党的十九大报告首次提出建设交通强国，党的二十大报告进一步强调要加快建设交通强国，这为新时代交通运输高质量发展指明了方向，也对我国现代化交通基础设施体系提出了“安全便捷、经济高效、融合创新、智慧绿色、包容韧性”的更高建设要求。2024年政府工作报告强调要因地制宜发展新质生产力，这为加快建设交通强国、构建现代化交通运输产业体系进一步明确了方向。截至2025年底，我国公路总里程突破557万km，其中高速公路通车里程接近20万km。公路承担着我国绝大部分营业性客货运输任务，在保障公众出行、物资流通以及支撑国家重大战略实施等方面发挥着重要作用。随着社会文明进程的持续发展以及道路工程建设水平的不断提高，人民群众对道路耐久服役、低碳建造、安全保障以及智慧运维等功能需求也日益提升。围绕“交通强国”与“双碳”战略目标，我国广大科研工作者与技术人员聚焦功能性路面的科学内涵，开展了一系列的基础理论研究与工程技术实践，取得了丰富的创新性研究成果。
    近年来，人工智能、生物医学、先进装备、功能材料、计算力学、低碳技术等交叉学科蓬勃发展，为设计和建造新一代功能性路面（Next-generation Functional Pavement, NGFP）提供了有力技术支撑，更为发展公路运输新质生产力，催生道路领域新产业、新模式、新动能，带来了全新的机遇和挑战。为了及时总结功能性路面基础理论、科学研究与工程应用的最新成果，大力推进新一代功能性路面基础研究和前沿研究，进而推动道路工程的技术创新与产业升级，《中国公路学报》编辑部联合哈尔滨工业大学王大为教授、长沙理工大学吕松涛教授、长安大学蒋玮教授、同济大学肖飞鹏教授、香港理工大学冷真教授、长安大学王朝辉教授、华南理工大学张园教授、长沙理工大学金娇教授共同策划了“新一代功能性路面”专栏，并邀请哈尔滨工业大学冯德成教授、同济大学赵鸿铎教授、西南交通大学艾长发教授、重庆交通大学朱洪洲教授、华南理工大学虞将苗教授、东南大学顾兴宇教授、清华大学魏亚教授、山东大学葛智教授作为特邀组稿专家，共同协作，向该领域知名专家学者约稿，出版本期“新一代功能性路面”专栏。
    本专栏共收到相关论文50余篇，经同行专家评审最终录用15篇，研究内容主要集中于以下3个方面：
    （1）新型功能路面材料。主要内容包括：路用聚氨酯胶结料老化机理与抗老化研究综述、冻融循环下聚氨酯混合料路用性能劣化机理的多尺度研究、基于机器学习算法的集料三维形貌快速表征方法研究、花岗岩基半柔性路面材料多相界面作用机制及路用性能研究，以及漆酶活化木质素改性沥青及混合料抗紫外老化研究。
    （2）自主适应路面。主要内容包括：沥青路面降温技术研究进展及在寒区冻土热稳定性保护中的展望、调温自愈一体化微胶囊的制备与表征、双向自调温沥青改性剂调控合成及其功效评价、W-VO₂雾封层对沥青路面的热反射调控及其自调温机理研究、仿生叶片“光屏蔽”沥青路面多层光学降温涂层设计与性能研究、核壳蓄盐缓释型路面材料的制备及其抑冰性能研究、排水功能性复合铺面层间结构特征解析及等效重构方法，以及动水压力作用下透水混凝土性能劣化研究。
    （3）主动感知与动态交互路面。主要内容包括：基于具身智能体的自主智慧高速架构体系研究和面向自动驾驶主动感知的三角反射道钉性能机理及优化设计。
    在此特向专栏组稿专家、审稿专家及论文作者的辛勤付出致谢！希望本期专栏的出版能够进一步推动功能性路面领域的理论创新与技术进步，促进我国道路工程建设水平的全面提升。《中国公路学报》将持续关注全球功能性路面领域基础理论与工程技术进展以及我国在这一领域的最新工程实践成果，为广大专家学者和工程技术人员搭建高水平学术交流平台，共同推动我国公路交通基础设施高质量发展。由于水平及时间有限，专栏中的不足之处在所难免，恳请各位专家不吝指出。

国家自然科学基金学科代码体系是基金项目申报与评审管理的基础，是引导基础研究布局、推动学科创新发展的框架支撑。2025年，建筑与土木工程学科对研究方向和关键词体系进行了系统梳理与优化调整。“E0809道路与轨道工程”由原先6个研究方向拓展至20个，关键词体系也进行了系统完善，实现了从传统工程领域向绿色智能、韧性安全、系统协同及极端场景适应的转型与提升。基于此，系统阐析了此次研究方向和关键词体系优化调整的总体思路与理念，对未来发展趋势和发展战略进行了分析解读。

近年来，国内外依托外部感知技术与车路协同体系建立的智慧高速建设取得显著进展，但其在内涵、发展目标以及架构一致性方面仍有改进空间，亟需革新传统道路建设与运维理念。为此，综述了美国、欧洲、日本等地区的智慧高速发展历程，分析国外经验对中国智慧高速建设的启示，并总结当前典型的智慧高速技术架构体系。在此基础上，以道路交通基础设施为智慧本体，实现智慧高速全生命周期的全时全域全事件智慧赋能与满足功能目标需求，提出了基于具身智能体的自主智慧高速架构体系。首先，将智慧高速抽象为具身智能体系统，采用面向过程的结构分析方法与机器系统行为控制理论建立了自主智慧高速功能架构。然后从数据类型、数据采集方式、组网方式、决策处理与服务应用等方面，设计了可实现五大功能场景的自主智慧高速物理架构。进一步，提出多源感知、R2X (Road to Everything)交互以及智慧大脑的架构体系以及基于生物遗传算法的分部架构协同运行方法。接着，基于具身智能体理念，提出了满足功能目标需求的自主智慧高速体系数据属性要求，构建了集核心功能于一体的15项技术集及其基本要求。最后，设计了五大应用场景的流程与技术实现方法，为中国智慧高速高质量建设和高品质运营提供应用支撑。提出的基于具身智能体的自主智慧高速架构体系以道路交通基础设施为智慧本体，层次清晰、统一协调、兼容开放，革新了传统道路建设与运维理念，实现智慧高速全生命周期全时全域全事件智慧赋能。

聚氨酯胶结料因其显著的低碳优势和优异的力学性能，在铺面工程中展现出良好的应用潜力，然而水、热、光、氧等多源环境耦合作用引发的老化是限制其服役耐久性的关键。围绕这一问题，系统梳理了国内外聚氨酯材料老化与抗老化研究进展，从道路服役需求出发，对路用聚氨酯胶结料老化机理、老化行为模拟、老化评价方法与靶向抗老化研究进行了归纳与评述。研究表明：聚氨酯老化本质上是以自由基链式反应为核心的化学结构演化过程，不同环境因素通过调控活性基团生成与转化路径，影响分子链断裂、交联及重构行为；在老化行为模拟方面，现有方法主要包括热氧、水热及紫外老化等类型，但多源环境耦合作用与路域环境针对性需进一步加强；在性能评价方面，现有研究涵盖物理性质、静态力学性能、动态黏弹性能及微观结构表征等手段，但缺乏工程需求导向(如高低温、疲劳等)的性能评价体系；分子结构调控、靶向抗老化材料等可以在一定程度上提升聚氨酯的老化抗性，但其对于路用聚氨酯胶结料的长期效果仍需深入研究。尽管国内外研究在聚氨酯老化和抗老化方面取得了显著进展，但路域环境下聚氨酯胶结料老化行为的复杂性仍需进一步研究, 以实现长期服役性能的稳定提升。未来研究应聚焦多场耦合老化机理解析，需求导向的老化评价体系构建与标准化，以及机理驱动的靶向抗老化设计，以实现路用聚氨酯胶结料的高耐久与长效应用。

寒区黑色沥青路面长期遭受高强太阳辐照,由此引发的热效应将加速多年冻土的退化与融沉，导致上部路面开裂、不均匀沉陷等病害。针对寒区冻土融沉问题，降低路基周期性吸热总量继而维持多年冻土热稳定性对于保护寒区交通命脉与确保其经济可持续发展具有重要的战略意义。当前热棒、通风管与桩网结构路基等技术较为成熟，多用于冷却路基并维持冻土热平衡。然而，路面工程降温技术在寒区冻土热稳性保护中的研究相对较少，且存在明显的耐久性能缺失，阻碍了其在寒区的长期发展与应用。基于此，以路面降温技术为研究对象，综述了多孔路面、热反射涂层、复合式涂层、热阻路面、相变路面等路面主流降温技术及其在室内、室外降温性能测试方法的进展。首先，介绍了各类降温技术的降温机理、材料组成与制备方法；其次，基于降温材料的光热学等物理特性与其核心作用机理，分析了各类降温技术的降温效果与路用性能以及两者的关键影响因素；围绕光热学辐照试验的光源特性、设备功能模块与测试精度等方面，总结了室内、室外降温性能测试方法的优势与局限性；最后，针对寒区应用场景与适应性问题归纳了各类路面降温技术，根据各类降温技术、测试方法的现有不足与科学问题，提出了相应的改进措施，对未来寒区沥青路面降温技术体系的发展与研究方向进行了提议与展望。

聚氨酯具有超强黏结、性能可控、多基材适应及环境友好等突出优点，展现出突破传统道路胶结材料性能瓶颈的巨大潜力。然而，聚氨酯混合料的抗水侵蚀能力不足，冻融循环后力学强度退化率高，易诱发掉粒和坑槽损坏，严重影响聚氨酯路面的耐久性。为了厘清冻融循环作用下聚氨酯混合料性能的劣化机理，首先从接触角等角度分析了胶黏剂的细观损伤特征；其次，借助原子力显微镜(AFM)等技术，以界面过渡区模量为评价指标，探究了聚氨酯和矿料界面黏结作用的微观劣化规律；最后，结合聚氨酯混合料宏观物理指标，阐明了路用性能的演化机理。研究结果表明：冻融循环会导致聚氨酯胶黏剂内部微观孔洞增多并发展为微裂缝，逐渐降低其热稳定性能、力学性能和疏水性能；聚氨酯和矿料界面区域的冻融失效作用对聚氨酯混合料整体性能劣化的贡献大于聚氨酯胶黏剂的自身损伤；冻融循环作用下，聚氨酯混合料路用性能呈现前期劣化明显(降幅达67.1%)，后期劣化缓和(降幅14.5%)的分段趋势；聚氨酯混合料前期(0~8次)冻融循环的强度损失主要由聚氨酯胶黏剂疏水性能下降引起，但多次冻融循环后(8~16次)，聚氨酯和矿料界面损坏对于聚氨酯混合料性能劣化的贡献程度逐渐增加；添加硅烷偶联剂可在界面间形成“分子桥”，通过增强界面间的黏结作用，可提升聚氨酯混合料抗冻融性能3~4倍。研究结果不仅对改善聚氨酯混合料耐冻融性能有重要意义，还将为解决聚氨酯路面掉粒、坑槽问题奠定基础。

集料的形貌对沥青混合料性能影响显著，为解决传统集料形貌分析方法的局限性，引入机器学习算法以实现基于多角度、多特征二维形貌参数的三维形貌参数快速识别及预测。通过计算机断层扫描(CT)设备及图像处理软件，获取了400颗集料的三维形貌参数以及3个投影方向的二维形貌参数，建立了基于5种机器学习算法的三维参数预测模型并讨论了预测性能，进一步基于沙普利可加性特征解释方法分析了不同输入参数的贡献。结果表明：不同二维投影面的形貌参数分布之间存在显著的差异，二维形状参数分布与三维形状参数分布最大差距高达25.0%，仅通过单一投影面数据表征集料形貌参数分布情况会造成较大误差；极端梯度提升(XGBoost)算法在预测性能、泛化能力及可解释性之间取得平衡，训练集和测试集的决定系数分别达到0.86、0.83；纵横比和形状因子是三维针片状指数预测模型的核心参数(贡献度89.5%)，圆度主导球形度预测(贡献度92.1%)，4个二维形貌参数对三维棱角指数的预测均有不同程度的贡献；增加投影面数量能够有效提高模型性能，相对于单一投影面参数，三投影面参数模型预测精度提高至少20.0%，而水平投影面参数对三维针片状指数预测模型的贡献几乎可以忽略，其模型的决定系数低于0.10，仅靠俯视图的二维形貌分析方式准确度较低。研究成果为沥青混合料设计阶段快速准确识别集料三维形貌特征提供了有效手段，有助于通过优化集料形貌控制提升混合料路用性能。

针对花岗岩集料与沥青黏附性不足，难以在高等级公路沥青面层中应用的工程问题，以花岗岩大孔隙沥青混合料为基体，水泥基灌浆料为填充，提出了花岗岩基半柔性路面材料及其制备工艺;以灌注率评价水泥对基体空隙的填充程度，运用小型拉拔试验，量化分析了集料-沥青-水泥界面黏结强度;结合界面断口宏、细观形貌特性，揭示了多相界面作用机制，并通过高温车辙、低温弯曲、水稳定性等试验，系统评价其路用性能。结果表明：花岗岩基材料的灌注率达到了95.27%，其界面黏结强度为0.42~0.85 MPa，较玄武岩基提高约70%，说明花岗岩能够替代常用玄武岩作为半柔性路面材料的基体集料；花岗岩基界面断口由水泥、沥青和集料构成，三相异质材料相互作用形成了多相界面，沥青与集料的物理黏附形成了界面初始结合，水泥与沥青、集料的物理吸附-化学键合-机械协同的耦合，增强了界面黏结，水泥水化凝胶与沥青相互贯穿，形成沥青-水泥互穿网络，强化了界面结合；花岗岩基半柔性路面材料的马歇尔稳定度、动稳定度、残留稳定度比和冻融劈裂强度比分别为38.8 kN、78 535次·mm^-1、98.3%和99.3%，与常用玄武岩基材料基本相同，但其最大弯拉应变较玄武岩下降6.4%。该研究为酸性集料在半柔性路面中的高效应用提供了创新性的解决方案和技术支撑。

针对原始木质素在沥青中抗紫外老化效果有限的问题，采用温和可控的漆酶催化氧化法制备漆酶活化木质素，分析了漆酶活化处理对木质素化学结构和抗氧化活性的调控作用，评价了漆酶活化木质素在沥青中的分散状态与相容性，探究了漆酶活化木质素对沥青流变性能和老化行为的影响，在此基础上开展沥青混合料紫外老化条件下的抗裂性能评价。结果表明：漆酶催化氧化在保持木质素芳香骨架结构完整的同时，促进部分酚羟基位点暴露，增强自由基清除能力,相同掺量下，漆酶活化木质素改性沥青较原始木质素改性沥青表现出更优的高温抗车辙性能、抗疲劳性能和抗开裂潜力;漆酶活化木质素可有效减缓沥青的光氧化硬化与脆化过程。综合流变性能与抗老化性能分析，漆酶活化木质素的最优掺量为6%;漆酶活化木质素改性沥青混合料在紫外老化后峰前断裂能与断裂韧性衰减幅度均明显小于基质沥青混合料，其抗裂性能保持性接近SBS改性沥青混合料，显示出良好的抗紫外老化能力和工程应用潜力。漆酶活化木质素可作为一种具有发展前景的生物质基沥青抗紫外老化改性材料，为可再生高性能道路材料的开发提供了理论依据与技术支撑。

为提高沥青路面在低温环境下的自愈合能力并抑制温度应力诱发的裂缝扩展，选用正十四烷相变材料与沥青再生剂作为复合囊芯材料，以高度甲醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMMM)为囊壁材料，采用原位聚合法合成兼具调温与自愈功能的微胶囊(TR-SI)。研究了复合囊芯比例、乳化剂种类与浓度、剪切速率、芯壁比、反应pH值、搅拌速率及反应温度等参数对微胶囊形貌及囊芯含量的影响。基于响应面法优化确定了微胶囊的最佳制备工艺参数，并借助扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪等表征手段评估其性能。结果表明，最优工艺参数为：正十四烷与再生剂之质量比为2∶1、乳化剂D、乳化剪切速率3 000 r·min^-1、乳化剂浓度5.191%、芯壁比1.825∶1、反应体系pH值5.12、搅拌速率600 r·min^-1、反应温度65 ℃。在该条件下制备的微胶囊呈规则球形，外壁粗糙、内壁致密光滑，囊壁厚度为1.1～1.4 μm，平均粒径为48.24 μm，粒径变异系数为0.195，分布均匀；平均囊芯含量达80.79%。微胶囊纳米硬度为0.25 GPa，弹性模量为2.45 GPa，在200 ℃下质量保持率仍高于90%，具备良好的力学和热稳定性；相变潜热为91.1 J·g^-1，导热系数为0.171 3 W·(m·K)^-1，200次相变循环后仍保留90%以上的热缓冲能力。微胶囊通过HMMM预聚体在乳化液滴界面的吸附、缩合与交联反应形成致密囊壁结构，实现对囊芯材料的高效封装。制备的调温自愈一体化微胶囊为寒冷地区沥青路面耐久性提升提供了新的材料方案。

为有效缓解沥青路面温度病害，进一步提升沥青路面服役性能与使用寿命，优选了具有高效调温潜力的基础调温材料，探明了复合调温剂材料组成与配比对改性沥青降温效果与热物特性的影响规律，深入分析了不同工艺参数下复合调温剂的晶体结构、热物特性与极化性能，确定了复合调温剂最优材料配比与最佳制备工艺，最终调控合成了兼具多孔-空心结构和自发极化效应的复合调温剂；对比评价了自调温改性沥青长效调温作用，明确了双向自调温改性沥青混合料降温/保温功效，揭示了双向自调温改性剂协同增效作用机理。结果表明：优选负离子粉T、中空材料F、多孔材料D作为基础功能材料合成自调温沥青改性剂，其最佳配比为T、F、D的质量比为5∶3∶2；20%调温剂掺量下，TFD自调温改性沥青导热系数、热扩散系数和比热分别为0.155 5 W·m^-1·K^-1、0.079 5 mm²·s^-1和1.701 J·g^-1·K^-1；TFD复合调温剂掺量小于20%时，其最佳制备工艺为“200 r·min^-1-2 h”高能球磨，而掺量较高时则推荐机械搅拌工艺；再生老化处理后自调温改性沥青离散系数均小于3%，长效降温效果明显；30%TFD复合调温剂掺量下，改性沥青混合料5 cm深度处降温值和保温值可达8.5 ℃和3.6 ℃；调温剂阻热及释能作用协同增强了自调温改性沥青调温功效。

为缓解沥青路面夏季高温病害及城市热岛效应，以W-VO₂为功能材料，开发了一种具有自调温功能的相变-热反射雾封层。首先，对W-VO₂进行优选和表征,并分析其掺量对乳化沥青储存稳定性及雾封层黏结、抗滑、抗渗等路用性能的影响；然后，通过室内外试验验证雾封层的自调温性能；进而，通过建立光学性能与热物理参数(导热系数、热扩散系数、比热容)之间的内在联系，揭示其自调温机理；最后，通过构建自调温作用与抗车辙性能(车辙深度、动稳定度)的关联模型，阐明其对沥青路面抗车辙性能的提升机制。结果表明：W-VO₂的掺入显著增强了雾封层的光响应能力，相变前(<31 ℃)各波段反射率均低于传统雾封层(SFS)，有利于提高冬季路面温度；相变后(≥31 ℃),各波段反射率均高于SFS，可实现夏季降温。此外，W-VO₂在沥青基体中形成了高效热传递网络，改善了体系的热物理参数，增强了热调节能力，并始终保持深黑色外观，能有效避免眩光问题。其中，W-VO₂掺量为8%的雾封层(SFS-W8)性能最优：夏季可使路表温度降低7.6 ℃，高温(>60 ℃)持续时间缩短3.5 h；冬季可提高路表温度5.3 ℃，并表现出良好的环境适应性与热响应稳定性；据模型预测，该雾封层能有效提高路面动稳定度并降低车辙深度。该研究为解决传统热反射涂层冬季“过冷”及眩光问题提供了重要参考，同时赋予路面自调温与预养护功能，具有重要工程应用价值。

基于自然界叶片“光屏蔽”机制的启发，针对单一类型路面降温涂层效能有限及路面复合涂层光学层位功能协同不足的问题，设计以反射、遮蔽为上部光学层，以隔热涂层为底层的路面多层光学降温涂层。首先，以反射率、透射率与导热系数为关键优化指标，确定了木质素纤维、铯钨青铜和SiO₂气凝胶单功能涂层的最佳组成与涂布用量；在此基础上，通过光学层空间层位组合构建3种多层结构模式(M1~M3)，并采用分区光学性能、视觉舒适性与降温效果指标对不同层位组合的光学特性和降温性能进行了系统比较。结果表明：木质素纤维、铯钨青铜和SiO₂气凝胶分别在8%、8%和3%掺量，涂布用量分别为0.4、0.4、0.2 kg·m^-2，可获得最佳反射、遮蔽与隔热性能；多层结构涂层的反射特性主要由顶层材料功能决定，反射特性与光学层位变化相关，透射性能与光学层位变化关联小，光学层为反射-遮蔽协同作用时涂层光学性能最好；多层结构降温能力依次为反射-遮蔽-隔热(M1)＞遮蔽-反射-隔热(M2)＞反射、遮蔽共混-隔热(M3)；M1结构的近红外反射率与透射率分别为55.2%、3.0%，明度为61.36，在实际环境中最大降温值达11.6 ℃，且摆值为54，黏结强度为0.28 MPa，磨耗寿命约为21万次，综合性能优异。研究结果验证了功能涂层光学层的空间层位调控在涂层光学与降温性能协同提升中具备关键作用，可为路面多层结构降温涂层的设计提供依据。

针对冬季道路结冰引发的交通安全隐患问题，为实现路面的主动抑冰与界面减黏，以乙酸钠(SA)为蓄盐组分，坡缕石(PAL)为载体，制备缓释蓄盐芯材(SA-PAL)，并利用高分子膜(EC-MA)进行包覆，制得一种核壳蓄盐缓释型路面材料(EMP)。以电导率为盐分析出量的评价指标，综合缓释性能与载盐率确定了材料的最优组分配比。进一步研究了掺EMP沥青混合料的冰点与冻黏强度变化，并对功能寿命进行了预测。研究结果表明：当硅烷偶联剂KH570掺量为75%时，SA-PAL的载盐率与缓释性能最佳；EC-MA的玻璃化转变温度为7.1 ℃，在200 ℃时质量损失仅为3.99%，既能满足低温荷载下的破裂要求，又可满足沥青施工温度条件。通过控制碾压与温度条件，结合抑冰性能测试结果，揭示了低冰点沥青混合料缓释-析盐-抑冰的作用机理。矿粉替换量为50%时，低温碾压组试件的冰点最低可降至-2.37 ℃，冻黏强度下降约44%。基于1 m²沥青路面在冬季与非冬季的析盐速率，估算出低冰点沥青路面在南方典型气候条件下可维持约3年的有效抑冰周期。

排水功能性复合铺面在保持混凝土高承载能力的同时，实现快速排水并增强基层抗冲刷性能，提升整体耐久性。针对其层间几何结构复杂、难以表征及建模的局限性，采用CT对层间结构进行重构，从二维截面与三维尺度构建多层次几何参数体系，引入“峰单元”概念对复杂结构进行离散表征，并结合Voronoi理论量化其空间分布特征。结果表明：层间结构可合理离散为峰单元集合，峰区域面积占比集中于38%～48%，峰高、体积及足迹面积呈现明显长尾分布特征。峰单元高宽比(1.0～3.5)、各向异性(0.45)和中心间距(19～23 mm)显示，层间结构在局部呈不规则形态，但整体受集料骨架约束，形成统计意义上的准有序结构。相关性分析表明：层间结构特征可归纳为“几何尺度、形态特征与空间分布”3类参数。在此基础上，提出2类约束参数组合的等效重构方法。以中心间距与峰区域面积占比为主约束、并辅以峰高与形态参数的参数组合，其整体统计一致性高于以几何尺度为主控的组合，其中部分指标超过85%。层间力学响应及有限元数值仿真表明：层间抗剪性能与水泥-沥青交互层的几何结构直接相关，基于等效重构结构建立的有限元模型能够较好地表征复合结构层间界面的非均匀传力特征。所提出的等效重构方法可在兼顾几何真实性与可重复性的情况下，为复合铺面层间力学分析与结构设计提供可量化、可重构的几何基础。

为研究雨水环境下汽车轮载引起的瞬态动水压力对透水路面混凝土的损伤演化规律，首先，采用自主研发的动水溶蚀装置来模拟路面的动水溶蚀，利用孔隙水压传感器测试不同荷载和速度下的动水强度变化规律；其次，研究了不同动水溶蚀作用时间下透水混凝土的物理性能(质量损失、透水系数和超声波损伤)及力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度)的衰减规律；最后，采用X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)揭示了动水溶蚀对微观形貌及物相组成的影响，阐明了动水溶蚀作用下透水混凝土损伤劣化机理。结果表明：车轮引起的瞬态动水压力与轮载、运行速度密切相关，经拟合得到了其与速度、轮载的量化模型；随着动水压力的增大，混凝土的物理力学性能均呈现劣化趋势，在动水溶蚀16 h后，混凝土试件质量损失率最高达4.84%，声波损伤率最高达16.31%，透水系数最多提高了36.98%，抗压强度和劈裂抗拉强度的损失率最高分别可达14.13%和19.86%；动水作用使混凝土试件表层结构发生剥蚀，试件内部孔隙连通性增强；试件内部水泥水化产物水化硅酸钙(C—S—H)凝胶和氢氧化钙(CH)晶体受到动水溶蚀作用而溶解，导致材料结构疏松化与强度下降；动水环境下透水混凝土的损伤由物理冲刷与化学溶蚀的共同作用的结果，前者引起表层材料剥落和孔隙连通，后者诱发水化产物的溶解，二者共同导致结构疏松化和力学性能下降。该研究实现了对实际雨水条件下路面服役性能的模拟，研究成果可为透水路面混凝土设计提供理论依据。

道路标线作为自动驾驶感知系统重要的信息载体，是实现车道识别与定位的关键。然而，现有以视觉为主的标线检测算法在光照不足、雨雾天气、异物遮挡等复杂环境下容易产生误检与漏检，影响自动驾驶感知与决策精度。为提升复杂行车工况下车辆对标线感知的可靠性和鲁棒性，基于毫米波雷达识别特性，提出一种面向自动驾驶场景的金属反射型道钉，从道钉的材料与几何结构出发，分析其电磁散射性能影响机理，并进行实测数据验证。研究结果表明：①传统标线由于材料导电性不足且表面结构粗糙，难以满足小入射角下的能量反射需求，在77 GHz下的雷达散射截面(Radar Cross Section， RCS)偏低；研究所采用的金属铝，能够较好提升标线的整体反射性能，并对表面粗糙度变化具有较强鲁棒性。②基于电磁反射原理设计的三角反射道钉结构能够显著增强回波强度；其中，竖板长度a和高度h对RCS影响最大，竖板夹角和水平角影响较小，研究所提设计方案在入射角0°~10°范围内RCS可达-9 dB，明显高于传统标线的RCS(-19 dB)。③基于仿真数据训练的多层感知器预测模型，能够实现由结构参数到RCS的非线性映射，模型相对误差为3.5%，具有较高的预测精度。④实测结果与仿真在趋势与幅值上表现一致，验证了预测模型的可靠性及所提设计方案的工程可行性，提出的金属反射型道钉可为车辆融合感知提供技术支持，并为自动驾驶环境下的车道定位与道路基础设施感知提供稳健的感知路径。

区域分割是精确检测沥青路面级配离析的有效方式。针对沥青路面级配离析检测中长短期特征交互不足与视觉Mamba架构局部关联性破坏的问题，在VM-UNet模型的基础上，提出融合特征聚类与可变形视觉状态空间模块的分割框架。首先，构建上下文聚类选择性状态空间模块，通过特征聚类算法实现局部特征自适应聚合，同时通过设计自适应扫描策略，在不同自组织窗口之间交互，并关联全局上下文特征，建立多尺度特征交互机制；其次，设计分组归一化增强的线性注意力单元，融合LePE与RoPE协同编码机制，形成层次化感受野扩展策略；然后，构建多通道特征融合网络，采用动态门控与多分支残差结构实现跨层级特征互补融合；最后，针对离析区域形态特性，提出融合形态学约束的MorphoFocalDice损失函数，结合分水岭后处理实现实例级分割。试验结果表明，提出的模型较基线模型，融合上下文聚类自适应选择策略能够实现全局与局部特征的自适应融合，mIoU和Acc分别提高了7.8%、5.6%；引入分组归一化线性注意力模块扩大了感受野且改善了因池化导致语义信息丢失的问题，mIoU和Acc分别提高了1.0%、2.3%；引入动态多通道视觉变换器的高效特征融合网络，mIoU和Acc分别提高了2.4%、2.8%；MorphoFocalDice损失函数有助于提高语义分割的准确性，使模型的mIoU和Acc分别提高了6.6%、4.9%。提出的模型较UNet、DeepLabV3+、Swin U-Net等主流模型的mIoU和Acc高出8.1%~18.2%，在保持线性计算复杂度优势的同时，显著增强多尺度特征表征能力，分割精度与效率均优于对比方法，具备良好的工程应用前景。

针对城市道路地下空洞隐患探测和地面风险事件分类问题，提出了一种基于分布式光纤声波传感(DAS)与声发射(AE)信号特征的城市道路多风险评价方法。首先，提出了一种基于相位互相关的DAS通道数据可靠性指标β的计算方法，用于评估光纤通道数据质量，以初步判断周边道路地下空洞隐患。同时，鉴于DAS与AE在声信号处理上的相似性，提取了DAS信号中的AE方面31个常见的时域、频域及复合特征，并使用皮尔逊相关系数进行特征相关性分析，以去除冗余特征并优化特征维度。进一步地，基于单一特征的核密度估计和二维高斯分布拟合构建异常判断方法，确定置信区间，并将超出置信区间的通道判定为异常。随后，结合主成分分析(PCA)降维与DBSCAN聚类算法进一步定位异常通道，并取2种方法的并集以识别地下异常区域。最后，通过可靠性指标β值分布的统计分析，利用均值和方差量化地面风险事件特征进行不同地面风险事件的分类，并结合PCA与K-means聚类算法进一步对事件进行分类，并利用聚类结果验证可靠性指标β值在事件区分中的有效性。试验结果表明：提出的多风险评价方法有效地实现了城市道路地下空洞隐患的异常区域探测以及地面风险事件分类，为城市道路的智能监测与安全预警提供了新的技术路径。

在道路全寿命周期中，地下隐蔽性空洞病害若未及时检测识别，可能引发次生灾害。探地雷达等无损检测方法逐渐兴起，应用于道路病害精确识别，但存在数据集缺乏、模型复杂、精度不足等问题。为了实现道路内部空洞的智能识别，基于理想化电磁波传播模型和现场采集，构建高质量B-Scan图像数据集，在仿真环境下开展空洞图像定量化分析。针对现有病害检测方法存在的不足，提出一种基于YOLO11算法的检测方法YOLO11-L：首先，利用PConv改进C3k2模块，只在输入通道的一部分上应用常规卷积进行空间特征提取，提升运算效率，减少计算量和内存访问；其次，利用ADown模块代替Conv模块，在更高层次上捕捉图像的特征，同时通过调整卷积层的步幅，减少特征图的空间维度；最后，利用EMA模块改进C2PSA模块，使用并行子结构减少顺序处理和深度，提升精度的同时，降低参数量，让模型更为高效。试验结果表明：YOLO11-L模型mAP@0.5高达97.9%，mAP@0.5:0.95提升为74.9%，mF₁提升为97%，参数量、浮点运算总量下降至原YOLO11模型的78.5%、79.3%，计算速度达到其2倍，权重文件大小减小1.18 MB，较基准模型YOLOv5、YOLOv8、YOLOv10、YOLO11和YOLOv12均有优化。该方法具有模型规模小、复杂度低和检测精度高的显著优势，有较强的学习能力和泛化性能，可为道路内部空洞智能检测提供助力。

土工织物包裹碎石桩因涉及碎石颗粒与土工织物的复杂相互作用，其变形破坏模式及机制在既有研究中仍不够明确。基于离散-连续介质耦合数值方法建立织物包裹碎石桩模型，通过与模型试验结果对比验证数值方法的合理性，研究其在三轴试验条件下的变形破坏特征，探究宏观变形破坏特征与细观组构演化规律的关联，分析不同织物模量与抗拉强度对包裹碎石桩力学特性的影响，揭示织物包裹碎石桩的力学作用机理。研究结果表明：织物包裹碎石桩的约束作用最初由围压单独提供，随着加载的持续进行，织物的约束作用逐渐显现，并在碎石试样达到临界状态时成为主要约束；随后织物因达到抗拉强度而破裂，包裹碎石桩承载力迅速下降。配位数、孔隙率与力链网络的演化对应碎石试样与织物相互作用的不同阶段，分别包括：初始压密段、转换段、临界剪胀段及峰后破坏段。织物抗拉强度与包裹碎石桩峰值强度呈线性正相关，且桩体峰值强度随围压增大而提高；桩体鼓胀程度随着织物抗拉强度的增大而加剧；织物模量增大显著提高桩体在临界剪胀阶段模量，且呈线性正相关，而桩体临界剪胀阶段模量表现出围压不敏感性；同时桩体鼓胀程度会随着织物模量的减小而加剧。

当前工程领域所用的预制混凝土桥面板湿接缝处的U形钢筋有多种布置方式，为了探明U形钢筋不同布置方式对接缝位置处受力性能的影响，设计了U形钢筋严格居中对插、紧贴对插和紧贴焊接3种不同布置形式的足尺试件进行轴拉试验，并通过ABAQUS有限元模型对结果进行了补充论证。研究结果表明：试件在接缝界面位置处最先开裂，随后预制板、后浇段相继开裂，荷载-位移曲线依次呈现线弹性段、弹塑性段和屈服段；U形钢筋布置形式对开裂荷载和极限承载力影响较小，居中对插布置相比于紧贴对插布置的抗裂性能和承载力略有提升，U形钢筋焊接对开裂性能提升有一定作用，但效果不明显；有限元模拟结果表明，在保证单侧U形钢筋间距以及重叠长度合理的情况下，仅改变钢筋对插的间距几乎不影响接缝的受力性能和承载能力；基于拉压杆模型的湿接缝极限承载能力计算公式与试验和有限元模拟吻合较好，不同钢筋布置形式均可采用统一的拉压杆计算公式。综合比较试验、有限元模拟、公式计算结果，研究认为工程上不必刻意追求钢筋的严格居中对插和紧贴焊接，从而可提高施工效率。

鉴于当前长大跨海桥梁在不同服役时间及不同跨段结构类型上受撞倒塌风险差异显著，且现有代表船型确定方法仅基于静态航道船舶数据，亟需开发科学合理的动态设防船型确定方法。采用理论分析、数值模拟与案例分析的研究手段，开展了考虑桥梁结构特性与桥墩刚度退化的受撞倒塌设防船型确定方法研究。主要内容包括：推导了受撞桥墩能耗比和船舶航速阈值计算公式，确定了设防船型参数与桥墩极限侧向抗力之间的量化关系；以沿海某长大桥梁非通航孔段为研究对象，发现所建立的数值模型与理论计算结果偏差低于10%，验证了理论方法的可靠性；计算了案例桥梁在不同桥墩刚度退化程度下各吨位船舶的航速阈值和桥墩极限侧向抗力，得到该桥段倒塌设防船型吨位和航速阈值分别为7 000 t和2.21 m·s^-1。进一步分析发现，随着桥墩刚度退化，相同航速阈值下的设防船型吨位显著降低，且降低幅度逐渐加快。提出的理论方法可高效快速地确定桥梁倒塌设防船型，研究内容可为桥梁倒塌风险评估与防船撞设计工作提供参考价值。

以旋涡脱落、漂移等为关键流动特征的工程结构周围绕流形态非定常演化决定了结构表面气动力时空分布模式及涡激振动响应。将工程结构表面涡激气动力完备表达为2类气动力时空模式叠加，即由旋涡运动主导且具有强迫性质的行波模式，以及与结构运动存在整体迟滞，由静止或缓慢移动相干流动结构主导，且具有自激性质的迟滞模式。进一步提出涡激气动力解构方法——行波模态分解(Travelling Wave Mode Decomposition, TWMD)算法。以典型流线型闭口箱梁为例，采用上述方法研究了扭转涡振锁定区内涡激气动力时空分布演变特征，揭示了扭转涡振机制。结果表明：可将涡激气动力分解为旋涡漂移主导的行波分量和与旋涡漂移无关的迟滞分量。涡振时上表面由压力行波分量主导，下表面由迟滞分量主导，整体涡激力矩行波分量远小于迟滞分量，进一步验证了涡振是以自激为主，且具有自激与强迫双重性质的振动形式。上下表面压力行波分量与整体涡激力矩相位差均沿下游单调递减，分别对应2.5和1.5个扭转振动周期，即存在显著的旋涡漂移，且上述区域相位差空间上几乎相互平行，即同一量纲一坐标(X/B)，上述区域相位差之间差值约360°。上下表面区域旋涡强度、速度比(旋涡漂移速度与来流风速之比)均分别与涡振振幅呈正相关和反相关关系，在振幅极值点处取得极值，由此可推断下表面旋涡存在显著的旋涡协同作用。研究提出了工程结构通用涡激气动力时空模式架构，量化涡激气动力的自激效应与旋涡作用效应，为工程结构涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建奠定了基础。

桥梁主梁弯曲变形曲率是与桥梁损伤密切相关的重要性能指标，已有研究基于模态曲率变化进行损伤识别，但传统方法需要进行复杂的模态振型计算且存在精度偏低和传感器需求量大等不足。因此，提出一种基于动态位移曲率能量差的桥梁结构损伤识别方法，旨在简化变形曲率指标的计算过程、减少非敏感频带对识别的干扰，从而提高损伤识别的准确性和敏感度。首先，基于Euler-Bernoulli梁力学分析和频响函数理论，推导不同频率范围内位移响应与主导模态振型之间的解析关系。研究表明:对于临近自振频率的频带分量，各测点的位移响应与模态振型具有相同的形状，为动态位移曲率能量差指标提供了理论基础。其次，结合动力响应统计分析和小波包变换技术，提出“两步法”损伤识别流程：基于临近自振频率的频带位移响应构建初步损伤指标，遴选出敏感频带；进一步，将敏感频带的动态位移曲率能量差进行融合，构建综合损伤指标精确定位损伤。最后，通过对连续梁进行损伤数值模拟和瑞士Z24桥渐进性损伤试验分析，验证该方法的精度、工程可行性和鲁棒性。结果表明：该方法能够准确识别桥梁的单一或多位置组合损伤，并在稀疏测点和噪声环境下具有优良的识别能力，具有良好的应用前景。

道路作业区因临时车道关闭，容易引发交通拥堵和频繁换道，增加交通事故发生概率，并可能造成严重人员伤亡，是交通安全领域重点关注的特殊道路区域。为系统分析道路作业区驾驶行为与交通安全的关联机制及演化规律，探索提升作业区交通安全水平的关键技术与管控策略，对道路作业区驾驶行为、事故频次与风险评估、事故严重程度分析及安全管控技术的国内外研究现状进行系统性梳理和总结，并探讨当前研究的不足与未来发展方向。结果表明：作业区类型及其标志标线布设，以及驾驶人特征、道路交通条件和环境状况等因素，对驾驶人换道决策和速度选择等驾驶行为具有显著影响，进而影响作业区的实时交通事故风险和事故频次以及事故发生后造成的人员伤亡严重程度。除了警告标志、静态限速标志、交通锥等传统交通标志和渠化设施外，新兴的车载预警、可变限速和汇合控制方法也能够对作业区交通安全进行主动管控。尽管如此，围绕高风险场景下驾驶行为特征的深入刻画、多源数据融合支撑下的高精度事故风险预测建模，以及智能网联环境下的安全管控与接管策略设计等方面，仍有待进一步研究。

分析了近年来自动驾驶专用车道的相关研究，按照“部署-管理-应用”的总体思路，分别对自动驾驶专用车道的隔离方式、部署条件、车道管理与车辆管控、仿真平台建设4个方面的研究进行系统梳理。在回顾每个方面研究进展的基础上，分析了自动驾驶专用车道部署所带来的影响；分类归纳了专用车道的管理策略和围绕专用车道的车辆管控方法；总结了自动驾驶仿真器的优缺点和自动驾驶专用车道仿真平台的建设情况。结果表明：现有研究在多个研究维度上普遍呈现出依赖理想化假设、对复杂混合交通与行为异质性刻画不足、对通信延迟与环境扰动等现实因素考虑有限等共性问题；隔离方式研究多集中于不同设计对交通运行稳定性的影响，但缺乏基于真实交通行为适应的深入分析；部署条件研究虽广泛探讨了CAV/AV渗透率和交通需求等因素，但对更加复杂的交通构成及环境约束条件下的综合研究相对有限；车道管理与车辆管控研究在策略适应性和混合交通条件下的交通扰动应对等方面缺乏系统性的分析与验证；仿真平台的场景真实性、行为建模精度与统一验证标准等方面尚需进一步提升。加强多因素耦合条件下的专用车道部署研究，完善面向真实混合交通的自适应管理与车辆管控方法，构建高可信虚实融合仿真测试平台，将是下一阶段的发展方向。

为解决农村地区公交网络覆盖不足引发的居民出行效率低下的问题，提出一种整合现有城乡及镇村固定线路公交资源、考虑动态换乘的需求响应式城乡公交与镇村公交双向联合调度方法。首先，运用滚动周期划分城乡公交全天上下行的行车任务，依据各周期实际订单情况确定上下行换乘点的位置和数量；同时考量镇村公交在上下行任务切换时的空驶距离和位置重置，以达成周期内任务的有效衔接。其次，提出多乘客响应与高峰期票价协同的站点响应规则，以应对系统在高峰运行时段服务能力不足的问题。然后，构建了以系统利润最大化为目标的联合调度模型，分别从乘客、城乡公交和镇村公交3个方面构建约束，设计了基于站点空间聚类引导的四阶段协同优化算法。最后，以江苏省宿迁市泗阳县4路城乡公交为例，开展不同客流强度下的数值试验。研究结果表明：在大客流情况下，所提调度策略比现有策略多服务36.84%的需求响应公交(Demand-Responsive Transit， DRT)站点以及43.48%的DRT乘客；相较于贪婪算法引导，基于站点空间聚类引导的求解策略可提升4%的票价收入，同时缩短需求响应区段内4.47%的行驶里程；动态换乘模式使得镇村DRT乘客平均在车时间显著缩短7.62 min；镇村DRT参与服务的数量对系统利润的影响高达69.36%；多乘客响应与高峰期票价协同可提高系统合乘率。

个性化驾驶是增强用户信任并优化自动驾驶体验的核心途径。目前，基于大语言模型的规控方法在个性化领域已取得显著进展，但仍面临泛化能力不足、策略迭代不稳定与性能退化等问题。为克服上述问题，提出一种基于大语言模型的个性化自动驾驶成长型规控方法。该方法通过“风格推理标注”和“模仿与强化学习耦合”双轮驱动。首先，借助大语言模型Qwen2.5-14B的推理能力，对NGSIM高速公路数据进行深度挖掘与驾驶风格标注，进而构建大规模驾驶风格数据集。其次，建立耦合模仿学习与强化学习的统一框架。具体而言，先利用多风格生成对抗模仿学习从真实驾驶数据分布中学习风格奖励函数与基础策略，这解决了策略训练初始阶段的探索难题并有效地削弱了“仿真到现实差距”的负面影响。随后，通过引入接管反馈修正的个体奖励，在近端策略优化强化学习的框架下完成策略的个性化迭代。同时，在策略更新过程中，引入可信进化机制以约束策略更新方向，进而避免性能退化，提升策略的安全性与持续正向成长能力。所提方法在NGSIM开环测试与SUMO-CARLA闭环仿真中均取得显著效果。结果表明：所提方法具备持续正向成长与风格适配的能力。相比于经典强化学习方法，所提方法在拥挤高速场景下成功率至少提升5.3%；在紧急场景中成功率至少提升3.7%。相比现有SOTA规控方法，所提方法在拥堵高速场景中的成功率至少提升4.9%，在城市无保护左转场景中则至少提高3.5%。本文方法有助于提升自动驾驶系统对不同驾驶风格的适应能力，为兼顾个性化、安全性与持续成长能力的智能驾驶系统提供技术支撑。

燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle， FCV)能耗的精准预测是其续驶里程评估与能量管理优化的重要基础。针对传统能耗预测模型在复杂工况下的适应性问题，深入分析FCV能耗影响因素,提出基于车辆实时工况与环境参数多源特征融合的FCV能耗预测模型。首先，基于AVL CRUISE平台构建电电混合FCV模型，结合多工况下整车能量流分析，定量揭示速度、加速度、道路坡度、温度、湿度等特征对FCV能耗的影响机制。其次，建立融合车辆实时工况与环境参数的多维特征向量，以此设计“多特征-多模型”对比验证框架，分别对能耗预测算法进行训练与最优评估。最后，通过实车测试验证多特征融合预测模型的泛化性与准确性。研究结果表明：融合车辆工况与环境参数能耗预测模型的预测精度显著提升，其中，以速度、加速度、道路坡度、温度、湿度为输入特征时，能耗预测精度为97.2%，较仅考虑车端参数的传统集成模型提升3.7%。研究结果可为FCV能耗精准预测及能量管理提供理论支撑，具有重要的工程应用价值。

针对燃料电池重卡(Fuel Cell Heavy-Duty Trucks ，FCHDT)在复杂交通环境下的能量管理与速度规划协同优化需求，提出了一种面向智能网联环境的分层预测协同优化控制方法(PV-DTD)，通过上下层动态交互，实现速度规划与能量管理的实时协同优化，从而降低能耗。首先，上层通过基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)的前车速度预测与滚动时域模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)算法，动态生成满足安全、经济与舒适性要求的主车节能速度轨迹。其次，下层提出双时域自适应等效消耗最小策略(DTD-AECMS)，利用神经网络(Neural Network, NN)算法快速准确地估计等效因子值，再基于未来规划车速与实时荷电状态(State of Charge， SOC)反馈，动态调整等效因子以获取功率的最优控制序列分配，实现燃料电池与动力电池功率分配的近似最优。最后，基于MATLAB/Simulink搭建整车仿真平台，分别从速度预测精度、速度规划效果与能量管理性能3个方面进行系统验证。结果表明：所提方法在保证驾驶安全与舒适性的同时，能够有效降低整车能耗，节氢率相较于对比策略(PV-SOC、PV-NNSOC和HV-DTD)分别提升了1.65%、0.81%和2.13%，研究验证了其在动态交通场景下提升能量经济性的有效性与应用潜力。