中国公路学报

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熊萍, 郝培文

中国公路学报. 2005, 18(1): 1-6.

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分析了中国现行规范用来评价SBS改性沥青储存稳定性的优缺点, 针对不足之处, 参考美国国家公路合作研究计划(NCHRP)的LAST法, 自行开发设计了可以自动恒温重复取样的储存稳定性试验仪。同时对不同种类的SBS改性沥青, 在不同热储存(163°C)时间下, 试验研究其离析后的动态剪切流变性能, 据此提出一个新的指标——离析率R_s来评价SBS改性沥青的储存稳定性, 建议当-0.2≤R_s≤0.2时认为储存稳定性合格, 否则, 超出此范围(R_s＜-0.2或R_s＞0.2), 则认为不合格。最后分析评价了该试验方法和评价指标的合理性和可行性。

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超薄层沥青混凝土SAC-10矿料级配比较试验研究

刘朝晖, 沙庆林

中国公路学报. 2005, 18(1): 7-13.

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针对超薄层沥青混凝土SAC-10, 拟定了6条级配曲线, 分别采用美国工程兵旋转击实仪(GTM)与标准马歇尔击实进行比较试验, 测试试件的力学指标与体积指标, 并进行对比分析。试验结果及分析表明:中断级配SAC-10是半开式粗集料断级配, 这种半开式级配(含大于4.75 mm颗粒占70%或65%)的特点是油石比的取值范围在4.0%~6.0%, 沥青混合料的GTM 试验中的GSI和GSF两个指标都符合规定, 它的高温抗永久形变能力明显高于完全断级配, 可用于超薄罩面层。

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基于计算机仿真的公路线形设计评价

杨宏志, 许金良, 李建士

中国公路学报. 2005, 18(1): 14-18.

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对公路设计评价方法进行了研究, 提出了基于计算机仿真的公路设计安全评价方法。对公路的特点和设计评价手段进行了分析, 提出了建立公路仿真系统, 对设计方案和设计指标进行评价的思路。分析了公路仿真系统的特点, 建立了基于Multi-Agent的仿真系统框架。通过建立计算机仿真模型——汽车模型、驾驶员模型和公路模型, 仿真汽车在公路上的运行情况, 得到汽车的运行速度、加速度等定量指标, 从而对公路设计指标进行评价。通过计算机仿真, 可以使设计人员在设计阶段就可以发现设计存在的问题, 及时修改设计, 提高设计的科学性、合理性。

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公路控制测量中GPS坐标向国家坐标转换的三维分离回归法

姜晨光, 朱佑国, 黄奇璧, 吴晓峰, 彭建国

中国公路学报. 2005, 18(1): 19-23.

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为了克服在公路勘测领域将GPS坐标转换为国家坐标(地方坐标、线路坐标)的传统方法的两个缺陷(一个是转换精度不高, 另一个是极易出现病态矩阵), 采用了将三维坐标(X, Y, Z)分开转换的策略(三维分离回归法), 介绍了三维分离回归法的基本思想、转换过程及转换实例, 在分开转换的过程中应用了多元线性回归理论。三维分离回归法的实际应用显示该方法确实能够克服转换中的病态矩阵问题, 使三维转换精度提高一倍。理论和实践均证明, 三维分离回归法适用于GPS坐标向国家坐标的转换。

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公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性的模糊综合评价

汪益敏, 王秉纲

中国公路学报. 2005, 18(1): 24-29.

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在综合分析公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性影响因素的基础上, 提出了公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性模糊综合评价系统方法。首先选取18项评价指标, 建立这些评价指标的量化方法。对于连续型指标, 可采用4类共16种隶属函数描述方法;对于离散型指标, 可采用经验赋值方法。然后采用专家打分法确定评价指标的权重, 提出模糊综合评价的模型及两种评价原则, 最后通过应用实例分析, 验证了模糊综合评价方法在评价公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性方面的可行性和有效性。

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分级加载条件下沉降预测方法

张仪萍, 曹国强, 李涛, 张土乔

中国公路学报. 2005, 18(1): 30-33.

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首先, 从固结理论单级线性荷载下的沉降计算公式, 推出了关于沉降的3种线性关系。利用其中任何一种线性关系, 根据前期实测沉降数据, 可方便地得到沉降计算公式中的参数。其次, 利用叠加原理将单级荷载下的沉降计算公式推广到分级加载情况下, 并给出了分级加载情况下参数推算的方法。沉降计算公式中的参数确定后, 计算公式可用于推算后期沉降。最后, 用工程实例说明了该方法推算后期沉降的可行性和有效性。

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柔性桩与土相互作用非线性分析的增量传递矩阵法

刘杰, 张可能

中国公路学报. 2005, 18(1): 34-39.

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对桩侧土采用非线性荷载传递函数, 对桩端土采用线性荷载传递函数, 同时考虑桩周土所分担的荷载对单桩荷载传递规律的影响, 利用增量荷载传递矩阵法及微分方程的近似解法——子域法, 推出了刚性承台下柔性桩与地基非线性相互作用的近似解析算式。为了验证该方法的可行性, 通过试验将试验结果与有限元结果及该方法所得结果进行了对比, 对比表明:该理论解与现场实测值、有限元计算值都非常接近。

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定侧压混凝土双轴拉—压疲劳累积损伤试验研究

朱劲松, 宋玉普

中国公路学报. 2005, 18(1): 40-45.

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在对有限预应力混凝土桥梁结构进行损伤分析与剩余寿命估算时, 为了解混凝土在双轴波动拉—压应力作用下的疲劳强度和损伤特性, 通过室内小尺寸的变截面棱柱体试件的双轴疲劳试验, 得到了定侧压下混凝土等幅和变幅重复荷载作用下的轴心拉—压疲劳方程和疲劳变形特性。由等幅疲劳变形模量定义了损伤变量, 拟合试验结果得到了相应的损伤演化方程;依据损伤演变与损伤状态、加载条件间的相关性, 建立了相应的疲劳损伤模型。研究表明:极限疲劳割线模量衰减率可作为混凝土发生拉—压疲劳破坏的标志;用规范化的疲劳变形模量定义损伤变量, 建立的损伤累积模型, 用于疲劳损伤分析和剩余寿命预测时具有较高的精度。

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整体式桥台桥梁的桥台结点受力性能研究

彭大文, 陈朝慰, 洪锦祥

中国公路学报. 2005, 18(1): 46-50.

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提出了整体式桥台桥梁的桥台一般构造和施工建造顺序, 并以福建省上坂大桥为工程背景, 通过建立空间有限元梁格体系和块体模型, 分析了不同工况下整体式桥台桥梁的桥台结点内力和应力以及墩柱的裂缝状况, 在参数分析中, 引入了相对刚度的概念, 探讨了桩的相对刚度和桥台高度对桥台结点受力性能的影响, 初步研究了该类桥梁的桥台结点受力性能。研究结果将有助于整体式桥台桥梁在工程设计中的实际应用。

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薄壁杆件六面体网格剖分的组装法

王磊, 刘寒冰, 高一平, 吴斌暄

中国公路学报. 2005, 18(1): 51-56.

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针对箱梁等薄壁杆件的六面体网格自动生成问题, 提出以下算法:在内外壳表面上, 根据其拓扑关系和几何位置, 采用映射和插值的方法布设节点;根据各个壳节点三维位置和拓扑关系对其进行编号;采用动态规划的方法, 根据壳之间的拓扑几何关系组装内外壳, 统一节点编号, 生成单元。应用以该方法编制的相应计算软件对一座三跨连续箱形梁桥进行网格剖分。结果表明:该算法简单, 效率高, 生成的单元质量好。

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钢管活性粉末混凝土轴压短柱受力性能试验研究

吴炎海, 林震宇

中国公路学报. 2005, 18(1): 57-62.

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进行 22根钢管活性粉末混凝土(钢管RPC) 轴压短柱试验, 分析其荷载—变形曲线、破坏特征和影响极限承载力的主要因素。试验研究表明:钢管RPC轴压短柱的荷载—纵向应变曲线弹性阶段约为极限荷载的90%~95%;套箍系数ξ较小时, 在达到极限荷载后承载力急剧下降;ξ较大时, 在达到极限荷载后承载力下降平缓并呈回升趋势。ξ较小的试件多呈剪切破坏形态;ξ较大的试件所有断面上均被墩粗, 试件的上、下两端明显局部鼓曲。构件承载力随RPC强度f_c的提高而提高, 两者基本成线性关系;套箍系数ξ越大, 构件承载力也越大, 但钢管对RPC的约束效果比对普通混凝土的差。提出的钢管RPC轴压短柱极限承载力的实用计算公式计算出的结果与试验结果吻合良好。

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悬索桥索鞍位置的分离计算法

李传习, 王雷, 刘光栋, 陈明宪, 肖勇刚

中国公路学报. 2005, 18(1): 63-68.

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关于索鞍位置计算, 已有的计算方法较为繁琐或仅适用于单圆曲线索鞍, 针对这种情况, 将单圆曲线索鞍位置计算的分离计算法推广到复合圆曲线索鞍位置的计算中, 从力学关系和几何关系出发推导得到了复合圆曲线索鞍位置计算的解析公式和由解析公式求解的牛顿—拉斐森迭代算法。改进约束条件, 给出合理的迭代初值计算公式, 确保了索鞍位置迭代计算快速收敛于真实解。归纳提出了理论顶点的顺延悬链线交点定义法和切线交点定义法的概念, 探讨了两种定义法所得的索鞍位置计算公式或计算结果之间的必然联系。算例表明:该精确方法正确可行, 近似方法也具有较高的精度, 可供悬索桥施工、设计人员参考。

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卸载与不卸载的RC梁桥粘贴碳纤维布加固计算

袁旭斌, 赵小星, 宋一凡, 贺拴海

中国公路学报. 2005, 18(1): 69-72.

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通过对5片实桥模型T型梁进行破坏试验, 研究了粘贴碳纤维布数量和卸载与不卸载加固对钢筋混凝土T型梁抗弯承载能力的影响, 讨论了粘贴碳纤维布梁的破坏状态:塑性受压破坏、纤维断裂破坏、粘结破坏、剪切破坏、剥离破坏。在模型梁试验的基础上, 提出了粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土简支T型梁的抗弯承载力计算方法, 针对不同破坏形态讨论了不同的计算方法并予以一定简化, 与试验结果比较表明:该方法准确有效, 可为桥梁工程加固实践提供试验参考和依据。

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钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时的截面应力分析

陈宝春, 肖泽荣, 韦建刚

中国公路学报. 2005, 18(1): 73-76.

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针对钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时容易发生爆管事故的问题, 建立了有限元模型, 对灌注管内混凝土时钢管拱肋的截面应力进行了分析。分析时考虑了各种灌注顺序和工况。分析结果表明:哑铃形截面在灌注腹腔混凝土时, 钢管与腹板交接处将产生很大的应力, 是产生爆管事故的主要原因。哑铃形截面灌注混凝土时的受力情况与灌注顺序有关, 灌注的顺序以先腹腔后两管的顺序最为不利, 先两管后腹腔的受力较为有利。为防止爆管事故, 建议采用拉杆或型钢加劲腹板, 并采用分腔灌注。

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任意截面无粘结预应力混凝土梁的极限非线性分析

楼铁炯, 郭乙木, 王振林, 黄丹

中国公路学报. 2005, 18(1): 77-80.

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在材料非线性应力—应变关系基础上, 提出了确定任意截面无粘结预应力混凝土梁抗弯强度以及计算无粘结预应力筋极限应力的通用方法。利用修正的RODRIGUEZ截面模型进行截面强度分析, 按截面顶点把截面划分为若干个梯形单元, 通过对梯形单元积分求出混凝土内力。将极限状态下无粘结预应力梁等效塑性区长度与破坏截面中性轴高度之比看作一常数, 通过对引自7个不同文献的140片无粘结预应力试验梁的非线性回归分析, 认为这个常数取为9.78较为合理。计算结果与试验值吻合较好。

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喷射混凝土衬砌隧道通风阻力系数测试研究

仇玉良, 李宁军, 谢永利

中国公路学报. 2005, 18(1): 81-84.

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依托秦岭终南山18 km特长公路隧道, 选取隧道中部长度600多米的施工区段, 设计风阻现场测试方案, 布设2个测试断面, 每个断面不同位置布设16个测点, 采用高精度压差法对喷射混凝土作为隧道永久衬砌的通风阻力系数进行现场测试, 测试风速范围为1.2～6.5 m/s;通过数据整理分析, 得出了通风阻力系数设计参数。试验表明:2车道公路隧道(净空面积70 m²)喷射混凝土衬砌通风阻力系数在试验工况条件下为0.051, 该参数值偏于保守, 可直接用于指导通风设计。

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基于贝叶斯组合模型的短期交通量预测研究

郑为中, 史其信

中国公路学报. 2005, 18(1): 85-89.

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提出一种新的贝叶斯组合神经网络模型并将其应用于短期交通流量的预测。模型通过实时跟踪模型的预测表现, 根据研究提出的分配算法不断调整模型的信用值, 从而挑选并组合得到精度更高的预测模型。介绍了该模型的基本原理及在示范路网中的实际应用, 通过选取反向传播神经网络和径向基函数神经网络, 用以构造贝叶斯组合模型, 并在测试数据集中进行了性能比较。计算结果表明:模型的预测性能整体上优于单一的神经网络模型, 并且确保了模型预测的稳定性。

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特殊过程下的车辆跟驰模型数值模拟分析

陈斌, 金炜东, 高利

中国公路学报. 2005, 18(1): 90-94.

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为分析车辆跟驰模型的性能和存在的问题, 并在试验基础上有针对性地提出模型的关联因素, 利用开发的FMSS数值模拟系统, 对3种车辆跟驰模型的稳定性、真实性和存在的问题进行了特殊过程下的跟车数值模拟和分析。结合五轮仪跟车试验结果, 分析了建立跟驰模型需要系统考虑的问题, 提出了一个概念模型。研究表明:所分析的跟驰模型在特殊过程下都是不稳定的跟驰模型, 要建立具有良好综合性能的跟驰模型, 应引入主观意愿、驾驶环境等不确定的智能因素, 建立包含数学、逻辑映射的综合模型。

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城市公交线网优化的线性模型

常玉林, 胡启洲

中国公路学报. 2005, 18(1): 95-98.

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为了对现有公交线网进行优化, 有效利用现有交通资源, 解决城市交通问题, 运用系统科学的思想, 通过对城市公交线网优化的主要内容、优化原则、优化目标以及约束条件的分析, 兼顾考虑乘客出行时间、公交线网密度和公交企业的利益以及公交线网的布局对整个城市的交通系统的影响, 提出了优化目标的函数表达式及相应约束条件的数学表达式, 建立了公交线网优化的线性模型, 并给出了运用逐步筛选法对所提出的数学模型进行求解的方法。

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基于决策树的高速公路事件持续时间预测

刘伟铭, 管丽萍, 尹湘源

中国公路学报. 2005, 18(1): 99-103.

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利用决策树方法对高速公路事件持续时间预测问题进行研究。首先在借鉴各国研究经验的基础上, 根据所研究事件数据集中的事件持续时间数据的分布特征确定构造基于决策树的预测方法;然后用整理得到的660组事件数据, 通过对各类事件的显著性分析, 建立高速公路事件持续时间预测决策树, 并用同一数据集中未用于决策树构造的170组数据对决策树的预测效果进行检验。检验结果表明:所开发决策树的预测值与实际值的相关系数为0.842 3, 预测结果基本能够反映真实的事件持续时间情况。

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信号控制下交叉口延误计算方法研究

刘广萍, 裴玉龙

中国公路学报. 2005, 18(1): 104-108.

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为了对交通信号控制参数进行优化, 需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。根据信号控制交叉口理论, 在以往定时信号延误研究的基础上, 基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析, 针对交叉口各进口方向同时处于非饱和与同时处于过饱和交通状况, 分析并推导了交叉口延误公式, 并用具体的算例说明了公式的用法。公式表明了交叉口延误与信号控制参数、车辆到达率等参数之间的动态关系, 为进一步研究交通信号自适应控制方法和建立交通信号控制参数优化的性能指标函数提供了信息。

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基于微分几何理论的汽车半主动悬架非线性振动控制

李以农, 郑玲

中国公路学报. 2005, 18(1): 109-112.

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针对汽车悬架系统的非线性特性, 采用1/4汽车二自由度悬架模型分析半主动悬架控制。应用微分几何理论得到输出—干扰解耦方法, 再经适当的坐标变换将该模型由非线性系统简化成一线性系统, 并对此系统进行最优控制, 然后通过非线性状态反馈实现对原系统的半主动控制。与被动悬架的仿真结果进行了比较, 表明这种针对具有非线性特征的半主动悬架的非线性控制方法是可行的。通过功率谱分析, 控制后系统的能量比被动悬架更趋于平均, 悬架动态性能更稳定。

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高速车辆气流噪声的试验研究

刘红光, 陆森林, 曾发林

中国公路学报. 2005, 18(1): 113-116.

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在分析了车辆气流噪声与表面脉动压力关系的基础上, 在风洞中对车辆表面脉动压力的分布、频率特性及速度特性进行了试验研究。结果表明:由于气流在A立柱后产生分离并形成螺旋向上的纵向涡, 使得在前侧窗附近的表面脉动压力明显地高于其他区域, 成为主要的噪声源区之一;车辆表面脉动压力的能量与气流速度的4次方成正比;车辆表面脉动压力的幅值在低频率时较大, 并随频率的增大而减小。比较了不同形状的A立柱对侧窗表面脉动压力的影响, 对降低汽车气流噪声作了初步探讨, 发现A立柱形状与脉动压力的特性关系不大, 但对脉动压力的大小影响较大。

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发动机制动、排气制动与缓速器联合作用时的非连续线性控制系统的研究

余强, 陈荫三, 马建, 郭荣庆, 张庆余

中国公路学报. 2005, 18(1): 117-121.

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针对客车发动机制动、排气制动的制动扭矩比较小的问题, 提出采用发动机制动、排气制动与缓速器联合作用的持续制动方式, 并且针对汽车在山区道路下坡行驶过程中对稳定车速的要求, 进行了相应的控制系统设计。模拟分析结果表明:该控制系统可以保证汽车在不采用行车制动器的条件下, 利用发动机制动、排气制动与缓速器联合作用的持续制动方式, 在各种坡度的坡道上以希望的车速稳定下坡行驶, 为汽车在山区道路连续下坡行驶的制动安全性提供了一个合理的解决方案。

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基于逆变换的路面不平度仿真研究

刘献栋, 邓志党, 高峰

中国公路学报. 2005, 18(1): 122-126.

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针对使用现有方法仿真公路路面不平度时其结果存在误差的问题, 研究了基于逆变换的路面不平度仿真的新方法。该方法直接研究给定的路面不平度功率谱密度, 然后根据功率谱密度和离散FOURIER变换的性质以及信号采样定理, 对数据进行截断、补充和一系列变换后获得路面的不平度。在考虑了汽车固有振动频率及行驶速度后, 利用该方法对A、E两个等级的公路路面进行数值仿真。仿真结果显示:利用该方法所得路面不平度的功率谱密度与给定的功率谱密度准确一致, 并且该方法简洁、便于使用。

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2005年, 第18卷, 第1期　刊出日期：2005-01-15

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