中国公路学报

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中国公路学报. 2016, 29(11): 0-0.

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封一/四

中国公路学报. 2016, 29(11): 1-1.

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温缩和干缩对连续配筋混凝土路面纵向配筋的影响

刘朝晖, 王骁帆, 李盛, 苏颖奇

中国公路学报. 2016, 29(11): 1-9.

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针对现行规范关于连续配筋混凝土路面（CRCP）纵向配筋的计算公式存在缺陷，且横向裂缝平均宽度控制值也不够合理的问题，采用弹性理论分析了温缩和干缩作用下CRCP的应力和位移，推导了纵向配筋设计指标的计算公式。结合“潭耒高速”算例，并基于CRC板二次开裂的主动控制，提出了确定横向裂缝宽度合理控制值的计算方法。采用ABAQUS有限元软件，对解析公式进行了数值验证。设计正交试验，对纵向配筋设计参数进行了极差分析和方差分析。根据极差分析，对设计参数的敏感性进行了排序；根据方差分析，区分了各设计参数在不同置信水平下的显著程度。结果表明：潭耒高速的横向裂缝宽度控制值可取为0.6 mm；有限元建模时，弹簧单元可以模拟钢筋与混凝土之间的黏结-滑移本构关系，干缩可以等效为当量温差；解析解与有限元解较为吻合；混凝土线膨胀系数和温降幅值是最重要因素，钢筋直径和剪切刚度系数为较重要因素；研究成果可为CRCP的纵向配筋设计和施工提供理论参考。

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基于路面高程自动测量的全断面平整度计算方法

吴秉军, 刘东海, 孙源泽, 吴优

中国公路学报. 2016, 29(11): 10-17.

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为实现全断面的路面平整度检测及平整度缺陷位置的精确定位，详细综述了当前路面平整度检测的传统方法及未来发展方向，并在此基础上提出了一种基于路面高程自动测量的全断面平整度计算方法。利用自动跟踪全站仪、激光测距传感器、倾角仪等装置测量路面高程，根据测得的路面点三维坐标信息，采用Kriging插值法对离散测量点高程进行全断面插值，从而生成路面高程云图，由此获取道路任意纵断面的高程值，进而计算任意纵断面的国际平整度指数（IRI）值，并根据计算结果判断检测路段中所有路面纵断面的IRI值是否符合该级别公路路面平整度要求，对于不合格纵断面，利用其纵断面高程值剖切线，查找其高程值突变位置，进而确定路面平整度缺陷位置。研究结果表明：该方法测得的路面点三维坐标信息平面位置定位相较传统GPS和编码器定位精度更高，其平面定位精度可以达到毫米级；该方法具有良好的适用性，所计算的IRI值精度较高，相对误差小于5%；对于不符合规范要求的路段，其可为路面修整提供明确的位置指示，能够实现路面全断面高精度平整度检测及平整度缺陷位置的精确定位，有利于正确评估道路质量评价及后期养护管理。

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基于验算点法的地震力作用下边坡可靠性分析

周志军, 杨志勇, 邹群, 尹忠文

中国公路学报. 2016, 29(11): 18-24,41.

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为了给地震力作用下滇西南地区高边坡稳定性分析提供一种切实可行的可靠性分析方法，针对地震力作用下影响边坡可靠性计算的主要变量（主要考虑地震力的随机性和不确定性、边坡岩土体抗剪强度参数的不确定性），并全面考虑变量的实际分布规律和变量之间的相互关系，采用传递系数法建立引入地震力作用的边坡极限状态方程，再采用验算点法对极限状态方程进行求解，对其中非正态变量进行当量正态化处理。通过对极限状态方程的求解和分析，得出地震力作用对边坡可靠性指标的具体影响程度、滇西南地区高边坡可靠性指标、破坏概率分别与地震力之间的关系、地震力作用下影响边坡可靠性的主要变量的分布规律。结果表明：地震力的作用对边坡的可靠性指标影响显著，地震力作用下的可靠性指标相比于无地震力作用下减少了50%~97%；滇西南地区边坡稳定的可靠性指标随着地震力的增大而减小，破坏概率随着地震力的增大而增大；不同地震烈度下的水平地震峰值加速度均近似服从极值Ⅰ型分布，抗剪强度参数均近似服从正态分布，且抗剪强度参数之间具有一定的相关性。

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国道214沿线路基下伏多年冻土热状况长期变化分析

房建宏, 刘建坤

中国公路学报. 2016, 29(11): 25-32.

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为了解路基填筑对路基下多年冻土热状况的影响程度，在国道214沿线典型地段设置了监测断面，在天然场地路基中心、左右路肩及左右坡脚等处布设了测温孔。采用现场监测和数值模拟相结合的方法，分析了国道214沿线路基下伏多年冻土热状况长期变化情况。研究结果表明：多年冻土区修筑普通路基以后，多年冻土地温逐渐升高，路基下多年冻土发生快速融化；开始融化的时间提前，完成回冻的时间有所延后；针对K369+210断面，左路肩、路基中心以及右路肩下8 m处升温速率分别为0.040，0.050，0.047℃·年^-1，人为上限下降速率分别为16.82，25.36，16.73 cm·年^-1；在考虑全球气温升高的情况下，多年冻土温度持续升高，路基下多年冻土处于持续退化状况；年平均地温越高，人为上限下降的幅度越大；在路基运营30年内，多年冻土上限仍处于下降状态，这将严重威胁多年冻土路基的安全运行；需要及时采取措施主动冷却路基来保护冻土，避免产生更大的融沉变形，从而保障路基正常运营。

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钢带增强聚乙烯螺旋波纹管薄弱环节试验

颜春, 凌天清, 欧冬

中国公路学报. 2016, 29(11): 33-41.

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钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（简称钢带增强PE管）为非对称螺旋缠绕波纹结构，为了研究该类管材受力及变形的薄弱环节，通过对已铺设管道病害变化的跟踪调查，总结分析该类管病害形式及特征，对现场管材分取环向及纵向有热熔接缝及无热熔接缝部位进行聚乙烯（PE）材料的拉伸性能试验，采用自制模具进行抗剪强度试验，并结合三维数值分析对钢带增强PE管的受力特点、病害原因、薄弱环节进行探讨。结果表明：钢带增强PE管的病害主要有顶破（15%）、接口断裂（9%）、环向裂缝（67%）及鼓包（9%）；环向无热熔接缝PE材料的拉伸强度比轴向小14%，断裂伸长率比轴向大347.7%，轴向无热熔接缝材料的抗拉强度要比有热熔接缝材料大20%；材料在热熔接缝处易产生脆性断裂，热熔接缝的抗拉强度值有一定的波动；钢带脚处及两脚中心处对应的PE应力较大且有明显的规律，但PE材料受力较小，不会先发生剪切破坏；与管材结构特性有关的病害为环向裂缝及鼓包；钢带增强PE管的PE材料是各向异性的，垂直于钢带方向的PE材料抗拉性能较差，热熔接缝处是薄弱环节，是造成管道环向开裂的主要因素；钢带脚处与内层黏合部位是另一个薄弱环节，是造成钢带与内层脱落形成上下鼓包的主要因素。

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基于细观尺度的桥梁混凝土结构耐久性研究新进展

陈艾荣, 潘子超, 马如进, 王达磊

中国公路学报. 2016, 29(11): 42-48.

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根据从材料结构到性能机理再到工程应用的研究过程，从细观模型、退化过程以及多尺度方法3个方面，对近些年细观尺度上的桥梁混凝土结构耐久性的国内外研究进行了简要综述。分析结果表明：在细观模型方面，已经发展出基于真实骨料参数的骨料模型，代表了当前该领域研究的最高水平；传统的骨料模型由于较高的模拟效率仍具有一定的应用价值；在退化过程方面，针对单一退化机理的研究已经比较成熟，而耐久性能与力学性能退化的耦合效应还有待进一步研究；针对多尺度方法的研究不仅有效提高了细观尺度上的模拟效率，同时也建立了细观尺度与工程尺度之间的联系；参数传递是多尺度方法中的一种基本手段，参数传递过程中所涉及的概率性问题以及混凝土细观模型对参数传递过程的影响仍有待进一步研究。

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桥梁主梁CFD模拟之基准模型测压试验与气动特性分析

祝志文, 陈魏, 袁涛

中国公路学报. 2016, 29(11): 49-56,64.

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为给桥梁CFD模拟提供基准数据，并研究裸梁和带栏杆梁的气动特性，开展了大带东桥加劲梁裸梁和成桥状态节段模型在不同风速和典型攻角（-6°~6°）下的风洞测压试验，获得了截面压力系数平均值和均方根（RMS）值分布及截面气动力系数。讨论了风工程用10英寸水柱量程压力扫描阀的压力系数RMS值的信噪比，分析了桥面栏杆对梁体表面压力系数平均值和RMS值分布、梁体气动力系数及漩涡脱落的影响。结果表明：典型攻角下大带东桥裸梁具有单一漩涡脱落St数，且其值明显大于成桥状态；成桥状态加劲梁因桥面栏杆的影响呈现复杂的漩涡脱落特征，展向不同截面漩涡脱落特性存在差异，但均呈现多峰值的多阶漩涡脱落特征，其峰值St数在0.08~0.15之间，也可见裸梁漩涡脱落St数；大跨度桥梁抗风设计需分别评价施工和成桥状态主梁脱落频率特性和结构涡振行为；应重视桥面栏杆对加劲梁气动力的影响，及其对桥梁主梁脱落行为的改变，并开展成桥状态桥梁的多阶涡振评价，在加劲梁外形设计中应综合考虑栏杆和梁体的气动行为。

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节段纵移悬拼法足尺模型试验动载效应研究

颜东煌, 王晟, 母进伟, 潘权

中国公路学报. 2016, 29(11): 57-64.

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为研究运梁小车负重行走时结构的动力学行为以验证节段纵移悬拼法的可行性，并进一步评估运梁系统的合理性和安全性，结合北盘江大桥进行了足尺模型试验。足尺模型试验由支撑系统、运梁系统及起吊系统组成，其中支撑系统由6组钢管柱组成，每组设置2道挑梁，挑梁与弦杆外拼接板销接以抬起钢桁梁，运梁系统由轨道梁、扁担梁、对拉螺纹钢等组成，试验共设置4台运梁小车，通过小车行走实现节段纵移。同时，基于车-桥耦合系统动力分析基本理论，建立了运梁小车-轨道系统-试验既有结构大系统动力学方程，计算中阻尼采用Rayleigh阻尼，并计入轨道不平度效应，利用Newmark积分法进行耦合效应分析。结果表明：运梁小车运行平稳，最大加速度及动应力较小，运梁系统的设计合理，该工艺安全可行；运梁小车高速挡行走时轨道梁测点加速度峰值较低速挡有明显增大，但轨道梁应力峰值较低速挡增大不显著，其中实测加速度幅值为低速挡的1.51倍，实测最大动应力为低速挡的1.03倍；理论计算值与试验测试结果吻合较好，轨道梁、下弦杆测点理论加速度幅值约为实测值的94%，轨道梁理论动应力峰值约为实测值的96%，实测加速度及应力时程曲线与理论分析规律一致，验证了理论计算的正确性，可以为实桥应用研究提供理论基础。

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流线型箱梁抖振力双指数广义相干函数模型

张亮亮, 李少鹏, 李明水

中国公路学报. 2016, 29(11): 65-73.

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为了降低由传统简单指数相干函数模型所引起的抖振力计算误差，基于薄翼三维抖振力分析理论，提出了具有明确物理意义的双指数相干函数模型，并通过引入几个额外参数将该模型扩展至复杂钝体断面。针对大跨度桥梁中常用的流线型箱梁，进一步通过大尺度紊流场中不同缩尺比的刚性节段模型测压试验，深入研究了紊流积分尺度和箱梁特征尺寸对于抖振力空间相关性的影响。基于试验结果对上述双指数相干函数模型进行修正，以反映紊流三维效应对抖振力空间相关性的影响，并通过与推荐相干函数模型结果进行对比来分析传统简单指数函数相干函数模型的局限性。结果表明：双指数相干函数模型具有明确的物理意义，能够反映紊流空间分布特性和气动导纳对抖振力相关性的影响机理；而且与传统模型相比，其具有更高的拟合精度，能够精确描述抖振力相关性在低频的变化规律；通过引入与紊流积分尺度和箱梁特征尺寸有关的约化间距，可进一步得到能精确描述实际主梁抖振力空间相关性的双指数广义相干函数模型。

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预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁间接刚度试验

尚守平, 张宝静, 吕新飞

中国公路学报. 2016, 29(11): 74-81.

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为了较准确控制预应力CFRP板加固RC梁的挠度，以指导工程加固设计，提出了“间接刚度”的概念，并对其机理进行了试验研究。在室内共进行了6根钢筋混凝土试验梁静载试验，包括3根预应力CFRP板加固梁（其中1根有加载历史的试验梁），1根粘贴CFRP板加固梁，2根未加固梁；对比分析了不同加固方式对梁承载能力及刚度的影响；在对试验梁全过程受力阶段截面分析的基础上，推导出了预应力CFRP板加固梁间接刚度的计算公式，并进行了有限元对比分析。结果表明：相对于未加固梁，预应力CFRP板加固梁的承载能力提高了40%左右；使用预应力CFRP板加固后，梁在轴向预应力作用下会产生反拱，相对于粘贴CFRP板加固梁，其屈服荷载仅提高了8.3%，但其跨中挠度和截面曲率分别下降了31.8%和54.5%，说明使用预应力CFRP板加固技术可有效改善梁的变形能力；提出的公式概念明确，形式简便，与现行规范结合较好，且计算值与试验值吻合较好，适用于有加载历史的加固梁。

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大跨度斜拉桥边墩横向抗震体系研究

沈星, 倪晓博, 叶爱君

中国公路学报. 2016, 29(11): 82-89,121.

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为了给大跨度斜拉桥边墩横向抗震体系设计提供依据，讨论了减震体系的合理性，并研究了减震体系的适用范围。首先，针对横向全滑动体系，分析了梁端横向位移的控制振型，推导了边跨主梁横向基本周期的简化计算公式，并利用反应谱法，推导与简化了地震下梁端横向位移的计算公式，通过与有限元计算结果对比，验证了其可靠性。然后，依据实际项目工程经验，通过合理简化与假定斜拉桥结构参数，在工程精度允许范围内，进一步对计算公式进行简化。最后，以主跨跨径与地震动输入为主要变量进行共计384个工况的计算，分析了各工况下梁端最大横向位移，得到了不同跨径下横向全滑动体系斜拉桥在不同场地类型与不同峰值加速度（PGA）下的梁端最大横向位移变化规律。研究结果表明：以梁端横向位移为抗震目标时，对于Ⅲ，Ⅳ类场地，各PGA作用下，主跨跨径大于400 m的斜拉桥均需考虑采用减震体系；对于Ⅰ，Ⅱ类场地，PGA不大于0.1g，主跨跨径不大于600 m的斜拉桥可以不考虑采用减震体系；其中，如果结构的抗震能力大于地震需求，建议采用全限位体系；如果结构的抗震能力接近或小于地震需求，且梁端横向位移不控制时，则建议采用全滑动体系。

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钢管混凝土拱肋轴力-应变关系

姜磊, 刘永健, 侯蓓蓓

中国公路学报. 2016, 29(11): 90-98.

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为了准确获得钢管混凝土拱肋轴心受压全过程中钢管与混凝土的纵向（拱轴方向）应力水平，揭示钢管混凝土组合作用机理，对钢管混凝土中钢管与混凝土的相互作用机理进行理论分析。基于平截面假定，分析轴心受压不同阶段钢管与混凝土应力状态的变化，根据力学平衡关系，推导钢管与混凝土纵向应力-应变计算表达式，进而得到两者的轴力-应变关系。采用推导公式进行计算，分别与425个钢管混凝土短柱极限承载力和7个短柱荷载-应变试验结果进行对比，并以均布荷载作用下抛物线纯压无铰拱为例，与双单元模型计算结果进行对比。研究结果表明：钢管混凝土组合作用发挥时，钢管与混凝土均处于多向应力状态，三向受压的核心混凝土纵向应力提高，双向受力的钢管纵向应力减小；极限承载力建议公式计算值与试验值的比值均值为0.969，均方差为0.140，变异系数为0.144，并且建议公式得到的荷载-应变曲线与试验曲线吻合较好，表明提出的算法具有较高的精度，且偏安全；拱肋弹性阶段分析时，建议公式与双单元模型计算结果一致，而进入塑性阶段时，双单元模型计算得到的钢管与混凝土轴力仍按刚度分配，过高地估计了钢管的承载能力，计算结果偏于危险，建议公式计算结果更准确。

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拓宽长联桥梁部分拼接方法与拼接构造试验

陈康明, 吴庆雄, 陈宝春, 张岗

中国公路学报. 2016, 29(11): 99-107.

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为缩短拓宽长联桥梁的拼接时间，根据拓宽长联桥梁横桥向变形一联两端大、中间较小的受力特点，提出了“新、旧桥主梁沿纵桥向部分拼接”的方法；通过有限元方法分析了拼接时间与不拼接段长度对横桥向变形的影响；根据现有规范讨论了采用部分拼接法拓宽的长联桥梁的验算方法；进行了不拼接段钢板拼接构造足尺模型试验。研究结果表明：新、旧桥主梁由桥梁中跨向两边通过现浇湿接缝对称拼接、但在一联两端不拼接的部分拼接法可明显减小新、旧桥支座横桥向变形，从而缩短长联桥梁拼接时间；对于部分拼接法的不拼接段，其纵桥向长度确定原则为，考虑混凝土收缩徐变等长期荷载作用下，根据新桥建成后的静置时间，保证拼接10年后新、旧桥支座最大横桥向位移小于容许值；新、旧桥主梁除了应进行抗弯和抗剪承载力验算外还须进行抗扭承载力验算；当试验荷载加载至相当于2倍公路-Ⅰ级设计荷载过程中，拼接钢板与翼缘连接处以及桥面铺装均未出现开裂或压碎现象，桥面铺装与主梁翼缘的结合面未张开，表明不拼接段新、旧桥主梁翼缘间沿纵桥向等间距设置钢板连接构造进行拼接的方法可避免不拼接段桥面铺装出现裂缝，且保证新、旧桥主梁横桥向不发生碰梁。

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非对称独塔斜拉桥多振型抖振等效静力风荷载计算方法

董锐, 葛耀君, 杨詠昕, 韦建刚

中国公路学报. 2016, 29(11): 108-115.

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针对非对称独塔斜拉桥结构刚度不对称以致其风振响应异于传统对称斜拉桥的状况，以位于沿海地区的某非对称独塔斜拉桥为工程背景，对大跨度斜拉桥抖振响应等效静力风荷载进行了深入研究。首先，采用有限单元法分析了结构的动力特性；其次，进行了节段模型风洞试验，并采用同时考虑自激力和抖振力的抖振计算模型对结构的抖振响应进行了分析，并在上述工作的基础上，以结构的抖振响应为等效目标，推导了基于结构振型的抖振等效静力风荷载计算方法；最后，将该方法与精确抖振响应计算结果进行了比较。结果表明：所提出的基于振型的抖振等效静力风荷载计算方法可以同时考虑结构不同部位的抖振响应，与中国《公路桥梁抗风设计规范》中的方法相比，能够体现等效静力风荷载与结构振型和质量分布相关的特性；该方法的计算结果与精确抖振响应极值相比，在关键部位的误差均小于10%，精度满足工程计算的要求；对于柔性大跨度桥梁抖振响应等效静力风荷载计算，建议优先采用该方法。

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非金属剪力键界面黏结-滑移本构关系

占玉林, 李贵峰, 赵人达, 薛登宇, 邹赵勇

中国公路学报. 2016, 29(11): 116-121.

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为了研究非金属剪力键的力学性能，在考虑非金属剪力键黏结厚度、材料性能和界面处理工艺等因素的基础上，设计了12组（共36个）非金属剪力键的推出试验；基于这类剪力键的界面黏结-滑移变化规律，研究了界面的黏结-滑移本构关系。在试验结果和统计分析的基础上，给出了界面黏结-滑移关系式，并建立了一般意义上非金属剪力键的界面黏结-滑移本构关系模型。研究结果表明：非金属剪力键的黏结厚度、材料性能及界面处理工艺对黏结-滑移曲线影响显著；随着黏结厚度的增加，界面初始滑移荷载值减小；当达到极限滑移量时绝大部分试件表现为脆性破坏，而采用丙烯酸酯的非金属剪力键表现出较强的塑性破坏特征；采用单横向凹槽界面处理工艺的非金属剪力键的界面黏结效果最佳；界面极限剪应力与极限滑移近似成正比；非金属剪力键可以较好地应用于钢-混凝土组合梁的界面中。

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高地应力软岩公路隧道泡沫混凝土卸压机理及支护结构研究

柳厚祥, 郑智雄

中国公路学报. 2016, 29(11): 122-129.

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针对高地应力软岩隧道围岩稳定性差的问题，基于泡沫混凝土具有防水、保温、抗震、压缩性大和一定延性的特点，采用数值模拟的方法，分析了高地应力软岩公路隧道泡沫混凝土的卸压效应及其影响因素，进而研究泡沫混凝土的力学参数对卸压效果的影响。采用控制变量法计算确定了泡沫混凝土的最佳力学参数取值范围，进而分析得到了高地应力软岩公路隧道的泡沫混凝土卸压机理，根据以上研究成果，构思出一种新型的泡沫混凝土复合式衬砌结构型式——泡沫混凝土复合式衬砌。研究表明：高地应力软岩公路隧道添加泡沫混凝土层后，围岩应力的释放率由普通支护条件下的30%提高至62%，围岩强度应力比由1.92提高至3.74，隧道支护结构承受的荷载平均减小了37.19 MPa；泡沫混凝土的最佳力学参数中弹性模量取400~800 MPa，屈服压应力系数k取0.4~0.6，静水屈服拉应力系数k_t取0.1~0.3，单轴抗压强度取2.0~4.0 MPa；利用泡沫混凝土的高压缩力学特性，可诱导隧道围岩进一步产生可控的变形，从而释放围岩应力，减小支护结构荷载；新型衬砌可有效消除高地应力软岩公路隧道运营期间可能出现的局部围岩挤入产生的集中荷载、活动断层的错动引起的剪切变形、围岩的全断面压缩导致的荷载陡增等对隧道支护结构造成的破坏，为高地应力区软岩公路隧道的卸压及支护技术研究提供了新的思路。

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信号交叉口通行能力随机影响因素建模(英文)

赖元文, EASA S

中国公路学报. 2016, 29(11): 130-138.

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为了确定通行能力随机影响因素，以准确计算信号交叉口通行能力值，将随机因素分为特定地区和特定交叉口。基于平均饱和车头时距，提出了信号交叉口通行能力随机影响因素的判别方法；提出从影响程度和发生概率两方面考虑随机因素的选取，采用可拓理论选取信号交叉口通行能力随机影响因素。根据影响程度和发生概率，将随机影响因素对通行能力的影响分为低、中、高3级。采用中国北部和南部地区2个城市的25个交叉口实测数据，验证所提判别方法。研究结果表明：随机影响因素可以反映城市或者交叉口的典型特征；反映区域主导特性和特定交叉口特性的随机影响因素会显著影响信号交叉口通行能力；随机影响因素在一定时间内相对稳定，其对交叉口的影响水平达到中、高级时，建议考虑将该随机影响因素纳入通行能力计算模型中。

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基于交通冲突模型的信号交叉口右转设施安全分析

郭延永, 刘攀, 徐铖铖, 吴瑶

中国公路学报. 2016, 29(11): 139-146.

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为了研究不同右转交通设施对信号交叉口交通安全性的影响，针对昆明市20个信号交叉口的30个右转交通设施，利用统计学方法构建交通冲突模型，分析右转交通设施设计要素、右转控制方式、交通特征和直右交通冲突的关系。鉴于传统广义线性模型无法刻画异质性的缺陷，建立了随机参数负二项交通冲突模型。结果表明：随机参数负二项模型比固定参数负二项模型拟合结果更好；直行交通量、右转交通量、软渠化岛、右转让行标志和右转半径5个变量系数估计结果参数服从正态分布；渠化岛、右转加速车道、右转让行标志、右转专用相位和大右转半径可显著降低交通冲突；直行交通量、右转交通量和右转大车比例对直右交通冲突具有显著正相关影响。

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恶劣天气下驾驶人生理反应与行车安全关系

赵亮, 刘浩学, 王磊, 魏华

中国公路学报. 2016, 29(11): 147-152.

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为了提高驾驶人在恶劣天气下的行车安全，基于汽车驾驶模拟器试验平台，针对晴天、雨天和雪天3种行车环境，开展驾驶人生理反应与行车安全关系的研究。试验选用20名男性被试人员，运用KF-2动态多参数生理检测仪和HED型眼动仪对被试人员进行生理指标测试。通过对数回归和相关性分析，研究了驾驶人在行车过程中操作错误次数与平均心率变化率之间的关系，并分析了不同天气状况下驾驶人的注视特性和扫视特性。研究结果表明：在雨天和雪天条件下，驾驶人的心率变化率与操作错误次数之间具有较好的相关性，心率变化率与操作错误次数呈对数曲线增长趋势；超速、违规换道和转向未打灯是驾驶人的主要操作错误类型；晴天时，驾驶人注视点的分布范围最广，雨天和雪天时驾驶人注视点的分布范围较为集中；雪天时驾驶人的注视时间最长，雨天和晴天较短；晴天时驾驶人的注视次数最多，雨天和雪天注视次数较少；晴天时驾驶人的扫视幅度最大，扫视时间最长，雨天和雪天较短。

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油气分离式弹簧系统的建模与特性分析

熊新, 吴洪涛, 于学华, 程世利, 杨小龙

中国公路学报. 2016, 29(11): 153-160.

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为了研究工程车辆油气分离式弹簧系统的频率特性，在分析油气分离式油气弹簧结构和工作原理的基础上，建立了油气分离式油气弹簧的阻尼和刚度模型，结合螺旋弹簧的刚度模型，获得了油气分离式弹簧系统的垂向非线性数学模型。采用傅里叶级数展开、泰勒展开、等效能量法和L-P法相结合的方法获得了油气分离式弹簧系统的等效阻尼系数、等效刚度及强迫振动的稳态解；同时进行了油气分离式弹簧系统性能试验，分析了油气分离式弹簧系统固有频率和幅频响应的影响因素。结果表明：油气分离式弹簧系统固有频率随氮气储能器初始压力的增大呈非线性减小的趋势，随螺旋弹簧圈数和螺旋弹簧旋绕比的增大呈弱非线性减小的趋势，随活塞杆及组件质量和螺旋弹簧压缩量的增大呈非线性增大的趋势；频率比小于0.75时对油气分离式弹簧系统位移的幅频特性影响较小，频率比在0.75~√2之间时容易引起油气分离式弹簧系统共振，频率比大于√2时有利于油气分离式弹簧系统实现减振；试验结果与理论分析结果较为吻合，说明了该模型建立和求解的合理性。

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基于聚类和马尔可夫链的公交车典型行驶工况构建

苗强, 孙强, 白书战, 闫伟, 李国祥

中国公路学报. 2016, 29(11): 161-169.

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为了提高济南市公交车运营规划的合理性，通过获取某型号公交车在济南市运行工况的实测数据，采用聚类加马尔可夫链的方法构建济南市公交车典型行驶工况。利用主成分分析、聚类分析将运动学片段划分为若干类，每类中根据速度状态确定状态转移概率矩阵，同时为提高涵盖范围使用变异概率修正，利用马尔可夫链合成类内行驶工况，选取类内代表性工况构成典型行驶工况；最后与实测数据对比，验证所提出方法的有效性。研究结果表明：使用聚类加马尔可夫链方法生成的公交车行驶工况速度概率分布、加速度概率分布及速度-加速度联合概率分布与实测数据吻合较好，整体特征参数相对误差为4.99%；在Cruise软件中利用试验车数据仿真运行所合成行驶工况的仿真结果与实测百公里油耗相对误差为3.82%，表明该方法在允许范围内，能够满足开发需求。

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面向汽车运行工况数据采集的道路等级K核划分方法(英文)

施树明, 于壮, 林楠, 吴迪, 张岩

中国公路学报. 2016, 29(11): 170-178.

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可视化

为解决需采集大量汽车工况数据以保证试验数据的代表性以致试验成本显著增加的问题，研究了路网的等级特性，提出了一种基于K核和最优分割理论的城市道路等级划分方法。K核算法通过同时考虑道路流量和道路位置，使得K_s值相近的道路具有相似的速度和加速度概率分布；并可以根据不同道路的K_s值，采用最优分割理论将整个道路网络分为若干等级；伪F统计量被用来确定路网划分的合理等级个数。根据长春2辆出租车1年的行驶数据和通化1辆出租车半年的行驶数据，将长春和通化的路网分为3个等级。结果表明：同一等级下道路的速度、加速度概率分布具有很高的相似度，尤其是占城市绝大部分流量的前两等级，其样本相似系数α_ab高达70%以上，因此在进行汽车运行工况数据采集的过程中，只需采集每种等级中很少的几条道路就可以代表整个路网的特征；利用路网的等级特性研究的K核分级方法，可以在保证数据代表性的前提下，减少汽车运行工况数据采集的时间和数据量。

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2016年, 第29卷, 第11期　刊出日期：2016-11-20

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