中国公路学报

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中国公路学报. 2015, 28(8): 0-0.

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ACMP沥青温拌性能的黏温曲线分析

延西利, 雍黎明, 延梦璐, 王利娟, 蒋万星

中国公路学报. 2015, 28(8): 1-7.

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采用沥青黏温曲线分析法定量研究了温拌沥青的温拌性能,提出了一种具体的试验方法和相应的技术指标。试验选取3个型号的ACMP温拌沥青和2种热拌沥青(基质沥青和改性沥青),通过布氏黏度试验,测试了沥青的黏度,绘制了所选5种沥青在不同温度下的流变图,分析其流变特性,并利用黏温曲线法对比分析了温拌沥青和热拌沥青的拌和温度变化。研究结果表明:用布氏黏度计测试的黏度为动力黏度,沥青流变特性服从牛顿黏性定律;沥青黏度随温度变化的黏温曲线可用来评价沥青的温拌性能;ACMP温拌沥青的拌和温度比热拌基质沥青低10 ℃～20 ℃,具有一定的温拌性能。

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隧道仰拱区域路基碾压监测技术研究

陈渊召, 李振霞, 李彦伟

中国公路学报. 2015, 28(8): 8-13,30.

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为了实现隧道仰拱区域路基碾压自动化监测,结合路基碾压质量的过程控制和最终参数控制,研究了基于测量机器人的隧道仰拱区域路基碾压质量控制参数。分别从碾压轨迹、碾压速度、碾压遍数计算与平滑3个方面,系统分析了基于测量机器人的碾压过程质量控制方法。结合工程实例,分别通过仰拱填充、仰拱碾压和碾压数据分析,实现了基于测量机器人的隧道仰拱区路基碾压监控。研究结果表明:通过测量机器人技术按时序不断连接压路机轴线中点的多线段可准确描述碾压轨迹;压路机碾压速度的计算采用平均速度法,只需选定测速取样周期和前后2次的定位数据,不需要其他观测量,取样周期在 6～15 s 比较合适;提出的平均速度法的平滑效果良好。

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基于能量转换的路用降温涂层材料制备与性能

王朝辉, 王玉飞, 孙晓龙, 张洪华, 高志伟

中国公路学报. 2015, 28(8): 14-21.

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为了解决现有降温涂层成本高、环保性差、路面污染后降温效果显著下降等问题,制备了一种新型路用降温涂层,通过干燥时间、黏结性能、抗滑性能、耐磨耗性能试验,确定了新型路用降温涂层的最佳配比及涂抹量,系统研究了其路用性能和降温效果,揭示了路用降温涂层的微观结构与降温机理。结果表明:当基础涂层配比为3:2,涂抹量为0.8 kg·m^-2时,路用降温涂层干燥时间符合规范要求,并具有较好的黏结性能;掺加抗滑陶粒的路用降温涂层抗滑性能满足规范要求;路用降温涂层耐磨耗性能良好;不同类型路用降温涂层能使沥青路面温度降低5 ℃~9 ℃;降温功能性材料在路用降温涂层中具有良好的分散性,路用降温涂层呈现出新的振动峰,其内部出现了新的官能团。

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黏层对不同类型路面组合界面力学特性的影响

李秋实, 何东坡, 丁海波

中国公路学报. 2015, 28(8): 22-30.

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为探讨黏层材料的类型、喷洒量、养护时间及试验温度及试件级配对路面界面剪切强度的影响,选择阳离子快裂乳化沥青(CRS-1)、橡胶乳化沥青作为黏层材料,利用直剪试验仪来探讨黏层对沥青混凝土界面力学性质的影响。结果表明:界面剪切强度受黏层养护时间的影响,通过黏层材料的破乳比率或黏度发展能合理的量化黏层破乳时间,不同黏层试件的界面凝聚力由大到小排序依次为密级配-密级配(DA-DA)、排水-密级配(PA-DA)、排水-沥青玛蹄脂碎石级配(PA-SMA);温度变化对沥青混凝土界面剪切强度与界面凝聚力都有显著的影响,PA-SMA界面剪切强度受温度变化影响最小。

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具有减震器的吊杆施工期索力识别

单德山, 董俊, 刘昕玥, 周筱航, 徐立枫

中国公路学报. 2015, 28(8): 31-39.

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为提高带减震器吊杆索力的识别精度,建立了一种新的吊杆索力识别方法。依据吊杆的力学行为,建立了带减震器吊杆的运动微分方程,明确了减震器刚度、吊杆索力及其振动频率间的复杂关系;建立并求解了带减震器吊杆的张拉有限元模型,获得不同减震器参数下吊杆频率、索力的计算结果,并绘制索力-频率-刚度的三维关系曲面,以实测索力和频率识别吊杆的减震器刚度,基于牛顿插值法得到该刚度下吊杆索力计算公式,据此建立带减震器吊杆索力识别的实用方法。以某180 m提篮式系杆拱桥吊杆索力识别为例,对所提方法进行验证。结果表明:该方法能有效地识别各施工阶段的吊杆索力,吊杆识别相对误差均小于10%,满足实际工程的需求,该方法可用于类似的实际工程中。

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开裂状态下沿海干湿区桥梁粉煤灰混凝土氯离子扩散模型

陆春华, 刘荣桂, 崔钊玮, 高远

中国公路学报. 2015, 28(8): 40-49.

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为了明确沿海干湿交替区域桥梁结构混凝土在开裂状态下的氯离子侵蚀机理,结合现有研究提出了考虑表层对流影响的开裂混凝土氯离子传输的修正扩散模型。以粉煤灰掺量、裂缝宽度为主要影响因素,对3组混凝土梁进行了氯盐干湿循环试验研究,借助15次和30次干湿循环后的取样结果,分析了裂缝宽度对表层对流区深度的影响,并用修正扩散模型拟合氯离子浓度分布的适用性,探讨了粉煤灰掺量、裂缝宽度对氯离子扩散特性的影响规律。研究结果表明:表层对流区深度在8~15 mm之间,且其随裂缝宽度w的增大而增大;用修正扩散模型分析开裂混凝土(w < 0.30 mm)的氯离子浓度分布是可行的,其综合效应系数K在1~20之间;龄期衰减指数m随粉煤灰掺量的提高而增大,而氯离子扩散系数则随粉煤灰掺量的提高而降低;裂缝宽度对氯离子扩散系数的影响可用w的二次多项式函数进行描述。

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超高性能混凝土轴拉性能试验

张哲, 邵旭东, 李文光, 朱平, 陈洪

中国公路学报. 2015, 28(8): 50-58.

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为提高超高性能混凝土(UHPC)的初裂应变,在基体中混合掺入平直钢纤维和端钩钢纤维,考虑纤维掺量和形状的影响,对掺混合纤维的UHPC进行了轴拉试验。采用控制变量法,将4种含不同纤维掺量的UHPC材料的轴拉特征参数进行了对比分析。基于实测曲线,提出了包含应力-应变关系和应力-裂缝宽度关系的两阶段拉伸本构模型。研究结果表明:不同纤维掺量的UHPC材料的拉应力-伸长曲线随多元开裂均呈明显的应变硬化特性;当钢纤维掺量由2%增至3.5%时,可视初裂应变增加201%,且端钩纤维的增强效率为平直纤维的3.52倍;含3.5%纤维掺量的UHPC材料的可视初裂应变和极限应变分别高达1.777×10^-3和1.941×10^-3,均与普通钢筋屈服应变(2×10^-3)接近,可视初裂前UHPC材料能与钢筋协同变形;UHPC受拉本构关系模型与试验数据均符合较好。

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悬索桥主缆纵桥向约束刚度研究

柴生波, 王秀兰, 肖汝诚

中国公路学报. 2015, 28(8): 59-66.

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为确定悬索桥主缆对桥塔的约束刚度,假定主缆线形为抛物线,通过变分原理获得主缆垂度改变与其跨长及水平力变化之间的关系。运用能量守恒原理,桥塔在活载作用下发生变形并引起主缆线形改变,与此同时,外力做功转化为结构重力势能及主缆的弹性应变能并提供对桥塔的约束作用,据此推导了主缆约束刚度解析表达式。为验证公式精度,建立悬索桥有限元模型进行验证,并与已有公式进行了对比,研究了边中跨比、中跨垂跨比以及主缆应力水平对边跨主缆纵向刚度的影响,给出了可直接用于估算边跨主缆刚度的相关图表。研究结果表明:采用提出的公式计算主缆初始切线刚度具有较高精度;忽略主缆的弹性变形对于中跨主缆刚度影响不大,对边跨主缆影响较大;边跨主缆的约束刚度与单位桥长恒载成正比,随着中跨垂跨比及边中跨比的减小而增大。

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不同埋置位置隧道对群桩影响的离心模型试验

马少坤, 陈欣, 吕虎, 吴宏伟, 江杰

中国公路学报. 2015, 28(8): 67-73.

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为了给广西地区隧道的设计与施工提供参考,针对隧道开挖对临近建筑物桩基产生不利影响的实际情况,开展了不同埋置位置隧道对群桩影响的离心模型试验。试验中选取的离心加速度为40g,目标地层损失比为2%,通过排水法控制地层损失,并分析隧道开挖引起的地表沉降、桩顶附加沉降、附加弯矩和附加轴力的变化规律。试验结果表明:隧道开挖完成后,较浅埋深双隧道共同引起的地表沉降大于深埋隧道;隧道开挖过程中,位于桩端处的隧道开挖引起的桩顶附加沉降大于桩端以上处,对桩基的变形较为不利;不同埋深隧道分段开挖所引起桩的附加弯矩和附加轴力分布及发展规律差异显著。

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减沉桩在沉管隧道中应用的室内模型试验

穆保岗, 张立聪, 龚维明

中国公路学报. 2015, 28(8): 74-81,90.

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为了优化减沉桩在港珠澳大桥沉管隧道中的应用,根据相似理论,采用正交试验设计方案,设置了桩距、桩长、垫层厚度、有无桩帽4个影响因素和3个水平,完成了19组室内模型试验。借助于SPSS统计分析软件,采用方差分析对试验结果进行定性和定量分析。结果表明:桩长对沉降影响最为显著,对减沉效果的影响程度由大到小依次为桩长、桩距、垫层厚度、桩帽;各影响因素间的交互作用较小,皮尔逊相关系数显示在荷载较小时,桩距与沉降相关度较大,随着荷载的增大,桩长与沉降的相关度增强;减沉桩设计中桩长、桩距、垫层厚度均存在着合理的范围,桩帽可以取消。所得结论为港珠澳大桥沉管隧道的优化设计提供了理论依据,节省了工期和造价。

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车联网环境下交叉口交通流微观控制模型及其求解与仿真

林培群, 卓福庆, 姚凯斌, 冉斌, 徐建闽

中国公路学报. 2015, 28(8): 82-90.

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为缓解城市道路交叉口的交通拥堵状况,在分析车联网环境技术特征的基础上提出交叉口交通流分区控制思想并建立系统优化的数学模型。针对模型的求解提出匀速控制区车辆时空轨迹获取方法和变速控制区车辆动力学参数求解算法,从而实现对进入交叉口的每辆车进行运动过程控制的目的,使各向交通流得以高效无冲突地通过交叉口。为验证模型的正确性和有效性,通过COM接口把车联网交通流控制模型集成到VISSIM交通仿真平台中,并选取广州市某典型交叉口进行仿真分析。结果表明:与现有的信号控制技术相比,所提出的车联网微观控制方法能有效提高交叉口交通流的通行能力,显著降低通行延误并减少停车次数。

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换道预警系统中参数TTC特性研究

王畅, 付锐, 张琼, 郭应时, 袁伟

中国公路学报. 2015, 28(8): 91-100,108.

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为了更合理地设置换道预警参数,进行了实际道路驾驶试验,获取了15名被试驾驶人的换道安全性决策数据。借助信号检测论来确定不同级别预警规则的即将碰撞时间(TTC)阈值,将驾驶人主观感知的自车换道会影响后车正常行驶的时刻、自车能最晚安全换道的时刻划分为换道安全性的2种等级。研究结果表明:2种等级下的TTC参数具有显著差异性;在不同相对速度区间和相对距离区间内,使用不同的TTC阈值均可以提高预警规则的准确率;相对速度区间0～5,5～10,10～15,15～20 m·s^-1的TTC一、二级阈值分别为5.5,4.4,4,3.4 s和4.2,3.3,3.1,2.8 s;相对距离区间0~20,20~40,40~60,> 60 m的TTC一、二级阈值分别为3.3,3.8,5,6.5 s和2.7,3,4.1,4.6 s。

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弯道安全车速计算改进模型研究

孙川, 吴超仲, 褚端峰, 傅宇浩, 崔海龙

中国公路学报. 2015, 28(8): 101-108.

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为提高车辆在弯道行驶的安全性,针对车辆在弯道的侧翻、侧滑等侧向失稳事件,引入车路协同思想,假设车辆与道路之间可进行信息交互,从而将车辆结构参数、驾驶人特性等引入到传统的基于道路环境信息的弯道安全车速计算模型中,建立了一种综合考虑人、车、路等多因素的弯道安全车速计算改进模型;并利用某型货车在各种工况下进行了试验对比分析。研究结果表明:改进模型计算得到的弯道安全车速值介于现有模型计算值之间;当路面附着系数上升至一定范围时,改进模型计算得到的弯道安全车速值呈现出独有的饱和现象,从而反映车辆在弯道以较高速度行驶时所发生的侧翻事故。

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干式DCT变速混合动力轿车换挡过程转矩协调优化控制

赵治国, 杨云云, 陈海军, 李学彦

中国公路学报. 2015, 28(8): 109-119,126.

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针对干式双离合自动变速器(DCT)弱混合动力轿车,为改善换挡品质(缩短换挡时间并减少换挡冲击),对集成启动机/发电机(ISG)介入换挡过程离合器传递转矩和不同动力源输出转矩协调控制问题进行了研究。首先,建立了DCT换挡切换过程动力学方程,通过量化驾驶意图得到了车辆目标加速度,设计了转矩相分离离合器分离规律,计算并得到了离合器传递转矩;然后,利用基于模型的预测控制对发动机(ISG)转速进行实时优化,实现了接合离合器主、从动盘转速快速同步;在需求转矩切换阶段,将发动机转矩切换到驾驶人需求水平,ISG电机逐渐退出换挡过程;最后,考虑到ISG电机输出转矩能力限制,对动力源转矩进行分配。仿真结果表明:所提出的转矩协调控制策略解决了DCT换挡过程中双离合器、发动机与ISG电机间的实时转矩协调控制问题,为DCT在混合动力轿车上的应用奠定了基础。

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基于载荷和滑移率的客车制动力分配控制算法

郑宏宇, 王琳琳, 马申奥, 宗长富, 陈宇超

中国公路学报. 2015, 28(8): 120-126.

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为了解决客车在不同载荷下的制动安全性问题,提出一种客车电控制动系统制动力分配控制算法。通过确定制动踏板行程与整车目标制动减速度的对应关系,计算整车载荷信息并根据前、后轴载荷转移情况合理分配各轴制动力。同时,观测各车轮的滑移率并适当地调节制动力,防止由于前、后车轮滑移率的差值过大而影响整车制动稳定性。通过客车电控制动系统硬件在环试验台对所研究的控制算法进行试验验证。试验结果表明:研究的制动力分配控制算法可保证制动踏板行程与整车制动减速度呈对应关系,不受载荷变化的影响;采用载荷控制和滑移率反馈的制动力分配控制算法可在典型制动工况下保证整车制动安全性和舒适性。

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2015年, 第28卷, 第8期　刊出日期：2015-08-20

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