中国公路学报

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沙爱民

中国公路学报. 2008, 21(1): 1-5.

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从强度、温度收缩和干燥收缩、抗冲刷以及疲劳4个方面论述了半刚性基层材料的特性, 指出:半刚性基层材料的强度可以根据路面结构要求在一个很宽的值域内设计;半刚性基层材料的强度获得不仅要靠一定剂量的结合料, 更要靠良好级配的集料;及时的保湿养生可以避免半刚性基层材料的干燥收缩裂缝;控制细料含量可以显著减小半刚性基层材料的温度收缩裂缝;通过减少细料含量、增加结合强度以及增大空隙率等合适的材料组成设计, 可以显著地提高半刚性基层材料的抗冲刷性能;半刚性基层材料是应力敏感性材料, 将半刚性基层放在路面中合适的层位, 可以使其具有更长的疲劳寿命。

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路堤荷载下桩土复合地基性状分析

高彦斌, 黄亮, 叶观宝

中国公路学报. 2008, 21(1): 6-11.

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采用传递函数法和单元体相结合的方法研究路堤荷载下桩土复合地基的性状。首先, 通过对土中的位移分布做适当的假设, 推导得出了桩土复合地基性状的弹性解析解;然后, 采用该方法分析了路堤刚度、桩土刚度比和桩长对桩土应力比的影响, 以及路堤刚度对桩土相对位移和负摩阻力的影响, 得到的规律与已有的认识较为统一;最后, 用该方法对一高速公路搅拌桩复合地基桩土应力进行计算分析。结果表明:计算值和实测值吻合较好, 该方法有较大的实用价值。

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土石混填路堤强夯加固范围研究

赵炼恒, 李亮, 何长明, 邹金锋, 曾中林

中国公路学报. 2008, 21(1): 12-18.

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基于常(德)吉(首)高速公路湘西段土石混填路堤强夯加固的大型现场动应力测试的试验成果, 通过分析影响强夯加固范围的锤重和落距(夯击能)、夯锤面积、夯击次数、土体类型、干重度、含水量等各种因素, 采用量纲分析结合选取修正系数的方法推导出了土石混填路堤强夯加固深度的计算公式;并根据泊松比的定义, 建立了强夯加固范围的计算公式。最后通过与已有研究资料和工程实测有效加固深度的对比验算, 表明该公式的计算结果与实测结果较吻合。

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沥青结合料紫外老化机理

谭忆秋, 王佳妮, 冯中良, 周兴业, 徐慧宁

中国公路学报. 2008, 21(1): 19-24.

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为了解决现有沥青结合料路用性能评价体系中, 未考虑紫外线辐射对沥青的加速老化作用问题, 对热老化和紫外老化后的5种沥青进行了对比试验、DSR和BBR试验以及红外光谱分析。试验结果表明:沥青对热老化和紫外线辐射的敏感度不同, 2种老化后三大指标的排序并不一致;紫外老化和热老化对沥青的影响不相同, 紫外老化后沥青的流变特性变化更为显著;沥青抗紫外老化性能不同的内在原因是老化反应程度不同, 胶质和芳香分是影响沥青紫外老化的主要因素。因此, 沥青的热老化评价结果不能反映其抗紫外老化性能的高低, 在紫外线辐射强烈的西部地区开展紫外老化研究具有重要意义。

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沥青混合料破坏阶段的黏弹性行为

赵延庆, 黄大喜

中国公路学报. 2008, 21(1): 25-28.

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采用基于连续破坏力学和功势原理的模型对沥青混合料破坏阶段的黏弹性行为进行研究。该模型中利用虚应变来描述沥青混合料的时间依赖性, 利用破坏参数和虚劲度模量的关系描述沥青混合料的破坏特性。通过不同条件下的复数模量试验确定了沥青混合料的线黏弹性力学参数, 进行了不同条件下的恒应变率压缩试验来确定沥青混合料的破坏特性。确定了破坏参数、应力的勒贝格范数和虚劲度模量之间的关系, 进而用线性分段法计算了沥青混合料的黏弹性应变。利用该模型对不同条件下的恒应变率压缩试验结果进行了分析。结果表明:预测值和实测值吻合良好。

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基于沥青加铺层结构疲劳寿命的夹层位置确定

王朝辉, 王选仓

中国公路学报. 2008, 21(1): 29-34.

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为探索格栅夹层在沥青加铺层结构中的最佳位置, 用有限元软件分析夹层位置对夹层上下沥青加铺层结构应力、应变影响的规律, 计算不同情况下的加铺层结构疲劳寿命;考虑加铺层厚度、加铺层模量、旧路当量回弹模量、格栅模量对格栅最佳位置的影响, 进行正交试验分析;通过轮载模拟疲劳对比试验及铺筑试验路验证了所得结果的科学性和合理性, 并提出夹层最佳位置设置建议。结果表明:当格栅夹层设置在距旧路表面1/6～1/3沥青加铺层厚度时, 按不同方法预估的加铺层结构疲劳寿命远大于格栅设置于旧路表面;而且结构参数的变化基本不影响夹层的最佳位置。

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基于散体力学理论的多级抗剪密级配设计方法

杜顺成, 戴经梁

中国公路学报. 2008, 21(1): 35-39.

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通过对散体细观力学模型进行分析, 推导出散体剪切模量的计算公式, 从理论上分析了提高集料散体抗剪切性能的方法;结合逐级填充理论, 提出多级抗剪密级配(Multilevel Anti-shear Grading)设计方法, 以提高混合料的抗剪切流动变形能力;最后对算例进行级配分析和路用性能试验, 比较MAS-16与SMA-16的优缺点, 提出多级抗剪密级配设计方法的适用范围。结果表明:多级抗剪密级配的高温稳定性和水稳定性都比较好, 适合于高温多雨地区。

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圆钢管混凝土偏压柱的力学性能

余志武, 丁发兴

中国公路学报. 2008, 21(1): 40-46.

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首先对8根钢管自密实混凝土偏压柱的力学性能进行试验, 分析偏心率和含钢率等因素对受力性能的影响;其次采用模型柱法和非线性有限元法对偏压柱试验结果进行全过程分析;最后采用模型柱法对钢管混凝土偏压柱进行大量数值仿真分析, 提出一种新的圆钢管混凝土偏压柱承载力实用计算公式, 并将该公式及中国其他学者提出的公式的计算结果与各国309组钢管混凝土偏压柱承载力有效试验结果进行对比分析。结果表明:该实用计算公式的计算结果与试验结果最为吻合;研究成果可为钢管混凝土柱设计提供参考。

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刚性悬索加劲钢桁梁桥特殊节点模型试验

谭明鹤, 王荣辉, 黄永辉, 谷利雄

中国公路学报. 2008, 21(1): 47-52.

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为研究刚性悬索加劲钢桁梁桥刚性悬索与桁梁上弦杆的连接处特殊节点的力学行为, 结合东莞市东江大桥, 采用1∶2的几何缩尺比例, 对其特殊节点S₂₅进行了模型试验研究, 并进行了详细的空间有限元分析。模型试验结果表明:节点区域最大应力在材料的设计容许应力范围内, 从而验证了节点设计的安全性与可靠性。试验结果对东莞市东江大桥的建设有重要的指导作用, 也为工程节点设计提供了重要依据。

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大型跨海桥梁基础结构正常使用极限状态的可靠度分析

胡琦忠, 金伟良, 史方华, 陈向阳, 陈国兴

中国公路学报. 2008, 21(1): 53-58.

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针对大型跨海桥梁基础结构正常使用极限状态的设计条件不同于一般桥梁的特点, 对各类不同设计领域的设计分项系数、目标可靠度指标及风荷载系数进行了分析和比较;然后以JCSS模式规范为基础, 通过可靠度计算的验算点法, 经过多次试算, 建议了目标可靠度指标分别为1.5、2.0和2.3的三级可靠度水平及相应的可变荷载频遇值系数和准永久值系数。通过实际的结构设计证明了建议值是合理的, 且对于大型跨海桥梁基础结构的设计和安全评估具有重要意义。

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双肢薄壁墩连续刚构桥平衡悬臂施工阶段的抖振时域分析

韩艳, 陈政清, 罗延忠

中国公路学报. 2008, 21(1): 59-54.

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根据双肢薄壁墩悬臂结构的形式以及自然风场的相关特性, 对其三维脉动风场进行简化, 基于Shinozukas谐波合成法, 模拟主梁及墩的脉动风场。通过对准定常气动模型进行双变量泰勒展开, 引入空间梁单元的位移插值函数导出自激力的单元气动刚度矩阵和气动阻尼矩阵, 采用ANSYS中自定义单元Matrix27来模拟结构受到的自激气动力, 静风力和抖振力可以直接在ANSYS中以荷载的形式输入, 提出了一套在ANSYS中实现双肢薄壁墩连续刚构桥平衡悬臂施工阶段的抖振时域分析方法。对算例的计算分析显示:该方法计算结果与频域法结果基本一致, 表明该方法的正确性和实用性;双肢薄壁墩悬臂结构的动力影响很明显。

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曲线PC箱梁桥隔震体系的非线性分析

周绪红, 戴鹏, 狄谨

中国公路学报. 2008, 21(1): 65-71.

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为了改善曲线PC箱梁桥的抗震性能, 基于空间有限元法, 采用非线性弹簧单元模拟铅芯橡胶支座, 考虑了减隔震支座的非线性特性, 以一座三跨曲线PC连续箱梁桥为例, 分别对设置板式橡胶支座及铅芯橡胶支座的结构体系进行了非线性动力时程地震响应分析, 并研究了铅芯橡胶支座在曲线梁桥中的减隔震效果。分析结果表明:铅芯橡胶支座具有很好的减隔震效果, 能显著降低下部结构的地震响应值;多维地震荷载作用下, 曲线箱梁桥的受力更为不利。

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基于车-桥系统耦合振动理论的大跨PC连续刚构桥冲击系数研究

袁明, 余钱华, 颜东煌

中国公路学报. 2008, 21(1): 72-76.

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在分析车-桥系统耦合振动研究资料的基础上, 推导了基于自身假设条件下的车-桥系统耦合振动的运动方程组。利用VC++编制了可用于车-桥系统耦合振动分析的专业程序CQZD。以2座大桥为例, 分析了桥梁基频对大跨PC连续刚构桥冲击系数的影响, 并将算例中的冲击系数计算结果同按规范JTG D60—2004计算的结果进行了比较。结果表明:桥梁基频对冲击系数的影响比较显著, 冲击系数随基频的降低而降低。

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城市混合交通网络系统优化模型及其算法

四兵锋, 赵小梅, 孙壮志

中国公路学报. 2008, 21(1): 77-82.

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针对中国城市混合交通网络的特点, 考虑影响出行者交通选择的主要因素, 分析了城市混合交通网络中出行者的交通选择行为(包括交通方式选择和路径选择);从交通需求的角度出发, 基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段阻抗函数, 提出了城市混合交通网络流量分离及分配的变分不等式模型。在此基础上, 以城市交通网络系统总阻抗最小为目标, 以城市交通管理的政策为手段, 采用双层规划方法构造了城市混合交通网络的系统优化模型, 并设计了其求解算法。最后通过数值算例, 分析了不同交通需求条件下, 各种出行方式的流量变化情况以及应采取的系统优化策略。计算结果表明:无论在拥挤条件下还是在非拥挤条件下, 优先发展公共交通都是降低网络总费用的有效手段。

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干道协调控制相位差模型及其优化方法

卢凯, 徐建闽

中国公路学报. 2008, 21(1): 83-88.

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通过对协调控制系统进行相位优化设计, 综合考虑各路段的平均车速、车流的离散性、相交道路的转弯车流以及车辆到达的不均匀性等各种影响干道协调控制方案实施效果的主要因素后, 建立了一种新的干道协调控制相位差模型。以干道控制系统的总延误与总停车次数作为相位差模型的输出, 对上、下行车队在交叉口的延误规律进行了分析, 并利用Matlab编程计算来实现相位差的优化。结果表明:该优化模型为解决干道协调控制相位差优化问题提供了一种新方法。

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基于元胞自动机交通流模型的车辆换道规则

王永明, 周磊山, 吕永波

中国公路学报. 2008, 21(1): 89-93.

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将元胞自动机模型应用于周期性边界条件下的高速公路交通的换道规则模拟, 并对不同条件下交通流的平均速度和流量进行仿真。基于驾驶员的性格差异, 提出了更灵活的弹性换道规则, 并探讨了不同换道规则对交通流流量等参数的影响。在计算机仿真过程中, 通过变换交通流密度, 得出了与不同换道规则对应的交通流基本图。结果表明:相对于以前的模型, 遵循2种新规则的模型均可不同程度地改善道路的通行能力, 提高道路资源的利用效能;从安全性角度进行对比分析, 可得出较优的换道规则。

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多车型高速公路离散平衡网络设计的双层规划模型

刘伟铭, 姜山, 付凌峰

中国公路学报. 2008, 21(1): 94-99.

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为了建立高速公路新建路段的科学决策方法, 将新建路段的位置、容量与收费费率的确定纳入一个决策过程, 利用双层规划理论建立多车型高速公路离散平衡网络设计问题的优化模型。上层规划中将路网管理者(政府)作为绝对领导者, 经营者的财务目标以及投资上限作为实现系统最优的约束条件。下层规划采用文中提出的多车型多准则用户均衡模型, 考虑了不同车型道路使用者路径选择行为的差异性, 从而更准确地描述了路网中的流量分布形态。最后以一个算例对模型的效果进行了验证说明。结果表明:应用该模型可同时优化出新建路段的位置、容量以及各路段的分车型收费费率。

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公路建设项目全程环境管理体系研究

董小林

中国公路学报. 2008, 21(1): 100-105.

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为了加强公路交通环境保护工作, 减少公路建设项目全程的自然环境影响与社会环境影响, 促进公路环境管理的规范性和有效性, 结合公路建设前期、建设期和运营期的环境保护工作要求, 从环境计划管理、环境质量管理、环境技术管理和环保投资管理等方面, 建立了公路建设项目全程环境管理体系。分析了公路建设项目全程环境影响以及公路环境管理现状, 提出了建设项目全程环境管理的概念, 对公路建设项目全程环境管理体系的组成部分进行了分析。研究结果表明:公路建设项目全程环境管理体系为公路交通环境保护提供了全面的支持和保障, 有利于公路建设项目经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。

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公路规模-经济产出的分形理论模型

张小民, 吴群琪

中国公路学报. 2008, 21(1): 106-110.

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以研究非线性科学的分形理论为基础, 建立了公路规模与经济产出的分形模型。该模型的实证分析表明:公路规模与经济产出之间具有广义的分形性质及分维数, 反映了经济与公路运输系统性状的关系;在公路运输系统结构良好稳定的情况下, 分维数应相对稳定, 从发展趋势来看, 分维数有提高的趋势;各省的公路发展不够均衡, 从全国总体来看, 公路运输系统还不能充分适应经济发展的要求。

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基于制动轨迹检测的汽车路试模拟技术

吴晓东, 李冰, 赵学增

中国公路学报. 2008, 21(1): 111-115.

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为提高汽车制动性能检测结果的客观性, 解决对同一辆汽车进行台试与路试的检测结果不一致的问题, 提出路试模拟技术。该技术得以实现的关键是汽车制动轨迹的检测, 具体方法是:在单个矩形测试平板的4个角, 分别安装相同的压力传感器, 以矩形平板的相邻边, 建立平面坐标系, 当车轮在平板上制动时, 利用力矩平衡原理, 求得车轮制动时的运动轨迹。将测试平板并排串联放置, 组成路试模拟系统, 可以对汽车各个车轮的制动轨迹同时进行检测。利用该方法可实现对汽车制动距离、横向位移、航向角等参数进行实时检测, 从而模拟路试法进行汽车制动性能的评价。

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声传递向量法在汽车驱动桥声辐射中的应用

宫燃, 周晓军, 张志刚, 杨富春

中国公路学报. 2008, 21(1): 116-120.

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为了分析和控制汽车动力传动系统的辐射噪声, 应用声传递向量法对动力传动系统进行结构声辐射仿真研究。以汽车驱动桥为例, 运用声传递向量仿真算法, 计算得到驱动桥壳体表面辐射声压级、外场域点声压级等声学响应, 并且在研制的汽车驱动桥性能试验台上进行试验。结果表明:仿真结果与试验结果吻合良好, 声传递向量法在进行汽车动力传动系统声振分析时具有很高的可信度和良好的识别能力, 是汽车产品设计过程中适用于结构声振分析的可靠仿真方法。

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液压挖掘机混合动力系统的参数匹配方法

肖清, 王庆丰

中国公路学报. 2008, 21(1): 121-126.

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为了提高液压挖掘机混合动力系统的效率, 提出了一种对其动力系统进行优化的参数匹配方法。分析了液压挖掘机混合动力系统的结构、工况及其控制策略, 从而确立基于优化目标函数和约束条件函数的参数匹配方法。利用该匹配方法对混合动力系统中发动机、电动机、发电机和电容器等主要元件进行了参数匹配, 在所建立的混合动力液压挖掘机模型上对匹配结果进行了分析。结果表明:进行参数匹配后系统的效率有了显著提高, 并且主要元件均满足工况的要求。

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2008年, 第21卷, 第1期　刊出日期：2008-01-01

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