口匝道衔接交叉口能取得较大的交通效益。研究成果可以为城市快速路出口匝道衔接区域的交通管控提供支持。

干线公交优先信号协调可以提升公交系统的运行效率和可靠性，从而提高公交服务水平、增强公交系统吸引力。但现阶段的方法存在影响社会车辆通行效率的问题，或2种模式同时进行协调时，社会车辆协调空间受到限制的问题，无法保障多模式出行者的公平性。针对这些问题，提出了一种兼顾社会车辆多路径协调的干线公交优先信号协调方法。根据公交车辆和社会车辆各自的运行特征，分别以整条公交线路和每个路段上的出行路径作为2类出行模式的分析对象进行建模，基于混合整数线性规划构建2类出行模式的约束条件以及优化目标。为了验证算法的性能，以杭州市萧山区金城路包含8个交叉口的路段作为仿真路段，基于Vissim交通仿真软件构建仿真场景，并从公交车辆通行效率、社会车辆通行效率以及整体人均通行效率等3个层面进行评价。研究结果表明，相较于Multiband算法（算法1）以及只考虑直行方向社会车流协调的干线公交信号优先算法（算法2），所提方法在高峰场景下能显著提升干线的通行效率：在公交车辆通行效率层面，平均延误相较于算法1和算法2最大下降幅度分别达到了81.27%、35.35%；在社会车辆通行效率层面，与算法1和算法2相比，平均延误最大下降幅度分别达到了5.16%、11.84%；在整体人均通行效率层面，平均延误最大下降幅度分别达到了10.44%、12.07%。

从绿波协调控制需求与特点出发，针对协调优化的本质性原理展开研究。首先，创建了绿波轨迹特征点、特征线、特征方程与特征解的概念体系，提出了基于协调控制特性分析的绿波轨迹特征原理；然后，解析了面向绿波轨迹特征的协调控制周期特性、闭合特性以及叠加特性，结合匹配时间差特性分析，给出了协调路径绿波带宽损失计算方法与干道绿波协调设计目标函数；随后，根据绿波轨迹特征方程与协调设计类型，分析了绿波轨迹特征点集合的确定方法，给出了路段行人过街信号配时设计的约束条件，构建了面向绿波轨迹特征原理的干道绿波协调优化模型；最后，以广东省佛山市绿景路为例进行案例分析。结果表明：构建的模型能够获得较为理想的干道绿波带宽；相较于现状信号配时方案、MAXBAND、MULTIBAND以及SYNCHRO优化方案，所提出的模型优化方案能够有效地减少车辆平均延误时间与停车次数，取得较优的干道绿波协调控制效果。

提出一种基于车辆行程时间和路径预测的交通信号模糊控制方法，以充分利用个体车辆的历史出行信息进行信号控制优化。首先，利用贝叶斯优化的支持向量机模型，结合车辆个体特征和外部环境特征，预测个体车辆从上游到达目标交叉口的行程时间。其次，基于马尔可夫链建立贝叶斯车辆路径预测模型，根据实时车牌识别结果预测车辆出行路径，分析车辆转向选择行为。然后，根据个体车辆到达交叉口的时间和转向，集计得到交叉口各进口道各方向的预测到达率，模糊控制器根据预测到达率，输出绿灯延时，决定下一执行相位。最后，通过SUMO仿真平台对基于车辆行程时间和路径预测的交通信号模糊控制方法进行验证与效益分析。分析中，将所提出的方法与传统固定到达率的模糊控制方法进行比较，分别对平峰时段和高峰时段进行案例研究。研究结果表明，相较于传统模糊控制方法，所提出的新方法的平峰时刻车均延误下降了18.75%，高峰时刻车均延误下降了16.11%，同时，灵活相序的控制方式提高了绿灯时间的利用效率。

面向网联自动驾驶车辆（Connected and Automated Vehicles，CAV）与人工驾驶车辆（Human Driven Vehicle，HDV）混行的交通模式，研究部署自动驾驶专用车道（Lanes for Connected and Automated Vehicles，CAVL）环境下的混合交通网络均衡演变规律。考虑CAV在通行能力、时间价值和节能方面的优势，建立了面向不同属性车道的车辆出行成本计算函数，克服了传统BPR函数无法表征CAV特性的问题；提出了面向混合交通流的车道管理策略，并建立了路段交通量分配模型，为混合交通流下的道路通行能力计算提供了基础。假定CAV受中央系统调控而遵循系统最优的路径选择原则，而HDV用户根据自身驾驶经验而遵循用户最优的路径选择原则，基于此构建了CAVL环境下的混合交通均衡模型，并运用改进的连续平均法求解该模型。数值分析结果表明：同时考虑CAV对道路通行能力和用户时间价值的效益，CAV渗透率达到40%时，出行时间成本降低12%。同时发现CAVL与通用车道的设计速度相同时，当渗透率大于31%，部署CAVL才能降低时间成本。通过Nguyen-Dupuis网络测试分析发现：由于CAV行驶稳定和CAVL的优势，为达到系统最优，CAV流量主要沿CAVL路段流动；当交通需求分别为7 000 veh·h^-1和15 000 veh·h^-1时，CAV渗透率由20%增大至60%，系统成本分别降低4.12%和46.38%。研究成果为深度刻画混合交通网络流量分配奠定了基础，也为自动驾驶专用车道的优化部署提供了理论指导。

为了解决因设备长期失修造成的数据大量缺失和传统数据修复方法无法表示上下文时空关系以及不规则时序特征的问题，提出一种时空生成对抗变分自编码网络（Spatiotemporal Variational Autoencoder with W-Generative Adversarial Network-GP，SVAE-WGANGP），用以恢复地点车速数据质量。该方法以生成对抗变分自编码网络为模型基本框架，直接学习自然缺失数据集的概率分布；基于改进时空信息单元的变分自编码生成网络提取数据在缺失模式下的隐式不规则时序特征与显式上下文时空相互依赖信息；利用对抗训练策略（Wasserstein GAN with Gradient Penalty，WGAN-GP）优化深度全连接判别网络，以获得最优重构数据。借助乌鲁木齐市某路网46天实际卡口地点车速实例验证模型合理性，结果表明：与其他6个基准模型的评估指标均值相比，PMCR机制下，所提方法的均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）降低幅度分别在0.794~0.332和0.899~0.321，决定系数R²升高幅度在3.175%~60.918%；LMR机制下，所提方法的RMSE和MAE平均降低幅度分别在0.600~0.222和0.773~0.208，R²平均升高幅度在4.681%~91.518%；BMR机制下，所提方法的RMSE和MAE平均降低幅度分别在0.212~0.625和0.269~0.715，R²平均升高幅度在5.309%~49.671%。SVAE-WGANGP在恢复不同缺失机制下的路网地点车速数据质量时具备较优精确性和良好普适性，交通时空信息和不规则时序特征对该模型的数据质量恢复性能具有一定贡献性。此外，在BMR机制下，SVAE-WGANGP的运算耗时均值较VAE-GAN的均值降低0.421 s，与其他5个基准模型相比，增长幅度在0.155~12.518 s。从整体来看，该方法在恢复数据时具有较高的时效性。

为探究考虑徐变恢复的变荷载作用下预应力混凝土结构徐变规律，对5种工况下的15片模型梁进行119 d的长期试验，分析室温环境变荷载作用下预应力混凝土梁徐变应变及受力应变发展规律。结合逐步计算法及预应力混凝土徐变恢复模型，建立了考虑徐变恢复的变荷载下徐变计算方法，并进一步利用ABAQUS软件的二次开发平台建立考虑混凝土徐变恢复的徐变本构UMAT子程序，以实现对全试验周期变荷载下预应力混凝土梁徐变过程的仿真分析。研究结果表明：混凝土龄期达到119 d时，递减荷载组、递增荷载组及波动荷载组的徐变应变依次增大，且均明显小于恒荷载组的结果；递增荷载组、递减荷载组及波动荷载组徐变仿真结果与试验测试数据的最大误差分别为12%、9%及4%，3种工况受力应变仿真结果与试验测试数据的最大误差分别为10%、5%及8%，因此所建立的理论及仿真模型可以对变荷载下的徐变物理现象进行精细化分析；徐变恢复在总徐变中占比明显不能忽略，对于递减荷载组，不同龄期下徐变恢复应变为徐变应变的5%~11%，对于波动荷载组，该值增加至11%~18%；中国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 2018-336504）中徐变应变计算结果明显大于试验测试数据，是较为保守的结果；所建立的徐变精细化分析方法可以为处于变荷载作用下的大跨径预应力混凝土连续刚构桥长期徐变效应分析提供技术支撑。

跨海桥梁基础长期受波浪、水流作用，波流耦合作用于高桩承台时，会产生复杂的水动力荷载，其压力分布特性与常规波浪存在显著差异，给桥梁结构设计带来了巨大挑战。为研究跨海桥梁矩形截面高桩承台迎浪面在波流耦合作用下冲击压力的空间分布特性，利用计算流体动力学软件FLOW-3D建立了基于雷诺时均（RANS）方程和k-ε湍流模型的三维数值水槽，通过边界造流和质量源造波方法实现了对波流耦合作用的数值仿真；并通过对比前人试验，验证了上述模型的准确性。数值模拟了不同波高、承台净空和波流条件下的水平波流力时程和波压力空间分布，分析了波流同向、反向条件下的承台迎浪面波压力空间分布特征。基于数值模拟结果，分别建立了以波高和承台净空为参数的波流同向和反向条件下矩形截面高桩承台迎浪面水平波压力空间分布的数学表达式。研究结果表明：①波流同向时承台所受波流力变化规律与纯波条件相似，但波流反向时产生的最大波流力可达纯波条件的4倍；②承台迎浪面波压力分布受波高、净空和越浪影响大；③提出的矩形截面高桩承台迎浪面水平波压力空间分布的数学表达式与数值模拟结果吻合较好，且计算效率高。相关研究成果对于合理开展跨海桥梁设计具有重要理论意义和工程实用价值。

节点连接的有效性和可靠性、施工便捷性和抗震安全性是桥梁下部结构预制装配的关键技术。为促进预制装配桥梁下部结构的快速施工和抗震设计，基于超高性能混凝土（Ultra High-performance Concrete，UHPC）灌浆材料，提出一种施工便捷、容错率高的预制桥墩-承台承插式连接节点构造。开展了1/3缩尺比的承插式桥墩-承台节点拟静力试验，探究了剪力键、截面宽度对节点失效模式和抗震性能指标的影响规律。基于ABAQUS程序，建立了新型节点精细化有限元模型，探明了节点区的应力分布规律，进而提出了承插式节点弯矩能力预测方法。研究结果表明：当承插深度不小于柱宽的80%时，承插节点的损伤发展集中在墩柱底部，失效模式为墩柱混凝土剥落后纵筋屈曲断裂，为典型的桥墩底部塑性铰延性破坏；同时，承台处于弹性状态，验证了节点良好的抗震性能；齿键可使节点区对墩柱锚固能力提高显著，但对节点整体承载力、抗震性能指标和失效模式没有明显影响；建立的数值模型可以较精确预测承插节点的失效模式和非线性滞回行为，提出的承插节点抗弯承载能力计算方法的精确性通过试验和数值结果得以验证。研究结果以期为承插节点在中高烈度区预制装配桥梁的抗震设计和推广应用提供参考。

桥梁水下基础对于涉水桥梁结构的安全至关重要，获取水下基础完整形态是非接触数字检测结构表观损伤和判断安全状况的重要前提。与桥梁上部结构不同，当前获取水下结构形态的手段单一，基于水下三维数据的桥梁下部结构损伤识别评估研究仍为起步阶段，多为针对水下图像的二维识别评估和面向水下三维结构数字模型的定性评判。为了解决这一问题，提出了一种面向桥梁水下三维声呐点云的水下群桩空间形态提取方法。该方法基于点云最小割算法，针对水下复杂环境群桩声呐点云稀疏性与结构相似性特征，引入迁移学习思想，定义源桩基与目标桩基，并提出源桩基到目标桩基参数迁移方法，迁移参数包括先验点与共享参数；进而，提出基于圆环边界拟合方法，最终实现对复杂水下环境中桥梁桩基点云的完整提取。该方法的可行性与适用性在芜湖长江大桥水下桩基提取中得到验证。结果表明：桩基提取精度可达0.725，召回率和F₁值分别为0.974和0.835，表明所提方法可有效稳定地分割提取桩基，并较好保留了桩基边缘的完整性，可为后续桩基表观损伤的识别及量化提供精准数据支持。