中国公路学报

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姬杨蓓蓓, 马骉, 王秉纲

中国公路学报. 2006, 19(5): 1-5.

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采用有限元方法建立了路基发生融沉变形时沥青路面结构的轴对称计算模型, 将融沉变形分别简化为二次曲线和余弦曲线, 分析了融沉变形对最大拉应力点位的影响, 重点讨论了融沉盆形状、半径、融沉深度等因素对沥青路面结构面层和基层最大拉应力的影响。结果表明:路基的不均匀融沉变形在路面结构面层顶面产生拉应力, 成为面层破坏的主要原因;在基层底面产生较大的附加应力, 将会造成基层开裂, 因此在多年冻土地区的路面设计中应考虑附加应力的影响。

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风积沙的压实机理

李志勇, 曹源文, 梁乃兴, 梅迎军

中国公路学报. 2006, 19(5): 6-11.

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为解决风积沙作为公路路基填料难以压实的问题, 通过重型击实和振动压实对比试验及理论计算, 分析了风积沙的压实机理。结果表明:风积沙无粘性是导致其压实曲线呈双峰值的原因, 也是其颗粒在压实时有着特殊运动规律的原因。风积沙颗粒间能否重新排列及压实功是影响压实效果的主要因素, 振动加速度对这两个因素均有较大影响, 而重型击实只对压实功有影响, 因此风积沙的压实应采用振动法, 且风积沙振动干压实在工程上是可行的。

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水泥土添加剂的室内试验

叶观宝, 陈望春, 徐超, 李束

中国公路学报. 2006, 19(5): 12-17.

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通过分别对加有SN-Ⅱ高效减水剂、Al(OH)₃和CaCl₂早强剂以及不加添加剂的水泥土进行7、28、90 d龄期的微观结构分析试验, 结合无侧限抗压强度试验, 研究水泥土添加剂的作用机理。结果表明:添加剂SN-Ⅱ的宏观力学性质表现为水泥土28 d强度有明显提高, 添加剂Al(OH)₃和CaCl₂的宏观力学性质表现为水泥土7、28、90 d强度均有明显提高。微观结构分析表明:添加剂SN-Ⅱ不参与水泥土的水化反应, 对水泥土的影响主要体现在改变水化速度和水化产物空间结构上;添加剂Al(OH)₃和CaCl₂既参与水泥土水化反应, 又可改变其水化速度和空间结构。

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沥青混合料永久变形评价指标

杜顺成, 戴经梁

中国公路学报. 2006, 19(5): 18-22.

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通过比较分析沥青混合料永久变形各种试验方法和评价指标的优缺点, 指出目前用动稳定度评价指标的不足之处。基于压实理论分析, 提出一种全新的评价指标——综合稳定指数, 利用现有的车辙试验设备, 给出了综合稳定指数的具体计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形, 能更好地评价沥青混合料的高温稳定性。通过分析综合稳定指数与力学指标劲度模量之间的相关性, 建立了两者之间的关系模型, 验证了综合稳定指数的合理性。

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水泥混凝土路面等效疲劳温度应力系数

牛开民, 田波

中国公路学报. 2006, 19(5): 23-28.

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分析了日疲劳温度应力系数的影响因素, 结果表明温度荷载和轴载的昼夜分布对其影响最大。提出利用多年累积的每日气象资料直接推导等效疲劳温度应力系数的方法, 该方法不用计算月、年疲劳温度应力系数, 其计算结果提高了疲劳温度应力计算的准确性。基于中国93个基本气象站50 a实测的日气象资料, 计算得到等效疲劳温度应力系数, 并给出了回归公式及各地的回归系数。

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中粗粒土路基压实度快速测定方法

张宜洛, 郑南翔, 顾炳其

中国公路学报. 2006, 19(5): 29-33.

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利用瞬态冲击频谱分析法, 研究冲击响应值与不同碎石质量分数的压实度关系以及碎石级配的变化对冲击值的影响。通过水滞频段的应用, 消除了含水量对响应值的影响, 可以在不检测含水量的情况下测定中粗粒土的压实度, 在此基础上确定了动态冲击响应值与中粗粒土的压实度关系。结合中粗粒土的现场工艺特点, 对冲击响应影响深度进行评估分析, 提出了中粗粒土路基压实度的快速测定方法, 并研制了仪器, 实现了对中粗粒土路基压实度快速、无损、定量的自动检测。

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基于小波包能量谱的大跨桥梁结构损伤预警指标

丁幼亮, 李爱群, 缪长青, 刘涛

中国公路学报. 2006, 19(5): 34-40.

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基于结构动力响应的小波包能量谱提出了两种结构损伤预警指标:能量比偏差和能量比方差。以润扬长江大桥北汊斜拉桥为研究对象, 分析了损伤预警指标在不同损伤位置、损伤程度和测量噪声水平下的预警能力。研究结果表明:与结构自振频率等模态参数相比, 能量比偏差和能量比方差可以明显提高大跨桥梁结构损伤预警的敏感性和有效性, 并且具有良好的抗噪声干扰能力。能量比偏差和能量比方差可作为大跨桥梁结构损伤预警系统的损伤预警指标。

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混凝土桥梁结构非线性地震损伤演化

邵长江, 吴永红, 钱永久

中国公路学报. 2006, 19(5): 41-45.

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采用基于断裂能的损伤变量表达式, 以单位体积材料当前耗能与断裂能的比值定义损伤变量, 考虑了混凝土的拉压异性效应。引入了地震损伤的整体演化指标, 通过有限元方法利用材料塑性损伤模型模拟桥梁结构在地震激励下的非线性损伤演化过程。数值计算过程中考虑了混凝土后继屈服的随动强化效应, 采用损伤型本构关系及相应的Drucker-Prager型屈服函数, 并通过算例验证了混凝土结构的非线性地震损伤特性。

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钢筋混凝土连续宽箱梁受力性能试验

曹国辉, 方志

中国公路学报. 2006, 19(5): 46-52.

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为研究连续箱梁混凝土开裂后的内力重分布和翼缘有效分布宽度的变化规律, 制作了钢筋混凝土(RC)连续宽箱梁模型, 并对加载至混凝土开裂这一过程进行了试验, 研究了均布荷载作用下连续箱梁各控制截面应力及应变分布规律、翼缘有效分布宽度、挠度和抗裂性能变化情况。基于换算截面法, 运用变分原理对开裂混凝土连续箱梁的剪力滞效应进行了分析, 并与规范方法和试验结果进行了对比。考虑弹性支座的影响, 对连续箱梁的内力重分布与变形进行了分析, 分析结果与试验结果吻合较好。

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混凝土斜拉桥施工阶段的体系可靠度

刘扬, 张建仁

中国公路学报. 2006, 19(5): 53-58.

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针对斜拉桥失效路径繁多的问题, 采用改进的β约界法限制分枝规模, 寻找并识别对结构体系可靠度起主导作用的主要失效模式。通过现场试验建立了高强度混凝土早龄期力学性能的经时概率模型。同时, 考虑各主要失效模式间的相关性, 提出了计算体系失效概率上下界的实用方法。通过一座双塔斜拉桥施工期体系可靠度的计算实例表明了这一方法的有效性。研究成果对于评价混凝土斜拉桥施工期的结构整体性能和安全程度具有参考价值。

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缆索承重桥梁的颤振可靠性

许福友, 陈艾荣, 张建仁

中国公路学报. 2006, 19(5): 59-64.

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基于公路桥梁抗风设计规范校准得到极值风速变异系数约为0.13;由苏通大桥桥址风速统计资料计算得到极值风速变异系数在0.13～0.14之间。提出了计算结构可靠指标的随机梯度算法, 采用该算法从多种角度分析了变量分布类型及统计特征对苏通大桥颤振可靠指标计算结果的影响。计算结果表明:极值风速变异系数宜取为0.15;随机梯度算法思路简单, 具有很好的稳定性, 计算效率高。

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结构极限承载力计算方法及其收敛性

徐爱敏, 陈衡治, 谢旭

中国公路学报. 2006, 19(5): 65-70.

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在考虑双非线性影响的结构极限承载力的计算时, 为提高计算精度和效率, 对弧长增量法和位移增量法中的增量参数、不平衡力收敛计算过程进行了比较分析, 并提出了考虑全自由度的位移增量法。通过按不同增量法对几种类型的结构进行极限承载力计算, 分析了各种增量方法的精度、效率和适用范围。结果表明:在结构的双非线性分析时, 弧长增量法和位移增量法均较为有效, 且位移增量法的适用性更好。结论为结构双非线性分析时确定合理的算法提供了参考。

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钢纤维增强聚合物改性混凝土的冲击性能

罗立峰

中国公路学报. 2006, 19(5): 71-76.

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采用改进的SHPB装置对普通混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)和钢纤维增强聚合物改性混凝土(SFRPMC)做了在不同冲击速度(10.9、20.8、27.4 m·s^-1)下的冲击试验。试验结果表明:3种材料的抗冲击性能依次为普通混凝土差, 钢纤维混凝土中, 钢纤维增强聚合物改性混凝土良。进一步的分析说明钢纤维混凝土具有以刚克刚的性能特征;钢纤维增强聚合物改性混凝土具有以柔克刚的性能特征, 是一种刚柔相济的复合材料, 且具有良好的抗冲击性能, 是理想的桥面铺装材料。

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ETC系统缴费方式随机选择模型

刘伟铭, 李蓉

中国公路学报. 2006, 19(5): 77-82.

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针对组合式收费系统中驾驶员缴费方式的随机选择行为, 以排队论与非集计理论为基础, 建立电子收费(Electronic Toll Collection, ETC)系统缴费方式随机选择模型及均衡状态求解算法。通过均衡分析与灵敏度分析探讨了ETC技术的采用对道路使用者的技术选择与车道选择行为所产生的影响, 所得结果可为ETC系统的规划和管理提供帮助。

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通道宽度对驾驶员动态视觉和操作行为的影响

郭应时, 付锐, 袁伟, 张建峰

中国公路学报. 2006, 19(5): 83-87.

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使用眼动仪及车速记录仪记录了5种试验条件下3名驾驶员在驾驶过程中的眼动行为和车速数据, 分析了不同通道宽度条件下的车速变化特征、驾驶员眼动特征和操作行为特征。结果表明:随着通道宽度变窄, 驾驶员的注视点变近, 对障碍物的注意变得集中, 且习惯于以左侧障碍物为参照来调整车辆运行状态;通道宽度变窄使驾驶员信息感知阶段时间所占的比例减小, 而操作校正阶段时间所占比例增大, 且通过条件越差, 对驾驶员的刺激越强烈。

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城市道路车辆排放测试与模拟

王云鹏, 沙学锋, 李世武, 隗海林, 徐哲

中国公路学报. 2006, 19(5): 88-92.

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以长春市部分主干道为试验研究路段, 采用一种车载排放测量仪器在实际道路上进行了单车排放试验, 运用多项式回归的方法, 整合车辆运行状况和排放数据, 建立了单车实际道路微观排放模型。利用合作开发的基于路径的微观交通仿真系统与单车微观排放模型的有机结合, 开发了一种可预测不同交通状况下交通干道排放的有效系统, 并进行了仿真计算。结果表明:该系统不但可估算并预测车辆在某一路段的污染物排放水平, 还可评价交通管理改进措施对车辆排放的影响。

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基于移动控制代理技术的交叉口交通信号控制算法

宫晓燕, 李振龙

中国公路学报. 2006, 19(5): 93-97.

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基于移动控制代理技术和“当地简单, 远程复杂”的控制思想, 提出了一种新型的交叉口交通信号控制算法。采用移动控制代理软件把多种交叉口信号控制算法“打包”成可在计算机网络上分发的移动控制代理(Mobile Control Agent, MCA);由位于远程监控层的网络调度器, 根据交叉口实时交通流状况向交叉口信号控制器派遣或召回相应的MCA, 从而实现“按需控制”。这种做法可降低交叉口信号控制器所需的内存等计算资源, 实现低成本自适应智能交通信号网络化控制。

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相关系数法在通道交通需求预测中的应用

李娟

中国公路学报. 2006, 19(5): 98-101.

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通过改进传统的相关系数法进行通道交通需求预测, 分析了交通需求的相关影响因素。由通道的综合发展增长率和交通增长率的相关性及相关系数预测通道交通需求总量, 并根据可行路径连接的交通集散点的经济特征和支线里程, 探讨了吸引权及采用Logit分配模型预测路径交通流量的方法。结合某通道交通需求预测, 对该方法进行实际运用, 结果表明了该方法的有效性和合理性。

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高速公路外部性量化研究

杨琦, 郗恩崇

中国公路学报. 2006, 19(5): 102-107.

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在分析高速公路外部性特征的基础上, 利用投入占用产出模型, 从理论上研究了高速公路对社会产出及收益的边际影响, 进而建立了将高速公路外部性量化的模型。该模型不但能反映高速公路对经济增长的影响, 也能通过资源、生态环境等反映高速公路对社会经济可持续发展的影响, 为量化高速公路外部性提供了有效的途径。最后结合中国的实际情况, 提出了矫正高速公路外部性的措施。

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基于运力均衡与运量转移的公路货运运力结构预测

何杰, 李旭宏, 杭文, 毛海军

中国公路学报. 2006, 19(5): 108-113.

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针对传统公路货运运力结构趋势预测以及区域车辆结构均衡预测中不考虑总运量和单件重型货物运量分辟的预测方法存在的不足, 提出了通过对分轮轴类型的公路货运车辆载质量谱的调查, 获取基年车辆吨位的累积概率函数, 并使用Logit模型对计划年公路货物总运量以及计划年载质量法规和超限严格管制力度改变情景下的单件重型货物运量进行转移预测, 建立计划年单件货物质量概率分布函数, 在此基础上基于运力均衡的理论建立计划年不同吨位车辆运力的求解模型。

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电涡流缓速器性能特性评价方法

何仁, 衣丰艳

中国公路学报. 2006, 19(5): 114-118.

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为了掌握车用电涡流缓速器的性能特性, 研究了电涡流缓速器性能特性的综合评价方法。在介绍电涡流缓速器结构、工作原理的基础上, 分析了车用电涡流缓速器性能特性与使用要求, 提出了以缓速器的平均制动力矩、抗热衰退性系数、制动效能、单位质量制动效能、价格作为车用电涡流缓速器性能的评价指标, 并且运用价值分析的方法对车用缓速器的性能特性进行了加权综合评价。从所举实例看, 加权综合评价方法对比较各种电涡流缓速器性能的优劣, 有着直观的可比性, 得出的结果正确、可信。

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轿车车门侧面碰撞有限元模拟

游国忠, 葛如海, 程勇, 陈晓东, 苏清祖

中国公路学报. 2006, 19(5): 119-122.

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针对轿车侧面碰撞安全性问题, 通过有限元方法对中国产某轿车车门的侧面碰撞安全性进行了模拟分析。应用美国ETA/VPG及LS-DYNA软件, 建立了车门有限元模型, 参照美国侧面碰撞法规FMVSS 214, 对车门结构侧面抗撞性能进行了有限元模拟分析, 并对车门结构进行改进, 探讨了相应的轿车侧面碰撞安全性改进措施。由改进前后的仿真计算结果对比表明:改进后车门向内的变形减少了, 该车型侧面抗碰撞能力得到提高, 从而使侧面碰撞安全性得到改善。

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工程车辆智能换挡规律的仿真

赵克利, 马乐, 刘迹远

中国公路学报. 2006, 19(5): 123-126.

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以装载机为研究对象, 分析了工程车辆自动变速系统的结构及原理, 建立了工程车辆电控自动变速系统组成原理图。针对工程车辆的作业特点, 以适应性和在线实时性等综合性能最优为控制目标, 确定了工程车辆智能换挡规律控制原则。基于仿人智能模糊控制方法, 对换挡规律进行了分析研究, 建立了装载机动力传动系统动态仿真模型, 并应用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析。仿真结果表明, 将仿人智能模糊控制方法应用于工程车辆智能变速系统具有可行性。

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2006年, 第19卷, 第5期　刊出日期：2006-09-15

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