中国公路学报

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张争奇,袁迎捷,王秉纲

中国公路学报. 2005, 18(3): 1-6.

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为了在配合比设计阶段预测沥青混合料的可施工特性和路用性能,采用高性能沥青路面(Superpave)旋转压实仪SGC对美国战略公路研究计划(SHRP)中推荐的粗、细沥青混合料进行了旋转压实,对密实曲线作了深入分析,提出了密实曲线斜率和密实能量指数概念以反映沥青混合料的内在信息。采用该方法对两种级配沥青混合料施工可压实特性和抵抗交通荷载抗变形能力进行了分析并结合车辙试验和试验路对指标的合理性进行了验证,研究表明:粗型级配沥青混合料的抗变形能力未必优于细型级配沥青混合料。

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软土地基上刚性桩—路堤共同作用分析

陈仁朋,许峰,陈云敏,贾宁

中国公路学报. 2005, 18(3): 7-13.

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针对桩承式路堤工作性状比较复杂、对路堤—桩—土之间共同工作机理的认识还不是十分清楚的问题,建立了考虑土—桩—路堤变形和应力协调的平衡方程,分析了三者协调工作时路堤、桩、土的荷载传递特性,获得了路堤的土拱效应、桩土荷载分担、桩和土的沉降等结果。将本文的方法与弹塑性有限元计算结果进行了对比,验证了该计算模型的合理性,同时应用所提出的方法,对杭甬高速公路拓宽工程进行了分析。

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粉煤灰混凝土应力腐蚀特性试验研究

陈拴发,郑木莲,王秉纲

中国公路学报. 2005, 18(3): 14-17.

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利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置,研究了三分点加荷与Na₂SO₄腐蚀溶液耦合作用下,应力水平、试验龄期、干湿循环等试验参数对粉煤灰混凝土力学性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以有效地改善水泥混凝土的应力腐蚀状况。相对于常规试验条件和普通混凝土,在以Na₂SO₄为腐蚀介质的溶液中,应力的存在会明显地加速粉煤灰混凝土的腐蚀破坏,并且随着应力水平增加、试验龄期延长和干湿循环次数的增多,其破坏作用越大。

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新疆公路三级区划设计参数的研究

张碧琴,李江华,田茂杰,韩志强

中国公路学报. 2005, 18(3): 18-21.

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在现行自然区划的基础上,从设计和施工的需要入手,提出了建立在新疆公路三级自然区划基础上的新疆公路设计参数:土基回弹模量E₀和加州承载比CBR(California Bearing Ratio)。论述了设计参数资料收集的数据内容及应注意的问题,采用数理统计方法从收集的资料数据中确定不同土质在不同自然区的E₀值、CBR值均值的上、下限,并对其进行了相关性分析。通过分析建立了新疆各三级自然区较精确的设计参数数值的推荐范围,并对取值作出详细说明,为新疆地区的公路设计提供了可靠依据。

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山区公路沥青路面基面层滑移破坏研究

苏凯,武建民,陈忠达,戴经梁,孙立军

中国公路学报. 2005, 18(3): 22-26.

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针对山区公路沥青路面常见的基面层滑移破坏,为了提出有效的防治对策,首先,进行了现场调查和非均布荷载作用下的三维有限元计算。分析认为基面层滑移破坏的主要原因是沥青面层厚度较小、超载、高温、路线频繁的变坡以及施工质量较差;从而采用不同的层间处理措施进行了层间滑移室内模拟试验,并对不同温度下的层间抗剪强度进行了比较。结果表明:SBR乳化沥青具有较好的层间粘结能力和温度稳定性。最后,确定了层间抗剪设计指标,提出了基面层间采用SBR乳化沥青处理、进行层间抗剪验算、提高施工质量以及合理设计路线等防止基面层滑移的技术措施。

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高速公路拓宽工程硬路肩下土体注浆加固试验研究

俞建霖,曾开华,龚晓南,岳原发

中国公路学报. 2005, 18(3): 27-31.

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针对杭甬高速公路拓宽工程中,原硬路肩下局部土体需进行加固以达到底基层的设计要求的问题,首次提出了采用注浆法对硬路肩下土体进行加固,并对注浆工艺和加固效果进行了试验研究,具体内容包括:注浆孔布置、注浆材料、注浆方式、注浆控制参数、施工工艺及加固效果检测等。测试结果表明:采用注浆法加固后,硬路肩下土体弯沉值减小,回弹模量和剪切波速显著增大。注浆后土体回弹模量达到设计要求,施工过程基本不影响车辆通行,且与开挖翻造法相比可节约28％的工程造价。

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两种进口沥青衰退方程的比较和机理分析

曹翠星,何桂平,邱欣

中国公路学报. 2005, 18(3): 32-36.

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采用两种不同标号的进口重交通石油沥青,在各种条件下进行了发泡性能试验;对试验结果的分析和比较发现:加水量对衰退曲线影响显著,最大膨胀比出现的时间随温度的升高而提前。通过对试验数据的非线性拟合,提出了表征两种沥青发泡性能的衰退方程,其参数有明确的物理意义。从沥青泡沫破裂的过程分析了两种沥青衰退方程差异的机理和粘度对衰退方程的影响,试验结果表明机理分析是正确的。

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东海大桥粘滞阻尼器参数研究

王志强,胡世德,范立础

中国公路学报. 2005, 18(3): 37-42.

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以东海大桥为实际工程背景,研究非线性粘滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。利用非线性动力时程分析方法,对非线性粘滞阻尼器在该桥中的不同布置位置以及非线性阻尼器的阻尼系数C和阻尼指数ξ进行了参数敏感性分析,并与未设置粘滞阻尼器情况的地震响应进行了比较。分析结果表明:在主桥纵桥向设置非线性粘滞阻尼器后,通过选择适当的布置位置和粘滞阻尼器的参数可以有效降低结构在地震作用下关键部位的相对位移,同时也改善了结构构件的地震力。此外,还避免或减轻了相邻构件可能发生的碰撞以及碰撞引起的构件局部损坏。

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配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭试验研究

祝明桥,方志,胡秀兰,程火焰

中国公路学报. 2005, 18(3): 43-47.

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研究了配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭的受力性能;介绍了试件设计及其材料力学性能、施扭装置和各种测量方法;分析了各级扭矩荷载作用下,构件线扭转角、跨中截面畸变、钢筋(纵筋和箍筋)的应变、构件混凝土开裂后截面不同位置处裂缝沿纵向夹角的规律;探讨了配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形梁受扭破坏机理并提出了相应的开裂扭矩和极限扭矩计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

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不同地震激励下大跨度斜拉桥的地震反应分析

李忠献,黄健,丁阳,史志利

中国公路学报. 2005, 18(3): 48-53.

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考虑地震波的行波效应、部分相干效应和局部场地效应,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法并以正在建设的主跨1 018 m的香港某大跨度斜拉桥为例,数值仿真了大跨度斜拉桥在确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励下的地震反应。结果表明:与确定性地震波一致激励相比,在确定性地震波行波激励以及考虑空间变化的随机地震动场激励下,斜拉桥的纵向位移反应明显减小,而其主跨跨中竖向位移反应明显增大。由此得出结论:对于大跨度斜拉桥,一致地震激励不能控制其抗震设计,应考虑行波激励和随机地震动场多点激励对其地震响应的影响。

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考虑邻梁碰撞的多跨长简支梁桥落梁震害分析

王东升,杨海红,王国新

中国公路学报. 2005, 18(3): 54-59.

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以1976年唐山地震破坏的滦河桥为例,选择合适的地震波并以行波方式输入,利用时程分析法研究了邻梁碰撞对多跨长简支梁桥落梁震害的影响问题,得到了几点共性认识:①碰撞一般首先发生在近震源的桥台处,为几跨几乎同时发生的同向追赶碰撞,此类碰撞以行波方式向桥梁远端传递,并因伸缩缝宽度的累加作用而使碰撞逐渐减弱;②桥梁中部各跨因远离桥台,运动受约束较弱,加之受桥梁端部各跨的碰撞推顶作用,墩梁间将会发生更大的相对位移,易在强烈地震中首先发生落梁;③输入加速度峰值正、负不同,邻梁碰撞对全桥墩梁最大相对位移发生与分布的影响有很大不同。基于实际震害和纵桥向非线性地震反应分析,提出了近断层地震动可能是造成滦河桥落梁震害重要外因的新观点。

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异形截面斜拉桥索塔锚固区节段足尺模型试验研究

单炜,李玉顺,于玲,聂玉东

中国公路学报. 2005, 18(3): 60-65.

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通过对哈尔滨绕城高速公路四方台松花江大桥索塔锚固区的节段足尺模型试验,研究了主塔预应力束的施工工艺,进行了索塔模型在环向预应力束及拉索作用下的应力和变形分析,确定了索塔锚固区的抗裂安全系数并对模型进行了计算机仿真分析;由其结果与试验实测值的比较,得到了一些有益的结论。研究的部分成果已应用于实桥结构,对主塔结构的优化设计起到了一定的指导作用。

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惯性荷载和地震荷载作用下单桩横向非线性动力响应简化分析

刘忠,沈蒲生,陈铖

中国公路学报. 2005, 18(3): 66-69.

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根据已建立的地基土—单桩系统横向非线性动力响应简化分析模型和计算方法,讨论了动力荷载作用下单桩横向非线性惯性响应以及地震作用下单桩横向非线性运动响应,采用两个非线性运动响应因子表征地基土—单桩系统运动响应的非线性特性。计算结果表明:该模型不仅能够模拟在(准)静态单调循环荷载和简谐荷载作用下的单桩横向非线性惯性响应,而且可以反映地震过程中地基土—单桩系统横向非线性运动响应的基本特征。

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基于时频混合格式的桥梁抖振响应计算方法

李立,郑忠双,廖锦翔,李亮

中国公路学报. 2005, 18(3): 70-74.

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利用一种时频混合格式计算桥梁在紊流风激励下的抖振时程响应。针对动力风荷载既有时域内定义的抖振激励力,又有用频域内的颤振导数来定义的与结构自身运动有关的气弹自激力,存在时频混合项的特点,引入时频混合格式的AFT方法来计算桥梁抖振时程响应;在保持频域计算高效性的同时,又通过拟力概念在时域计算结构非线性不平衡力和气弹力造成的振型耦合,通过迭代使其收敛。通过算例验证了该格式是一种可行的计算桥梁抖振响应的方法。

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中山一桥模型试验及理论分析

刘爱荣,张俊平,赵新生,李永河,梅力彪

中国公路学报. 2005, 18(3): 75-79.

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中山一桥是一座由中拱、边拱、座拱5片拱肋组合而成的变异自平衡无推力系杆拱钢桥,其造型新颖独特、受力复杂,为研究其力学行为,进行了缩尺模型试验。详细介绍了中山一桥模型试验的目的、模型设计原则、测试工况、加载方案以及应变和变形测点布置情况等,并给出了几个主要荷载工况的试验数据;同时还建立了空间板壳有限元模型,指导试验加载。通过试验数据与理论数据的比较,可以看出两者比较接近,从而从试验和理论两方面证明了该桥设计是合理、安全的。

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特长公路隧道纵向—半横向混合通风方式研究

夏永旭,赵峰

中国公路学报. 2005, 18(3): 80-83.

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介绍了一种纵向—半横向混合通风方式,双洞单向、单洞双向交通时中间半横向通风段的长度分别可达到6.0、10.0 km。利用一元流伯努利方程,以典型通风单元为研究对象,详细地推导了这种通风方式的所有计算方程。通过具体数值算例,研究了这种混合通风方式在单向交通和双向交通时的风压、风速分布,论证了纵向—半横向混合通风方式在特长公路隧道通风中应用的可行性。为解决特长公路隧道纵向通风分段太长和中间竖井过深的困难,实现公路隧道通风方案选择的计算机程序化提供了很好的帮助。

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城市地铁小间距隧道施工性态的力学模拟与分析

吴波,高波,索晓明,史玉新

中国公路学报. 2005, 18(3): 84-89.

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针对深圳地铁大剧院站至科学馆站区间小间距隧道工程,以地表沉降作为主要控制目标,对不同的施工方案进行了优化分析,也进一步对开挖路径和不同台阶长度的施工效应进行了优化分析,在此基础上,对该工程进行了施工过程的动态仿真分析。掌握了施工过程中地下结构和围岩的响应状态,分析结果表明:既有的施工方法是合理可行的,施工期间地下结构和周围环境没有安全隐患。这为工程的顺利实施提供了依据和指导,可供类似工程参考。

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孤立交叉口多相位自适应模糊控制及其神经网络实现

许伦辉,习利安,衷路生

中国公路学报. 2005, 18(3): 90-93.

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针对城市中心区交叉口交通流分布的特点,综合考虑本相位和相邻相位车道上的车辆排队长度(以下简称“队长”),应用模糊控制和神经网络具有的学习功能,提出了一种孤立交叉口多相位自适应模糊控制算法,该算法采用两个规则前件进行模糊推理,并给出了基于3层神经网络实现的模糊控制器的网络结构及其改进的BP网络训练算法和运行程序,结合已有类似研究成果进行了仿真比较研究,结果表明:该控制方法在信号周期自动调节和减少车辆延误方面都有明显改进,在实现城市交叉口智能控制中具有推广应用价值。

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弹性需求下的组合出行模型与求解算法

李志纯,黄海军

中国公路学报. 2005, 18(3): 94-98.

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研究了弹性需求下的组合出行行为,利用网络均衡理论和超级网络方法,给出了弹性需求下组合方式出行的混合网络均衡条件,提出了与均衡条件等价的变分不等式模型,讨论了模型解的存在性和唯一性。设计了求解模型的算法,并用一个算例分析了模型参数对模型求解结果和算法收敛性能的影响。结果表明:该模型能够有效地描述人们的组合出行行为。这一研究将有助于加深对交通行为的理解,有助于合理规划与布局停车换乘设施以及协调发展多种交通方式。

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鉴别道路交通事故多发点的突出因素法

裴玉龙,丁建梅

中国公路学报. 2005, 18(3): 99-103.

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结合中国高等级公路的交通条件与交通事故特点,提出了分析道路交通事故多发点事故成因的突出因素法。在鉴别道路交通事故多发点时认为,若事故多发点的某些事故因素或综合因素在与事故的平均因素相比时很突出,则认为这些突出的因素或事故综合因素即为事故多发点的事故诱发因素,分为两步骤进行:第一步是选择一组显著性变量,第二步是建立数学模型,分析计算结果,得出结论。该方法的特点是主要考虑显著性因素的影响,忽略了不显著因素的影响。采用该方法对沈大路K343+800 m～K344+200 m段事故多发点的事故成因做了实例分析,经现场调查与观测,证实了该方法鉴别结果的正确性。

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基于多智能主体系统的车道变换模型

陈斌

中国公路学报. 2005, 18(3): 104-108.

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为更加真实地反映车道变换行为,建立具有良好性能的车道变换模型,根据抽样调查结果分析了车道变换的基本条件。引入智能主体(Agent)理论,将Agent与车道变换行为联系起来,建立了基于多智能主体系统(Multi-Agent System,MAS)的车道变换模型框架;给出了车辆MAS的结构,抽象了各Agent成员的元组构成,给出了各Agent成员的工作原理与执行流程;基于多智能系统工程方法(Multi-Agent Systems Engineering Methodology,MASEM),给出了车道变换的仿真流程并得到仿真实例。研究结果表明:在2 km长的双向4车道高速公路上,在30 s时间内,利用提出的车道变换模型仿真得到的车道变换车辆次数与实际情况相差8%;在该时段内任意瞬间,正在执行车道变换的车辆数目与实际情况相差仅1.67%。

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基于交通效率的大城市合理土地利用形态研究

陆化普,王建伟,袁虹

中国公路学报. 2005, 18(3): 109-113.

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从交通效率的新视角出发,采用总出行时间来衡量土地利用形态的交通效率和宏观可达性。通过把总出行时间分解为组团内部的出行时间与组团之间的出行时间,推导出指标的函数表达式,并建立了一定经济、土地、人口约束下,总出行时间最小的城市土地利用优化模型。结合城市交通规划模型,提出了能体现土地利用与交通系统循环反馈关系的求解方法,从交通效率最大化或局部最大化的角度,对土地利用—交通系统的一体化规划进行了有益的尝试。

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主动悬架系统对汽车侧翻稳定性改善分析

余强,马建

中国公路学报. 2005, 18(3): 114-117.

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针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,提出采用主动悬架系统的方法进行改善。通过汽车侧倾运动状态分析,建立了被动悬架系统、主动悬架系统和控制系统模型。模拟分析得到主动悬架系统使得汽车在弯道行驶时的侧倾角有效值下降了92.8%,侧倾角加速度有效值下降了78.2%,侧翻因子有效值下降了92.6%。结果表明:利用主动悬架系统可以有效地降低汽车非直线行驶时的侧倾角以及侧倾角加速度,提高汽车的侧翻稳定性,是提高汽车非直线行驶状态下安全性的一个合理的解决方案。

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随车乳化器在N485Q柴油机上节能研究

衣丰艳,何仁,张跃华,周丛钜

中国公路学报. 2005, 18(3): 118-122.

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阐述了乳化柴油的节能机理,指出柴油机燃用不稳定乳化油的可能性;根据不稳定乳化油的特性,以N485Q柴油机为研究对象,设计了4种不同结构的随车乳化器(该乳化器不必添加乳化剂,能耗小,能将柴油边乳化边燃烧);通过各种不同配比乳化油的稳定特性试验,确定了在N485Q柴油机上使用的最佳随车乳化器。最后考察N485Q柴油机在原机结构参数、最佳随车乳化器条件下,最大转矩转速(1 800 r/min)和最大功率转速(2 300 r/min)处燃用不同油水配比乳化油时的节能效果,获得乳化油的最佳油水配比。

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汽车防追尾碰撞数学模型研究

连晋毅,华小洋

中国公路学报. 2005, 18(3): 123-126.

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为了提高车辆在高速行驶状态下的主动安全性能,研究了处于追尾行驶状态的本车与前车的运动学特征;针对前车的不同运动状态分别推导出了跟车距离的计算模型并分析了模型中3个关键参数的随机性和动态性,对制动迟滞时间提出了基于模糊推理的确定方法,对本车制动减速度和前车的运动加速度提出了比较实用的动态测算公式;另外,研究了防追尾碰撞的控制与执行,建立了动态调整安全制动停车距离的神经网络模型,提出了基于危险裕度判别的安全控制方法。

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2005年, 第18卷, 第3期　刊出日期：2005-07-15

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