中国公路学报

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王铁行

中国公路学报. 2005, 18(2): 1-5.

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首先模拟气候因素变化过程, 得到不同时期冻土路基温度场分布, 温度场随时间的变化可以反映出冻结相变区的变化, 然后考虑土体体积力和土体冻结相变产生的冻胀力, 采用考虑拉破坏的热弹性力学方法, 分析得到多年冻土地区路基变形分布和演变规律;在此基础上, 对冻土路基纵向裂缝的成因进行研究, 揭示出冻土路基纵向裂缝主要出现于路面中部及路面靠近路肩部位, 这与实际情况是相符合的。进一步的分析表明:采用低冻胀性的土填筑路基, 如采用碎石土填筑, 对于降低冻土路基冻胀变形及防治纵向裂缝病害是有效的。

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考虑变质量的路基沉降应力变形协调分析法

丁洲祥, 龚晓南, 李又云, 唐启

中国公路学报. 2005, 18(2): 6-11.

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针对传统分层总和法存在小变形假定和无法考虑地基排水引起的质量变化等缺点, 在不同参考构形等概念的基础上, 重新解释了应变和压缩模量等度量的内涵, 结合分层总和法和有限变形理论的基本思想, 提出考虑变质量的应力变形协调分析法, 用于计算最终沉降和固结沉降。对于排水和不排水路基的沉降问题, 分析了最终沉降量的协调解与两种传统解的计算差别及其相对误差的变化规律, 探讨了新方法在预测路基固结沉降中的应用。结果表明:最终沉降量的协调解和两种传统解均随着压缩层厚度的增加近似按双曲线规律增加, 随着荷载的增加近似按线性规律递增;常用的不考虑应变历史修正的传统解计算结果偏小;协调分析法能提高预估路基固结沉降的精度等。用新方法可以更准确地计算路基的最终沉降和固结沉降。

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土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

杨晓华, 李新伟, 俞永华

中国公路学报. 2005, 18(2): 12-17.

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基于MARC有限元软件, 采用研编的Goodman单元用户子程序, 对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA), 结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50％左右, 处理后的饱和黄土地基, 水平位移在影响深度范围内可减小约17％左右;竖向位移也得到了一定的减小, 最大可减小5％左右;最大竖向应力值减小35％左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大, 但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践, 对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析, 结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。

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改性沥青伸缩缝结合料与混合料低温性能研究

于天来, 唐涛, 吴思刚

中国公路学报. 2005, 18(2): 18-23.

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为改善改性沥青桥梁伸缩缝材料的低温性能, 使其在寒冷地区中小跨径桥梁上获得成功应用, 通过添加热塑性橡胶类改性剂和橡胶类改性剂, 对美佳改性沥青结合料进行二次改性, 并通过对改性前后结合料和混合料低温性能的试验对比分析, 重点研究了伸缩缝用改性沥青结合料和混合料的低温性能, 通过实桥伸缩缝验证了研究成果的可行性。结果表明:该研究成果可在-40 °C以上地区的中小跨径桥梁伸缩缝中使用。

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平动模式下挡土墙非极限状态主动土压力计算

蒋波, 应宏伟, 谢康和, 梁仕华

中国公路学报. 2005, 18(2): 24-27.

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改进了极限平衡理论, 用于非极限状态主动土压力的研究。对挡土墙后滑动楔体的片体单元进行了分析, 建立了关于非极限状态主动土压力强度的一阶微分方程, 得到了平动变位模型下, 非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式, 将计算所得结果与模型试验数据进行对比分析。结果表明:墙体平动变位模式下非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点理论公式的计算结果与已有模型试验结果基本吻合。

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以位移为基础的钢筋混凝土连续
梁桥抗震设计方法

黄建文, 朱晞

中国公路学报. 2005, 18(2): 28-33.

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利用等效线性化方法将钢筋混凝土(RC)连续梁桥结构简化为多自由度线弹性体系, 采用振型反应谱的概念研究了结构在横向地震作用下考虑多阶模态效应的直接基于位移的抗震设计方法。探讨了连续梁桥的上部结构(主梁)及桥墩(台)刚度的变化对结构横向振动模态质量与模态周期的影响, 给出了多阶模态设计方法的具体设计过程。对对称与非对称连续梁桥采用相同的设计步骤进行基于位移的抗震设计, 并对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果的合理性。

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非自由液化场地地基动力性能大型
振动台模型试验研究

凌贤长, 王丽霞, 王东升, 王志强, 王臣

中国公路学报. 2005, 18(2): 34-39.

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基于1:10模型大型振动台试验, 研究非自由液化场地的地基动力性能。液化场地条件下, 与自由场地基相比, 非自由场地地基的自振频率明显加大、动力耗能作用提高较小。土层液化前且在小震输入下, 地基动力变形的线性特征较突出, 主要表现为对地震波的动力放大作用, 加速度反应自下而上逐渐增大;土层完全液化后, 地基加速度反应自下而上也逐渐增大, 这是由于液化地基的层间剪切运动加快且加快的速率自下而上逐渐增大所致。地基孔压变化主要受两方面因素影响:一是随埋深减小, 孔压减小, 但孔压比增大;二是离桩距离越近, 孔压和孔压比越大。土层液化前, 输入波主要峰值过后, 自下而上孔压消散逐渐减慢。较大震输入下, 自下而上孔压有减小的趋势, 但最大孔压比均很快达到液化孔压比;输入波主要峰值过后, 孔压消散很缓慢, 尤其是孔压消散随埋深减小越来越慢。试验中还出现瞬时负孔压的有趣现象, 这也许是由于可液化土层发生瞬时膨胀作用所致。

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钢管混凝土拱桥吊装过程的最优化计算分析

张建民, 郑皆连, 肖汝诚

中国公路学报. 2005, 18(2): 40-44.

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以在建的主跨460 m的中承式钢管混凝土拱桥——巫峡长江大桥为例, 在综合考虑拉索的垂度效应与结构几何非线性影响的基础上, 采用一阶最优化计算方法来确定拱桥的合理施工状态。以成桥后拱肋的线形为目标函数, 施工中拱肋节段的预转折角为设计变量, 利用施工优化的原理, 直接建立施工期结构状态可测变量与成桥状态目标函数之间的关系。通过对目标函数的最优化处理, 求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度, 模拟了钢管拱肋的拼装过程。计算结果表明:将最优化计算理论引入拱桥的施工过程计算中是可行的, 结果也是合理的。

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基于模糊神经网络的桥梁诊断辅助系统研究

王桂萱, 中村秀明, 晏班夫, 宫本文穗

中国公路学报. 2005, 18(2): 45-50.

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以桥梁的表观检测数据及无破损检测试验结果为依据, 结合专家对系列桥梁的诊断评价结果, 利用神经网络、模糊评判等信息处理技术开发了一套用于管理的桥梁诊断辅助系统。该系统可以帮助桥梁管理人员从大量的检测数据中, 综合评价桥梁的老化状况。以现场检测得到的数据为例, 详细地阐述了系统中桥梁老化评价功能的推理过程, 并通过几座桥的检测实例验证了系统的可靠性。系统已在中国和日本的部分地区使用, 提高了桥梁的管理工作效率。

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大跨径自锚式悬索桥合理成桥状态的确定方法

谭冬莲

中国公路学报. 2005, 18(2): 51-55.

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通过对有限位移理论和解析迭代法的分析, 对基本参数进行分析研究, 提出了确定自锚式悬索桥合理成桥状态的思路和方法。以主缆为切入点, 在确定主缆线形及吊索、加劲梁内力的情况下, 最终得到主缆和吊杆的无应力长度及施工结构状态。基于上述理论, 以某主跨328 m的自锚式悬索桥为例, 进行了详细的分析, 给出了主缆无应力长度、鞍座预偏量、成桥阶段加劲梁、吊杆的内力, 确定了该桥的合理成桥状态。

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桥面铺装与路面温度差异研究

陈仕周, 倪小军

中国公路学报. 2005, 18(2): 56-60.

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针对桥面铺装与普通路面由于其结构及所处的地理环境的不同, 在温度上存在着一定差异的问题, 对路面及桥面铺装温度差异的产生和变化的原因进行了深入的分析, 详细论述了作用于桥面上辐射以及热交换作用, 为两者的温度差异分析提供了理论基础, 建立了相应的热流密度关系式, 从而为桥面铺装结构的温度场数学模型的建立提供了可靠的理论基础。同时借助新疆乌鲁木齐地区实体工程验证了在低温条件下桥面铺装温度与路面温度的差异, 并分析了差异形成的原因。研究结果表明:桥面铺装的温度略低于路面温度。

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沥青混凝土钢桥面铺装方案受力分析

钱振东, 罗剑, 敬淼淼

中国公路学报. 2005, 18(2): 61-64.

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采用有限元方法分析在车轮荷载作用下正交异性钢桥面铺装层力学响应, 研究铺装上、下层不同的厚度及模量组合对铺装层力学控制指标的影响以及不同铺装方案在超载情况下的铺装层受力状况。研究表明:铺装厚度对于层间剪切应力影响较大, 铺装上层的材料模量对于铺装表面的最大拉应力影响较大, 铺装下层的材料模量对于层间剪切应力影响较大。研究结果可以为正交异性钢桥面铺装设计提供理论依据。

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混凝土斜拉桥主梁的非稳态温度场与应力场分析

郭健

中国公路学报. 2005, 18(2): 65-68.

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按非稳态温度场问题的热平衡控制微分方程和弹性力学平面应变问题的计算理论, 应用变分原理给出了温度场和应力场的有限元计算列式。根据结构热分析和热应力分析的单向耦合特点提出了在同一有限元模型上按时间差分顺序耦合求解斜拉桥主梁温度场和应力场问题的方法, 编写了计算机程序;并计算分析了一混凝土斜拉桥的主梁截面内温度分布和应力分布, 对比了温度实测值, 得出了几个重要的结论, 对同类桥梁的设计具有实际参考价值。

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公路路政管理站点规划和巡视路线优化研究

赵仲华, 阎新芳, 于洁潇, 刘毅松

中国公路学报. 2005, 18(2): 69-73.

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采用遗传算法建立了公路路政管理站点规划选址优化模型, 研究了路网中规划选址优化的多变量算法不易收敛问题, 应用受限P-中心问题以减少管理站的备择点数目, 从而减少遗传算法中染色体的基因长度, 并按不同策略进行初始群体和种群的选择, 加快收敛速度, 从而提高算法的运算效率。针对高速公路巡视路线优化中最大巡路长度问题, 采用贪婪算法和邻域搜索算法的结合求解最佳巡视路线, 给出了问题的多目标函数优化模型和算法。

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公路交通可持续发展评价指标及评价方法研究

张生瑞, 邵春福, 严海

中国公路学报. 2005, 18(2): 74-78.

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根据公路交通可持续发展评价的内容和特点, 从公路交通可持续发展水平、发展能力、发展协调性3个方面建立了评价指标体系;提出了指标属性值和无量纲化的计算方法;应用模糊识别原理, 结合AHP权重确定方法, 依据公路交通可持续发展目标(级别划分)的实现程度, 提出公路交通可持续发展的多级模糊识别综合评价模型;其评价方法和模型, 反映了公路交通可持续发展的内涵, 对区域公路交通可持续发展评价有借鉴作用。最后, 进行了实证研究。

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基于粗集理论的交通控制系统研究

杨立才, 贾磊, 赵建玉, 钟麦英

中国公路学报. 2005, 18(2): 79-83.

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为满足智能交通系统高性能模糊控制器设计的需要, 把粗集理论融入常规的模糊推理, 提出了一种交通控制模糊建模新方法, 利用粗集理论的知识推理, 直接从交通系统的测量数据提取模糊规则, 解决了城市交通模糊控制规则提取的瓶颈问题。实例分析表明:该方法简单有效, 不仅可以最大限度地减少从交警的经验直接提取模糊规则的局限性, 以获取最优的模糊模型, 同时建模方法具有普遍适用性, 提取的模糊规则更具客观性。该方法可以推广应用于多交叉口的模糊协调控制, 对于采用复杂算法的控制系统更能显示出其优越性。

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公路主枢纽总体布局规划后评价研究

李德刚, 霍娅敏, 罗霞

中国公路学报. 2005, 18(2): 84-89.

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为了总结公路主枢纽总体布局规划成功的经验和失败的教训, 为其修编提供参考与借鉴, 以提高规划结果的科学性和合理性, 从后评价的角度, 按前后对比的系统思想, 首次对公路主枢纽总体布局规划后评价理论进行了研究。详细阐述了公路主枢纽总体布局规划的含义、特点, 确立了公路主枢纽总体布局规划后评价的内容、评价指标、评价标准和评价方法, 形成了较为系统和完整的公路主枢纽总体布局规划后评价理论体系。最后, 以成都公路主枢纽总体布局规划后评价实例说明上述评价理论和方法的可行性与合理性。

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特殊活动的停车选择模型研究

严海, 杨晓光, 严宝杰

中国公路学报. 2005, 18(2): 90-93.

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针对特殊活动下的停车问题, 提出了出行者选择行为的效用模型和针对各部分效用的标定方法。在原理设计中, 考虑了特殊活动下小汽车出行者的行为约束因子, 建立了特殊活动下的选择行为模型;在实现方法上, 对效用因子进行了标定, 并应用最大似然法对出行者停车选择行为时间效益模型作了计算。该研究可以用于进行特殊活动下基于停车选择行为的出行选择分布预测, 解决特殊活动下的停车预测和管理的理论问题。

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高速公路运输量研究

陈荫三

中国公路学报. 2005, 18(2): 94-98.

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提出了高速公路运输量的统计方法, 并以南京—上海高速公路为例, 首次统计了中国高速公路的客运量、货运量、客运周转量、货运周转量以及客、货运输密度。研究表明:在南京—上海通道内, 高速公路和铁路起着同样的关键作用;货运方面, 高速公路和铁路运送货物价值相差很大, 两者是互补性的, 客运方面, 高速公路客运量中个性化出行与铁路是互补性的, 而群体性出行与铁路是替代性的。对高速公路上运行的车辆状况进行了分析, 指出货运量主要是由四轴的半挂列车和两轴的单车完成的。客运中个性化出行的乘客占40%, 车数占88%。

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汽车半主动悬架的模型参考自适应控制

郑玲, 邓兆祥, 李以农

中国公路学报. 2005, 18(2): 99-102.

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在1/4车辆动力学模型的基础上, 基于李雅普诺夫稳定性理论, 以天棚阻尼半主动悬架为参考模型, 设计了半主动悬架模型参考自适应控制器。自适应控制器包括可调前置控制器和状态反馈控制器两个部分。推导了自适应控制律与相应的约束条件。仿真结果表明:该控制器对于模型参数的不确定性具有良好的鲁棒特性。自适应控制器不仅明显降低了车身加速度, 提高了平顺性, 同时也使汽车的行驶安全性获得了改善, 悬架动变形稍有增大。

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混合动力汽车动力总成试验台研究

王伟华, 金启前, 曾小华, 王庆年, 杨志华

中国公路学报. 2005, 18(2): 103-106.

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基于混合动力汽车有串联、并联和混联等多种结构形式的特点, 提出以模块化设计思想来搭建混合动力汽车动力总成试验台的方法, 从而达到了在比较短的时间内、以尽量小的改动适应不同混合动力汽车动力总成结构形式组合需要的目标。根据研究需要, 首先完成了混合动力汽车动力总成试验台并联形式的建设, 并利用该试验台对所研制的混合动力城市客车多能源动力总成控制器进行了初步调试, 验证了该控制器的软硬件设计和并联电动助力型控制策略。同时, 所完成的发动机台架试验和电机台架试验也充分证明了试验台模块化设计思想的可行性和有效性。

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高速公路多车道分道线快速检测与重建技术

周欣, 黄席樾

中国公路学报. 2005, 18(2): 107-111.

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介绍了基于单目视觉技术的高速公路多车道快速检测与重建技术, 实现了高速公路的车道自动保持。采用双阈值法快速分割高速公路的白色分道线, 用特征跟踪法提取分道线, 根据道路视觉模型用圆锥曲线结合分道线特征点重建4条分道线。分析了根据道路视觉模型和分道线重建来实现车道保持的基本方法。该算法已经通过VC语言实现, 系统在四川省和重庆市的高速公路上以最高120 km/h的速度进行了试验, 圆满地完成了多车道检测任务, 实现了车道保持。

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虚拟仪器技术在汽车性能测试中的应用

刘玉梅, 苏建, 潘洪达, 翟乃斌, 杨秀坤

中国公路学报. 2005, 18(2): 112-115.

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提出了一种基于虚拟仪器测试汽车性能的新方法, 建立了基于虚拟仪器的汽车性能测试系统, 该测试系统采用PC-DAQ方案, 通过多传感器采集和数据融合, 配以PC机平台和虚拟仪器软件, 构成了汽车各种性能的数据采集控制仪器和系统, 从而将多种数字化的汽车性能测试仪器虚拟化为以PC机为核心和硬件支持的数字化、柔性化、智能化的汽车性能虚拟集成测试系统。该测试系统可以对汽车的排放性能、噪声、前大灯、制动性能、悬架特性、底盘测功、转向操纵以及侧滑等性能进行测试。实车测试证明:所开发的汽车性能测试系统的测试准确、可靠。

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基于转运车的沥青混凝土路面机械化
施工工艺应用研究

邓习树, 李自光, 李冰

中国公路学报. 2005, 18(2): 116-119.

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分析了现行沥青混凝土路面机械化施工工艺存在的缺点, 为新工艺的提出提供理论基础;在充分利用各国对转运车(MTV)研究的基础上, 按照整个沥青混凝土路面机械化施工工艺流程, 系统研究了整个机械化施工工艺中的各个环节, 提出了基于转运车的新机械化施工工艺, 并从材料离析、温度离析和路面平整度3个方面对其实际应用进行了试验研究, 证明该工艺在中国是可行的, 对整个沥青混凝土路面机械化施工具有一定的实践意义和理论指导意义。

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新型振动搅拌装置的试验研究

赵利军, 杜占领, 冯忠绪

中国公路学报. 2005, 18(2): 120-124.

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针对振动搅拌技术中搅拌质量、振动强度和机器工作可靠性不能兼顾的问题, 在前期试验研究基础上, 提出一种新的振动搅拌技术, 认为以搅拌轴和搅拌叶片作为振动活化源, 振动和强制搅拌相结合的实施方案是合理的。以此设计了相应的试验样机, 研究其合理的搅拌参数和振动参数并与普通强制搅拌进行了对比试验。试验表明:这种振动搅拌装置所需振动强度小, 振动参数在普通振动机械的范围内, 较以往装置有更高的可靠性和耐久性并能显著提高混凝土的搅拌质量。

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架桥机滚柱轮结构最佳空心度研究

吕彭民, 丁智

中国公路学报. 2005, 18(2): 123-126.

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以某架桥机中使用的圆柱滚子轮系统为研究对象, 针对滚柱轮结构中等效和接触应力的边缘效应, 提出了采用空心滚柱轮的设计方案, 以降低其边缘应力。采用有限元分析方法, 对不同空心度下的滚柱轮最危险区域的等效应力和接触应力进行了详细计算。计算结果表明:对于等效应力, 滚柱轮的最佳空心度为42%;对于接触应力, 滚柱轮的最为合理的空心度为50%。综合考虑等效应力最小及接触应力的合理分布, 滚柱轮的最佳空心度范围可取为42%~50%。

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2005年, 第18卷, 第2期　刊出日期：2005-03-15

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