中国公路学报

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朱庆, 吴波, 钟正

中国公路学报. 2006, 19(4): 1-6.

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为促进三维GIS在公路规划、设计、建设与管理等各个阶段的应用, 系统地研究了三维GIS与公路CAD的集成方法。首先, 针对公路CAD中的路线三维模型与构造物实体模型, 分析了三维GIS与公路CAD中数据的集成, 进而研究了公路三维GIS的一体化数据组织管理;然后, 从三维模型的简化入手, 研究了海量数据情况下, 公路三维GIS的实时动态可视化技术, 并在此基础上, 提出了公路三维GIS的体系结构模型;最后, 探讨了公路三维GIS在公路路线设计和辅助决策管理等相关方面的应用前景。

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基于径向基函数神经网络的GPS高程转换方法

李红连, 黄丁发, 李春华

中国公路学报. 2006, 19(4): 7-10.

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针对GPS高程与正常高程的转换问题, 给出了基于径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络的模型。该模型隐含层选用Gauss函数作为基函数, 学习算法采用自组织选取中心法策略。用实际观测数据进行了试验和仿真, 结果表明, 用RBF神经网络转换GPS高程的精度优于最小二乘法。对RBF神经网络方法和反向传播(Back-Propagation, BP)神经网络方法转换GPS高程的精度进行了比较, 虽然两种方法的结果相近, 但RBF神经网络方法在学习速度方面远比BP神经网络方法快。由此可见, RBF神经网络方法用于转换GPS高程是可行和有效的。

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湿陷性黄土变形的各向异性及与浸水路径的无关性

张茂花, 谢永利, 刘保健

中国公路学报. 2006, 19(4): 11-16.

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通过对原状Q₃黄土进行单轴压缩试验, 分析了不同加载方向和浸水路径对湿陷性黄土变形特性的影响, 讨论了湿陷性黄土变形的各向异性以及增(减)湿过程中变形与浸水路径的无关性。结果表明, 黄土的湿陷变形与压缩变形的各向异性相当显著, 而且按不同方向压缩的过程中, 湿陷变形与压缩变形之间存在相互转化关系: 竖向压缩时, 土体的湿陷性最大, 压缩性最小;沿45°方向压缩时, 土体的湿陷性最小, 压缩性最大;沿水平方向压缩时, 其湿陷性和压缩性都介于前两者之间。按不同方向压缩时, 试样浸水饱和后的压缩性基本相同, 即饱和黄土的压缩变形是各向同性的。黄土的湿陷性和压缩性都与浸水路径无关, 试样浸水后的压缩性与初始含水量无关, 不同的浸水路径和加荷路径对浸水试样的压缩性没有影响。

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车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性影响的数值分析

彭建兵, 陈立伟, 邓亚虹, 范文

中国公路学报. 2006, 19(4): 17-22.

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针对车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性的影响, 运用有限元方法对其进行了动力响应分析。分析中将车辆通过时路面所承受的动荷载简化为落锤式弯沉仪(FWD)产生的动态冲击荷载, 考虑了路面的实际结构体系以及车速、洞径、埋深和偏移距离等主要因素的影响。找出了临界洞室埋深随洞径和偏移距离变化的规律, 并确定出了路基下伏暗穴治理范围, 同时对动、静荷载效应进行了对比分析。结果表明: 在实际计算中, 可以将静载乘以某一“放大系数”作为计算荷载进行拟静力分析。

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膨胀土路基的胀缩变形模型试验

杨果林, 丁加明

中国公路学报. 2006, 19(4): 23-29.

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为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律, 通过8组膨胀土路基模型试验, 对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土, 在压实度为90%和不同排水边界条件下, 模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件, 研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等, 获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工, 保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。

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加筋风积沙挡墙工作机理的离心模型试验

王岚, 邢永明, 苏跃宏, 崔亚楠, 闫景晨

中国公路学报. 2006, 19(4): 30-33.

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采用能够完全满足模型相似律的离心模型试验方法, 基于整体刚性面板加筋土挡墙结构, 研究加筋风积沙挡墙的变形、加筋材料的应变分布等加筋风积沙挡墙的工作机理。试验分析结果表明: 在一定范围内, 加筋层竖向间距越小, 加筋效果越好;加筋材料合理铺设方式应为从回填区底部至上部使加筋材料长度由短变长;同一加筋层拉应变呈中部大、两端小的分布形式。此外, 在进行加筋风积沙挡墙的内部稳定性验算时, 应注意加筋材料被拔出的可能性。

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考虑老化的沥青结合料低温感温性指标

董瑞琨, 孙立军

中国公路学报. 2006, 19(4): 34-39.

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为了验证不同老化程度沥青结合料的针入度指数I_P、当量脆点T_1.2与SHRP低温弯曲梁流变指标间的关系, 选取3种常用重交基质沥青进行薄膜烘箱试验和不同时长的压力老化容器老化, 测定不同老化程度沥青在不同较高温度的针入度, 得到针入度温度指数A_{lg P}、K、I_P和T_1.2;测定不同较低温度60 s时的弯曲梁流变指标S、m, 得到低温蠕变温度指数A_{lg S}和A_m。通过试验得出: 随着老化程度的增加, 沥青的感温性降低, 温度稳定性增加, T_1.2呈升高趋势;对不同老化程度的沥青而言, 其较高温度下的针入度温度指标A_{lg P}、K与较低温度下的低温蠕变温度指标A_{lg S}、K_{lg S}、A_m、K_m之间具有较好的相关性;中国“八五”攻关专题中建议的沥青低温性能评价指标I_P和T_1.2与SHRP建议的低温性能评价指标S和m之间具有较好的相关性。

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提高级配碎石基层使用性能的方法

王龙, 冯德成

中国公路学报. 2006, 19(4): 40-45.

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为了提高路面结构中级配碎石基层的回弹模量, 通过材料设计、路面结构组合设计和施工工艺设计, 对级配碎石基层的使用性能进行了研究。材料设计的目的是确定出使用性能较好的级配, 这是提高其使用性能的内在因素;结构组合设计的目的是以刚性较强的半刚性材料作为级配碎石的底基层, 充分发挥级配碎石的强度非线性性能;碾压程序和机具组合设计的目的是形成稳定、均匀的结构层, 这是提高使用性能的保证。综合考虑以上因素的试验路模量反算结果表明: 级配碎石的强度有大幅度提高。

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聚合物改性超细水泥修补混凝土结构物微裂缝的性能及机理

申爱琴, 朱建辉, 王晓飞, 钟建超, 付琴

中国公路学报. 2006, 19(4): 46-51.

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利用具有柔性、双组分防水及粘结性能的聚合物乳液S400改性超细水泥(PMSC), 制备了水泥混凝土结构物微裂缝修补材料, 并对其力学性、界面粘结性、耐久性等进行了研究, 同时借助于多种现代物相测试分析技术对PMSC结构形成过程及改性机理进行了深入分析。研究表明: 聚合物的填充和密封作用使PMSC界面过渡区结构明显细化, 孔隙率减小, 孔级配趋于合理, 加之亲水性聚合物与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透, 改善了新旧材料界面粘附状况, 增强了柔韧性, 提高了抗渗性及抗腐蚀性。

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超大跨度斜拉桥施工过程随机模拟分析

梁鹏, 肖汝诚, 徐岳

中国公路学报. 2006, 19(4): 52-58.

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针对超大跨度斜拉桥由于悬臂施工过程中各种误差的累积可能使其恒载效应具有较强的随机特性, 传统的确定性分析方法不能反映这一重要结构特性的问题, 采用Monte Carlo法与有限元法相结合的随机模拟方法, 将斜拉桥的梁段自重、张拉索力看成随机变量, 进行主跨1 088 m的苏通大桥施工过程随机模拟, 研究其恒载效应的频度、均值和标准差。研究表明: 由于结构系统的变异性, 使结构行为呈现一定的随机性;梁段自重、张拉索力变异对钢主梁斜拉桥恒载应力的影响不如对混凝土主梁斜拉桥那么明显, 但其对恒载构形的影响不可忽略。

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桥面侧风对行车安全性影响的概率评价方法

庞加斌, 王达磊, 陈艾荣, 林志兴

中国公路学报. 2006, 19(4): 59-64.

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针对高速公路综合管理需求, 研究强风天气的大跨度桥梁行车安全性问题。在考虑风速、车型、路面条件和车速的基础上, 分析了4种典型车辆的安全行车临界风速, 结合桥位风速观测资料统计和桥梁结构对桥面风速的影响, 建立桥面行车高度的等效风速概率模型, 提出了概率评估方法, 并将此方法应用于杭州湾跨海大桥和苏通长江公路大桥的桥面行车安全性分析。研究结果表明: 侧滑是行车安全性的主要问题, 大跨度桥塔附近的侧风影响最为严重。

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大跨桁式钢管混凝土拱桥空间非线性有限元分析

张阳, 邵旭东, 蔡松柏, 胡建华

中国公路学报. 2006, 19(4): 65-70.

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采用共旋坐标法导出钢管混凝土杆单元在大位移、大应变条件下的空间几何、材料非线性耦合的单元切线刚度矩阵;提出了在n+1维荷载-位移空间Rⁿ⁺¹中求解非线性有限元方程组的位移增量法迭代格式, 该格式保留了迭代刚度矩阵的部分带状性能;在此基础上编制相应的有限元程序NSTSAP(几何非线性)和NSTSAP2(双重非线性)。通过与湖南茅草街大桥拱顶节段试验模型进行对比分析发现: 该方法能较好地反映桁式拱肋钢管混凝土拱桥空间受力的非线性性能。

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混凝土斜拉桥施工控制温度影响及其现场修正

颜东煌, 陈常松, 涂光亚

中国公路学报. 2006, 19(4): 71-76.

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提出了结合温度实测值描述混凝土斜拉桥温度场的分段多项式函数法, 并在现场试验的基础上对斜拉桥温度影响的计算方法进行了研究;根据前支点挂篮悬臂现浇法的特点, 提出了一套完整的可结合施工控制参数识别和预测的温度影响现场控制和消除处理方法, 该方法能够实时地应用于现场分析。经过实桥施工过程验证, 该方法具有较好的控制效果, 可用于斜拉桥施工控制温度影响的现场修正。

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方钢管混凝土轴压短柱的力学性能

李小伟, 赵均海, 朱铁栋, 王亮

中国公路学报. 2006, 19(4): 77-81.

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根据统一强度理论, 综合考虑了方钢管混凝土的材料特点, 引入了考虑厚边比影响的等效约束折减系数, 将钢管混凝土角部非均匀的约束力转化为均匀的约束力, 从而将方钢管对混凝土的约束等效为圆钢管对混凝土的约束。在厚壁圆筒的统一强度理论解的基础上, 推导了计算钢管混凝土极限承载力的公式, 并用该公式对文献资料数据进行了计算对比。结果表明: 该公式有很强的适用性, 对发挥材料潜力、节约材料很有意义。

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外贴纤维布加固超载后钢筋混凝土桥梁构件抗弯性能试验

孙晓燕, 黄承逵

中国公路学报. 2006, 19(4): 82-87.

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结合24根钢筋混凝土(RC)梁的超载试验, 对不同的超载幅值、加载次数以及配筋率的钢筋混凝土桥梁构件的受弯承载力加固效果进行了比较分析。对12根外贴纤维布加固超载后裂损的钢筋混凝土梁与12根超载后未加固的钢筋混凝土梁进行对比试验研究, 分析了超载对钢筋混凝土构件使用性能的影响规律, 比较了外贴纤维布加固不同超载幅值超载损伤后的钢筋混凝土构件的加固效果。试验结果表明: 外贴纤维布加固超载后裂损的钢筋混凝土梁加固效果的主要影响因素是预加荷载幅值和配筋率。

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预弯组合梁非线性全过程分析方法

黄侨, 郑一峰, 李光俊

中国公路学报. 2006, 19(4): 88-93.

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采用材料非线性本构关系研究预弯组合梁的受力行为, 建立预弯组合梁从预弯钢梁加荷到结构破坏的非线性全过程分析方法。利用该方法可以对结构的各受力阶段进行模拟计算, 得出各阶段预弯钢梁、一期混凝土、二期混凝土的应力和结构变形, 并能计算出预弯组合梁的开裂荷载和极限破坏荷载。该方法突破了日本学者提出的以弹性分析法为基础的预弯梁计算理论。利用该方法已完成了十余座预弯组合梁桥的设计分析, 取得了良好的计算结果。

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结构损伤识别的双重网格算法

向天宇, 赵人达

中国公路学报. 2006, 19(4): 94-97.

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提出了结构损伤识别的双重网格算法, 采用损伤网格描述结构损伤, 通过损伤网格节点的损伤变量插值得到结构内任一点的损伤值。应用该方法对一钢筋混凝土简支梁的损伤问题进行了研究, 识别结果较好地反映了结构的损伤分布。研究结果表明: 双重网格算法可以有效地减少识别变量的个数, 提高识别效率, 并对土木工程结构中常见的连续分布损伤有较好的识别效果。

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荆州长江公路大桥主梁高性能混凝土徐变试验

陈志华, 彭少民, 蒋沧如, 王小平

中国公路学报. 2006, 19(4): 98-102.

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为准确计算高性能混凝土的长期徐变, 根据荆州长江公路大桥的建设要求, 对两种高性能混凝土施工配合比进行徐变试验, 并用优化方法进行了拟合计算, 给出了两种配合比混凝土徐变度的计算公式, 介绍了相应的混凝土松弛系数计算方法。应用该方法对荆州长江公路大桥主梁混凝土的应力松弛系数进行了计算, 为该桥的设计和施工提供了科学的依据。

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不对等信息显示的城市停车预调度方法

陈峻, 周智勇, 王炜

中国公路学报. 2006, 19(4): 103-108.

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以驾驶员出行过程中停车诱导效率最优化为目标, 提出了一种停车不对等信息预调度模型。分析了停车调度研究的适用条件, 以车辆到达停车场行程时间最小为目标函数, 综合考虑交通流量、停车信息显示间隔、停车场选择概率、停车场饱和度等影响因素的量化方法, 提出停车场不对等信息显示状态的阈值规定和自由组合寻优表达方法, 并进行相应的计算方法研究;最后通过实例对比分析了同信息显示法和不对等信息显示法的停车诱导效果。计算结果表明: 自由组合寻优法可减少约28％的驾驶员车辆停放行程时间。

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信号控制路段行人二次过街设置标准

杨晓芳, 付强, 杨晓光

中国公路学报. 2006, 19(4): 109-113.

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从时空资源利用角度和延误角度对有信号控制路段行人二次过街进行分析, 在对路段行人信号配时方案设计基础上得到有信号控制条件下行人延误公式。在一定路宽、行人流量条件下, 以行人延误小于其极限忍耐时间为判定标准, 得出二次过街允许的机动车流量范围, 在该范围内设置二次过街可兼顾道路时空资源的利用和行人安全。研究表明: 与一次过街相比, 二次过街可更有效利用道路时空资源, 同时行人每次获得通行权所需等待时间显著减少。

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基于交通流元胞自动机模型的车辆当量换算

石琴, 黄志鹏, 张卫华

中国公路学报. 2006, 19(4): 114-117.

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将一维元胞自动机模型用于模拟周期性边界条件下高速公路的车流运动, 用随机慢化FI模型对一定交通环境下车流的车速与密度之间的关系进行仿真分析。探讨了不同车型和车速对道路最大流量(最大通行能力)的影响。依据不同车型在同一道路上的不同通行能力, 提出了一种不同车型车辆之间当量换算系数的确定方法。在模拟仿真过程中, 考虑不同类型车辆的最大行驶速度及所占空间不同, 仿真模型具有不同的参数。通过计算机模拟, 得到不同车型的交通流基本图, 根据相同道路条件下的最大流量值, 给出了以通行能力作为基准时当量换算系数的计算公式。

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具有同时配送和回收需求的车辆路径问题的混合遗传算法

张建勇, 李军

中国公路学报. 2006, 19(4): 118-122.

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介绍了具有同时配送和回收需求的车辆路径问题(VRPSDP), 并对其进行了描述, 建立了该问题的数学规划模型。结合2-opt法和等级替换策略等设计了求解VRPSDP的一种混合遗传算法, 给出了该算法初始种群的两种生成规则——随机生成和构造初始种群, 设计了相应的交叉和变异算子, 并详细阐述了违反约束条件的处理方法。通过随机模拟试验以及与其他方法的对比分析表明: 该算法可有效缩短车辆行驶距离, 而构造初始种群则在一定条件下可显著提高混合遗传算法的收敛速度并改善其运行结果。

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车辆路径问题的模拟退火算法

胡大伟, 朱志强, 胡勇

中国公路学报. 2006, 19(4): 123-126.

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在构造车辆路径问题(Vehicle Routing Problem, VRP)数学模型后, 采用路径间调整和路径内优化方法, 结合模拟退火算法策略对该问题进行求解。重点阐述了VRP模拟退火算法的设计思路, 详细分析和编制了求解程序框图, 并实现了计算机求解。仿真测试结果表明: 采用模拟退火算法求解VRP效果显著, 计算速度较快, 与有关算法对比显示了较强的实用性和可操作性, 为解决大规模VRP提供了一种有效算法。

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2006年, 第19卷, 第4期　刊出日期：2006-07-15

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