中国公路学报

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崔新壮, 姚占勇, 商庆森, 冯洪波

中国公路学报. 2007, 20(1): 1-6.

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为了解布筋形式与布筋密度等因素对土坡加筋效果的影响, 用上限法对加筋土坡的临界高度进行了极限分析。使用刚体旋转破坏机构, 并假设筋材的失效模式为本身的拉伸破坏, 研究了3种布筋形式(均匀布筋、上稀下密线性布筋及上密下稀线性布筋)对边坡临界高度及滑裂面形状与位置的影响。结果表明:在平均布筋密度相同的情况下, 上稀下密线性布筋对应的临界高度最大, 而上密下稀线性布筋对应的临界高度最小;对于3种布筋形式, 边坡临界高度都随平均布筋密度增大而明显增大;不同的布筋形式对应的滑裂面的形状与相对位置有较大差别;对于均匀布筋土坡, 上限解与试验结果及有限元解有较好的一致性。

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素混凝土桩和搅拌桩处理城市道路路基的原位试验

朱世哲, 陈秀亮, 徐日庆

中国公路学报. 2007, 20(1): 7-13.

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在较差地质条件、不同填筑材料情况下, 用素混凝土桩和搅拌桩进行了城市道路路基处理的原位试验, 分析了超孔隙水压力、桩间土分层沉降、附加有效应力、路基深层土的侧向位移等数据。结果表明:在正常荷载作用下, 素混凝土桩复合地基浅层应力向桩体集中, 并通过桩向深层扩散, 桩顶和桩底的刺入较为明显, 有单桩效应;而对于搅拌桩, 大部分桩间土和桩没有相对位移, 形成了一个加固整体, 应力在桩顶和桩底较集中, 大部分荷载传到了桩底桩间土和下卧层中。

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平移模式下挡土墙墙背土侧压力系数的计算

章瑞文, 徐日庆

中国公路学报. 2007, 20(1): 14-18.

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根据库仑土压力理论中墙背滑动楔体整体达到静平衡的基本原理, 假定沿墙高方向, 土与墙背的摩擦角均达到极限值, 从墙背处土体主应力偏转的应力状态分析出发, 得到墙背处的主应力偏转角和土侧压力系数的计算公式;把土侧压力系数用于水平层分析法, 建立了竖向土压力的基本方程, 求解该方程, 导出了挡土墙主动土压力、土压力合力及其作用位置的理论公式。经比较, 该方法与其他方法对土侧压力系数的计算结果基本一致, 所得的挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果也较为吻合。

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路桥过渡段柔性搭板的设计方法

屈战辉, 杨晓华, 谢永利

中国公路学报. 2007, 20(1): 19-23.

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在对路桥过渡段柔性搭板处治措施的机理进行分析的基础上, 参考大比例尺沉降台试验测试数据及有限元仿真与拓扑优化的结果, 提出路桥过渡段柔性搭板的布置形式;通过现场调研和资料分析, 给出了柔性搭板的合理设计参数参考值。基于模型的受力特点, 提出了近似变形曲线的数学表达式, 并将计算曲线与试验观测曲线进行了比较。结果表明, 计算曲线与实测曲线基本吻合, 能够反映真实的沉降情况。在此基础上推导出层间距的计算公式, 并给出了设计参数的确定方法, 为桥头柔性搭板的设计提供了参考依据。

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测定沥青混合料最大理论相对密度的浸渍法

周卫峰, 赵可, 孟庆营, 卢永贵, 徐金枝

中国公路学报. 2007, 20(1): 24-29.

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为准确测定沥青混合料体积参数, 避免因体积参数计算不准确导致的沥青路面早期破坏现象, 提出了用沥青浸渍法进行沥青混合料最大理论相对密度测定的方法。沥青浸渍法以沥青为介质, 得到了沥青混合料的零空隙状态。与真空法相比, 沥青浸渍法数据变异性小, 测量结果复现性好, 对试验条件要求不高, 试验人为因素影响小。研究结果表明, 真空法测定的混合料最大理论相对密度偏小, 用沥青浸渍法能够准确测量沥青混合料最大理论相对密度。

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沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

李艳春, 孟岩, 周骊巍, 李冬兰

中国公路学报. 2007, 20(1): 30-34.

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基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据, 利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度, 并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素, 粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少, 但其影响程度却很高, 因此, 级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性, 也是影响空隙率的重要因素。

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长直线接小半径曲线公路交通事故成因及预防对策

李铁洪, 吴华金

中国公路学报. 2007, 20(1): 35-40.

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根据小半径曲线路段的各种交通事故形态, 对事故的成因作了分析, 并指出现行相关规范的不足, 提出了长直线及小半径曲线的界定方法;结合长直线接小半径曲线路段交通事故的实例分析, 进一步提出了相应的预防措施。研究结果表明:长直线接小半径曲线路段交通事故的发生有其必然性和规律性, 通过适当的措施和手段, 可以大大减少这种路段上的交通事故。

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混合塑料发泡颗粒轻质土的强度特性评价方法

顾欢达, 顾熙

中国公路学报. 2007, 20(1): 41-46.

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针对混合塑料发泡颗粒轻质土的特性, 利用两相体模型提出了对其强度及变形等工程性质进行评价的方法;并运用该方法, 在考虑构成轻质土两种不同材料性质的基础上, 对轻质土的强度与变形特性进行了分析。结果表明:该方法可以比较合理地对塑料发泡颗粒轻质土的应力-应变特征及强度特性进行评价;轻质土强度随轻质填充料体积分数的增大而减小, 随龄期的增长而提高。

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泥炭的微观结构及工程性质

张留俊, 黄晓明, 王攀, 王福胜

中国公路学报. 2007, 20(1): 47-51.

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从泥炭的微观结构分析入手, 研究了泥炭的性质及特点, 包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质。通过对苏州泥炭、连云港淤泥、南通淤泥质土3种不同性质的软土进行固结试验, 分析了泥炭地基与一般软土地基沉降速率的差别。提出了“次主沉降比”的概念和计算式, 采用次主沉降比来确定次固结沉降与主固结沉降的比例。次固结系数与土的次主沉降比有一定关系, 对于次主沉降比小于1的土, 次固结系数变化很小, 可以忽略不计;随着次主沉降比的增大, 次固结系数的变化也增大。为了使沉降计算更可靠, 建议泥炭地基的沉降计算采用平均次固结系数。

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CFRP拉索的非线性参数振动特性

梅葵花, 吕志涛, 孙胜江

中国公路学报. 2007, 20(1): 52-57.

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建立了CFRP拉索的非线性参数振动模型, 该模型考虑了拉索同时受梁端和塔端激励的状况, 并考虑了索的垂度、大位移等引起的几何非线性;利用该模型, 对相同条件下的CFRP拉索和钢拉索, 采用数值方法分析了频率匹配比、拉索静拉力、激励幅值以及阻尼等因素对拉索参数振动特性的影响。研究结果表明, 拉索振动的拍频、幅值与上述因素均有关, 且CFRP拉索在参数振动发生几率、参数振动响应等方面优于钢拉索。

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基于逆可靠度法的大跨悬索桥主缆安全系数评估

程进, 肖汝诚

中国公路学报. 2007, 20(1): 58-61.

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提出了一种基于逆可靠度法的大跨悬索桥主缆安全系数评估方法。该方法通过给定结构的目标可靠度指标反求主缆安全系数, 计算出的主缆安全系数既考虑了结构参数中不确定因素的影响, 又满足了预先给定的主缆可靠度水平。运用该方法评估了主跨跨径范围为2 000~5 000 m的悬索桥主缆安全系数。结果表明, 参数的不确定性对悬索桥主缆安全系数会产生较大影响, 忽略参数不确定性的影响会导致过高地估计主缆安全系数。

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大跨预应力混凝土连续箱梁桥日照温差效应

方志, 汪剑

中国公路学报. 2007, 20(1): 62-67.

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对某特大型预应力混凝土连续箱梁桥进行了连续4 d的温差效应观测, 在实测数据的基础上论述了箱梁桥的温度场及其变化规律, 继而提出了一种适合于中国中部地区的同时考虑箱梁竖向和横向温差的温度梯度模式, 将该模式与实测资料进行了比较并分析了温差效应。结果表明:由该模式计算出的最大横向温差时刻与实测结果十分吻合, 对箱梁桥日照温差效应的测试有参考价值。

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地震作用下高架桥结构的脆弱性

王建民, 朱晞

中国公路学报. 2007, 20(1): 68-72.

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用能力谱方法和非线性动力分析方法分别建立了高架桥结构的脆弱性曲线。对用两种方法建立的脆弱性曲线进行比较发现:对于保护层混凝土剥落破坏状态, 由两种方法分析的结果相差不大;对于纵筋屈曲和倒塌破坏状态, 用能力谱方法分析的高架桥结构在给定地面运动强度下的失效概率偏低;用能力谱方法进行分析方便快速, 但对于严重破坏状态分析精度较低;在应用非线性动力分析方法时需要对结构进行大量的动力时程分析, 但结果精确可靠。

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基于能量变分原理的薄壁箱梁自振特性分析

甘亚南, 周广春

中国公路学报. 2007, 20(1): 73-78.

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以能量变分原理为基础, 综合考虑剪力滞后效应、剪切变形和转动惯量的影响, 推导出箱形截面梁的控制微分方程和相应的自然边界条件, 据此获得几种常用边界条件(简支、悬臂、连续、两端固支)的固有频率方程, 提出一种能对工程中常用矩形薄壁箱梁自振特性进行分析的方法。通过算例将解析解与板壳有限元结果进行了比较, 证明了该方法的有效性, 所得公式比以往剪滞理论有一定发展, 且为箱形梁桥动力特性的进一步研究奠定了理论基础。

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公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头的疲劳荷载

任伟平, 李小珍, 李俊, 强士中

中国公路学报. 2007, 20(1): 79-84.

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为评定公轨两用钢桁桥下层轨道横梁与焊接整体节点连接头在交通荷载作用下的疲劳损伤累积, 对该细节在桥梁设计寿命内车辆荷载所产生的疲劳荷载谱的计算方法进行了研究。在对桥梁的车辆荷载进行分析的基础上, 参照各国相关规范, 建立了代表桥梁设计寿命内真实运营状况的疲劳荷载模型, 并通过全桥三维有限元分析模拟计算该连接细节所承受的荷载历程。依据疲劳损伤累积理论, 确定了公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头验证性疲劳试验的试验荷载。结果表明:该连接细节的疲劳损伤荷载基本不受上层汽车的影响, 主要取决于轻轨, 可以通过直接将轻轨计算结果乘以一定的提高系数得出。

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桥塔钢-混凝土结合段剪力键破坏机理及极限承载力

张清华, 李乔, 唐亮

中国公路学报. 2007, 20(1): 85-90.

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为了研究和开发可用于桥塔钢-混凝土结合段的新型剪力键, 针对传统的推出试验无法得出剪力键真实承载力的问题, 采用新的试验方法对包括栓钉和两种新型剪力键在内的3大类7个子类共31个试件进行了破坏试验研究。根据试验结果, 对各类剪力键的破坏机理进行了研究, 并对其极限承载力进行了定量分析, 建立了各类剪力键极限承载力的统一计算公式。通过与试验值的对比可知:该公式计算结果与试验值吻合良好, 可为新型剪力键的设计和应用提供依据。

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隧道开挖及疏水引起的地表沉降与变形

施成华

中国公路学报. 2007, 20(1): 91-95.

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应用随机介质理论、渗流理论和岩土固结理论, 推导了隧道开挖疏水渗降漏斗曲线方程和考虑水渗流作用的隧道周边岩土体中有效应力的计算公式, 并由此推导了隧道疏水地表沉降和水平位移计算公式;最后利用叠加原理, 导出最终的地表沉降及水平位移计算公式。通过对某工程实例的计算分析, 验证了该方法的正确性。结果表明:隧道开挖疏水产生的渗流对地表沉降的大小和范围影响明显。

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移动交通检测系统中探测车的样本数量

张存保, 杨晓光 , 严新平

中国公路学报. 2007, 20(1): 96-101.

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基于各国移动交通检测系统中探测车样本数量问题的研究现状, 分析了现有成果存在的不足。在考虑探测车速度、计算时间间隔、数据精度要求等因素基础上, 针对交通流密度均匀分布和非均匀分布两种情况, 利用数理统计方法建立了道路网上探测车样本数量的双层模型。结果表明:当计算时间间隔为5 min时, 若道路网上交通流密度均匀分布, 则探测车比例至少为5.0%;若道路网上交通流密度非均匀分布, 则探测车比例至少为7.0%。

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车辆与弯道混凝土护栏碰撞的动态数值模拟及试验

张晶, 白书锋, 石红星, 张绍理

中国公路学报. 2007, 20(1): 102-106.

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对车辆与弯道混凝土护栏碰撞动态数值模拟结果和实车足尺碰撞试验结果进行对比分析, 从车辆行驶轨迹、乘员冲击加速度以及车辆损伤形态3个方面, 验证了动态数值模拟的准确性, 并分析了弯道混凝土护栏曲线半径对乘员碰撞过程中所承受冲击加速度的影响;得到乘员风险的最不利护栏半径。结果表明:有限元仿真是进行汽车护栏碰撞研究的有效方法;弯道处护栏的形式对碰撞时乘员的安全有很大影响。

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交通流预测控制的机制与方法

周永华

中国公路学报. 2007, 20(1): 107-111.

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应用预测控制的机理, 提出基于可校正交通流预测模型和两级遗传算法以实现交通分配和交通控制相结合的交通流系统计算机控制方法。基于伪给定、预测模型、滚动优化和反馈调节的交通流预测控制系统能够实现有性能保障的交通流系统控制, 为交通拥堵预防和拥堵恢复畅通提供全局性的分析和决策支持。该系统通过综合集成应用现代信息处理技术、优化技术、专家系统、交通流及交通控制理论, 为交通分配和交通控制的结合提供了工程实现途径。

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基于舒适性和轮胎动载的车辆悬架参数优化

吕彭民, 和丽梅, 尤晋闽

中国公路学报. 2007, 20(1): 112-117.

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为了改善汽车行驶的舒适性并减小轮胎对路面的动载, 以某载货汽车为研究对象, 建立了多目标优化模型, 并采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化。优化结果表明:优化后悬架刚度减小而阻尼增大, 且前悬架参数变化较小, 后悬架参数变化较大;相比于优化前, 车身垂直方向加速度均方根值减小了20%, 前轮动载均方根值减小了40%, 后轮变化更显著, 减小了49%;采用多目标优化设计方法不仅可提高车辆自身的舒适性, 而且可减小轮胎对路面的动载。

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静液压储能传动汽车动力源系统的匹配效率

李翔晟, 常思勤

中国公路学报. 2007, 20(1): 118-122.

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为了便于进行汽车动力源系统的参数选择和设计, 在试验数据的基础上运用曲面拟合和二维插值的方法, 通过模拟计算绘制了液压泵的特性等值曲线;综合发动机和液压泵的特性曲线, 分别对发动机与液压变量泵、定量泵进行了匹配效率分析;考虑蓄能器的效率, 建立了发动机与液压泵、蓄能器的效率数学模型以及效率脉谱图, 定义了系统效率概念并以此评价动力源系统的经济性, 得出了发动机与变量泵、定量泵匹配的效率关系以及动力源系统的最佳工作范围。

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基于转速感应的液压旋挖钻机功率匹配模糊控制

柳波, 何清华, 杨忠炯

中国公路学报. 2007, 20(1): 123-126.

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基于液压旋挖钻机负荷多变条件下的节能降耗要求, 提出转速感应控制的负荷极限控制匹配方法。利用负荷变化引起的转速偏差的检测反馈, 调节变量泵的排量, 改变泵的吸收扭矩, 控制发动机输出转速工作在能耗较低的转速范围, 实现发动机与变量泵间的功率匹配;通过模糊自适应在线自整定调节PID参数, 优化变量泵在不同工况下的变量调节性能, 提高系统对负荷变化的适应性, 实现发动机-变量泵系统的最佳效率匹配。经过在液压旋挖钻机平台上的试验论证, 该方法达到了优化的目的, 功率匹配效果显著。

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2007年, 第20卷, 第1期　刊出日期：2007-01-15

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