中国公路学报

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闵召辉, 张占军, 钱振东, 黄卫

中国公路学报. 2007, 20(3): 1-4.

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分析了环氧沥青化学反应机理及强度增长特征, 并根据固化进程中环氧沥青体系黏度增长规律, 建立其强度的时温模型, 进而研究了促进剂的含量对强度增长的影响。依据等温养生试验, 解析强度方程参数, 并采用强度方程对自然养生的强度进行预测。结果表明:理论预测强度和实际强度较为吻合;混合料强度增长主要与结合料体系的黏度增长有关;该方法可用于实体铺筑环氧沥青混合料的强度预测, 并确定实际养生期限以及开放交通的时间。

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模拟沥青混合料集料的多面体颗粒随机生成算法及程序

田莉, 刘玉, 胡霞光, 王秉纲

中国公路学报. 2007, 20(3): 5-10.

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为了真实反映沥青混合料中集料的形状、级配及排列, 准确模拟其复杂的几何特征与物理性质, 提出了模拟沥青混合料的多面体随机生成算法, 介绍了算法实现过程中的关键技术问题及程序设计。该算法不仅考虑了矿料级配、颗粒分布的随机性, 多面体区域生成及级配的检验与确定, 而且考虑到几何与物理参数的转换问题, 解决了沥青混合料集料空间结构重构的关键问题。研究结果表明:该算法及程序操作简便, 切实可行, 为沥青混合料或其他矿物质混合料空间结构重构提供了一种新途径。

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基于GTM的抗滑表层混合料设计

范跃武, 赵可

中国公路学报. 2007, 20(3): 11-16.

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用技术性能作为评价依据, 以旋转试验机(GTM)为手段, 研究了不同性质的原材料、不同级配的抗滑型沥青混合料的性能和施工技术。结果表明:用GTM可以进行级配和配合比优化, 优化设计出的抗滑型混合料的综合技术性能优于SMA;用GTM设计出的抗滑型混合料更易压实, 可将压实度标准提高1%~2%;体积参数不宜作为配合比设计的控制性指标, 提出的新的级配范围以及配合比优化方法可使抗滑表层具有优良的抗滑、抗车辙和抗水损坏性能。

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路基压实质量连续动态监控技术

徐光辉, 高辉, 王哲人

中国公路学报. 2007, 20(3): 17-22.

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为了解决粗粒土路基压实质量较难控制的问题, 在分析了已有连续压实质量控制方法的基础上, 提出了以连续测试路基结构抗力变化信息为特色的动力学监控方法。根据压实机具与路基结构相互作用的动力学分析, 以振动压路机为测试对象, 采用系统识别原理和动态测试技术, 通过对压实机具与路基结构相互作用的连续测试, 得到了能反映结构压实状态变化的抗力信息。以路基结构在形成过程中抗力的变化来评价压实状态的变化, 实现了在压实过程中连续实时的质量监控。该方法不同于国外流行的压实计谐波比的评价方法, 适用范围更广, 现场操作方便, 更适用于粗粒土的压实质量监控。

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非饱和土水分特征曲线特性

李志清, 李涛, 胡瑞林

中国公路学报. 2007, 20(3): 23-28.

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为了描述非饱和土基质吸力与含水量的关系特性, 进行了室内外土体水分特征曲线(SWCC)测试, 分析了试样物质成分、塑性指数、孔隙结构、应力状态等因素对SWCC测试的影响;在自然边坡、挖方边坡、填方边坡上进行了基质吸力变化规律的实测, 对比了在不同应力、填土条件下基质吸力变化规律的差异性。研究结果表明:同一土体的SWCC并不惟一;可以通过同条件下的室内吸湿曲线来模拟现场基质吸力和含水量的关系;当基质吸力为100～1 000 kPa时, SWCC呈线性关系, 使得基质吸力监测的可操作性大大提高。

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水平条分法在贴坡高填方路堤稳定性分析中的应用

王志斌, 李亮, 杨小礼, 邹金锋

中国公路学报. 2007, 20(3): 29-34.

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结合山区高速公路建设的实践, 采用足尺模型试验, 得出荷载作用下斜坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态, 并测定了其相应的极限承载力。通过对层状边坡稳定性计算方法的研究, 提出了斜坡地基上高填方破坏面为折线时的极限平衡水平条分法, 并推导了计算其安全系数和极限承载力的理论公式。结果表明:利用极限平衡水平条分法分析斜坡地基上高填方路堤稳定性不仅简单可行, 且具有较高的可靠性和计算精度。

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大跨度悬索桥中央开槽箱梁断面的颤振性能

杨詠昕, 葛耀君, 曹丰产

中国公路学报. 2007, 20(3): 35-40.

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以建成后将成为世界最大跨径的钢箱梁悬索桥——西堠门大桥为例, 通过节段模型风洞试验、CFD数值模拟和理论计算对中央开槽箱梁断面的颤振稳定性能进行研究, 分析了开槽宽度和箱梁内外侧局部气动外形的改变对中央开槽箱梁断面颤振稳定性能的影响。研究结果表明:开槽宽度对中央开槽箱梁断面的颤振稳定性能影响显著;箱梁内外侧局部气动外形的改变也会对结构颤振性能产生一定的影响, 而且影响规律更为复杂。

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大跨混凝土斜拉桥拉索施工期的可靠度分析

刘扬, 张建仁, 余志武

中国公路学报. 2007, 20(3): 41-47.

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从结构可靠度理论出发, 采用极值分布方法直接推导建立了斜拉索的强度概率模型, 通过现场试验得到了钢绞线式斜拉索的索力均匀性指标, 分析了影响施工期索力的主要设计变量的概率特征, 在此基础上提出施工期斜拉索的可靠指标计算方法;进而分析施工阶段拉索可靠水平的变化规律, 从而基于结构可靠度理论提出施工期斜拉索的安全性评价方法, 并结合大跨混凝土斜拉桥实际工程背景验证了这一方法的有效性。计算结果表明:施工期斜拉索的可靠指标小于运营期;研究成果对于评价混凝土斜拉桥施工期的结构整体性能和安全程度具有参考价值。

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波形齿夹具锚和U型箍锚固作用的力学机理

卓静, 李唐宁

中国公路学报. 2007, 20(3): 48-53.

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建立了波形齿夹具锚和U型箍对纵向FRP片材锚固作用的简化组合模型, 并对其进行全过程受力分析, 得到了各自的荷载-端部位移曲线。分析结果表明:U型箍的锚固作用相当于一种柔性约束, 其锚固力依靠自身的抗剪能力, 这是FRP材料的弱项, 因而U型箍所能提供的锚固力十分有限, 并且也很容易被纵向FRP片材剪断;相反, 波形齿夹具锚相当于一种机械锚固, 其锚固力来自螺栓的抗剪能力, 这是钢材的强项, 因此波形齿夹具锚的锚固作用远优于U型箍。

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大跨径简支转连续箱梁桥的线形观测与控制

周绪红, 吕忠达, 狄谨, 崔婷, 张茜

中国公路学报. 2007, 20(3): 54-59.

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采用杆系模型计算箱梁预制过程和施工过程中的应力分布和线形变化, 分析了二次张拉的作用以及预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响。研究结果表明:二次张拉能有效地控制箱梁早期裂缝且对线形影响很小, 而预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响不容忽略;在理论计算控制线形中, 能否合理地选取计算参数是控制线形的关键。进而通过实测值和理论值的比较, 验证了理论计算对线形控制指导作用的可靠性, 为今后同类桥型施工控制提供了参考。

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扁平钢箱梁局部稳定模型试验

李立峰, 邵旭东, 易伟建, 张欣

中国公路学报. 2007, 20(3): 60-65.

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针对中国公路桥梁设计规范没有规定扁平钢箱梁加劲板的局部稳定计算的问题, 为了掌握加劲板结构设计的安全度, 以某大跨度自锚式悬索桥为例, 进行了2个不同结构布置的扁平钢箱梁局部稳定模型试验, 得到了模型的变形、应力分布规律以及失稳荷载、破坏形式;提出了考虑材料与几何双重非线性、初始几何缺陷、残余应力的极限承载力分析方法。研究表明:该方法分析结果与试验结果吻合良好, 可为大桥钢箱梁设计提供技术依据。

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中、下承式拱桥吊索张力测定的振动法实用公式

陈淮, 董建华

中国公路学报. 2007, 20(3): 66-70.

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考虑吊索弯曲刚度和两端固定边界条件的影响, 引入参数简化吊索张力与其横向振动频率之间关系的超越方程, 采用数值计算和曲线拟合的方法, 推导出了考虑吊索弯曲刚度和吊索两端边界条件影响的, 由吊索振动频率计算吊索张力的实用计算公式, 并将该公式运用于下承式拱桥施工现场吊索张力的测定。通过与现场实测数据的比较表明:该公式具有较高的精度和一定的实用价值。

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黄土隧道网喷支护结构中锚杆的作用

陈建勋, 姜久纯, 王梦恕

中国公路学报. 2007, 20(3): 71-75.

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为了检验锚杆在黄土隧道中的作用, 在某黄土隧道中设置有系统锚杆和无系统锚杆2个长为30 m的试验段, 对隧道初期支护的净空收敛、拱部下沉、围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、锚杆轴力和纵向连接筋应力进行监控量测。研究表明:2个试验段无论从变形还是受力上讲, 同类数据均处于同一量级, 说明系统锚杆对结构的稳定性作用不大;网络钢架、喷射混凝土、钢筋网共同组成的支护结构是合理的黄土隧道初期支护结构;取消系统锚杆, 可以及时喷射混凝土, 有利于围岩稳定, 从而大大缩短工期;以Ⅳ级围岩为例, 取消系统锚杆可降低工程造价10.6％。

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超大断面越江盾构隧道结构设计与力学分析

李围, 何川

中国公路学报. 2007, 20(3): 76-80.

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介绍了三车道公路超大断面越江盾构隧道结构的详细设计过程, 包括内净空布置、衬砌结构形式与厚度、管片分块和幅宽以及拼装方式等;采用梁-弹簧模型模拟管片衬砌结构, 并借助于有限元数值模拟方法进行了隧道结构的力学特性分析。结果表明:在不同的拼装方式下, 管片衬砌结构的力学特性是不相同的;通缝拼装时, 管片结构的变形较大, 弯矩最小;错缝拼装则相反, 轴力变化不大;同是错缝拼装, 随着K块位置的不同, 其力学特征也不相同。

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基于城市区位势能的路网密度规划方法

裴玉龙, 徐慧智

中国公路学报. 2007, 20(3): 81-85.

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从城市区位势能角度出发, 分析路网密度和城市区位势能成正比的现象, 进而研究了基于城市区位势能的路网密度规划方法。首先, 运用总量控制法对城市路网密度进行控制;然后分别给出经济增长系数、城市区位势能和理论区域路网密度的算法;最后应用上述算法, 以路网密度作为控制指标, 对某市的区域进行路网密度规划。结果表明:经过总量控制后的路网密度可满足未来城市内部经济发展不均衡的需要, 且该方法具有实际可操作性。

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基于时空优化的单点交叉口公交被动优先控制方法

马万经, 杨晓光

中国公路学报. 2007, 20(3): 86-90.

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为了最大可能地降低对公交车辆提供信号优先时对社会车辆运行产生的不利影响, 研究了信号控制交叉口1个进口道的通行空间分配(车道功能划分)与通行时间分配(绿信比分配)的相互制约和转化关系, 在此基础上提出了考虑时空资源组合优化的被动优先模型。算例分析结果表明:该模型能够在对社会车流影响较小的情况下, 显著降低公交车辆车均延误;同时, 为降低公交优先对社会车流总体运行状态的影响, 在确定公交优先的权重时, 需要考虑不同相位的机动车流量间及其与公交车流量的对比关系。

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公路网规划研究进展与发展趋势

吴群琪, 袁长伟

中国公路学报. 2007, 20(3): 91-96.

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为了科学、有效地促进中国公路网的建设与规划, 推动公路网规划理论方法的研究, 系统地回顾了各国公路网规划理论方法的发展历程与实践应用现状, 介绍了现有公路网规划理论、方法体系, 并对这些理论体系进行了比较评述。在结合中国公路网规划实践的基础上, 认为目前公路网规划在整体规划依据与各方法体系的细节上存在缺陷, 指出现代科学技术的应用、定量规划方法和多学科的融合将是未来发展的趋势。

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基于子波能量和神经网络分类器的机动车车型识别

李京华, 赵易峰, 许家栋

中国公路学报. 2007, 20(3): 97-102.

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为了使交通管理系统能进行可靠的机动车分类, 研究了轿车、轻型越野车和货车3种机动车目标的声信号, 提出了一种采用子波分解后不同尺度上声信号能量作为特征向量的特征提取算法, 并设计了kNN (k近邻) 分类器和改进BP神经网络分类器用于目标分类。目标识别和分类试验结果表明:所提出的特征提取算法能够很好地体现不同类型目标之间的差异, 提取的特征向量稳健;设计的改进BP神经网络分类器的分类精度可达92.6%, 且分类效果优于kNN分类器。

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基于影响因素可靠度的改进OD反推算法

邓亚娟, 陈小鸿

中国公路学报. 2007, 20(3): 103-108.

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通过4组测试方案, 采用敏感性分析、数理统计分析方法分析了先验矩阵总量、分布结构以及观测OD对数量对OD反推结果的影响程度;提出了考虑先验矩阵和观测路段流量可靠度的改进极大熵算法。研究结果表明:先验矩阵总量基本不影响OD反推结果;先验矩阵分布结构决定着反推结果的准确性;OD反推要求观测路段包含所有OD对, 且OD对数量越多, 反推结果越准确, 基本不会出现OD信息冗余;在反推过程中考虑先验矩阵和观测路段流量可靠度, 有助于提高反推精度。

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半主动悬架的滑模变结构控制

赵成, 胡增荣, 陈大跃

中国公路学报. 2007, 20(3): 109-114.

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针对带有电流变液智能阻尼器的半主动汽车悬架模型, 运用滑模变结构方法设计了半主动悬架滑模控制器。根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面系数, 用指数趋近率改善滑模运动段的动态品质并进一步确定了半主动悬架的实时控制阻尼力。对多种激励信号下隔振质量的响应及半主动悬架系统在系统参数摄动下的鲁棒特性进行了仿真分析。结果表明:变结构控制下半主动悬架系统的隔振效果要远好于最优被动系统, 而且对外界扰动有一定的适应性, 对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。

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起-停车辆巡航系统的建模与仿真

施绍有, 高峰, 杜发荣, 张玉良

中国公路学报. 2007, 20(3): 115-120.

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将理论和试验数据相结合, 建立了起-停车辆巡航跟随仿真系统混合模型, 然后根据滑模控制和模糊控制的优点, 设计了车间距离控制器;结合建立的车辆巡航跟随仿真系统模型, 进行了前车在静止和运动2种情况下的仿真。仿真结果表明:建立的车辆巡航跟随仿真系统模型和控制器能比较真实地反映实际起-停车辆巡航跟随情况, 该模型和控制器可以用于对起-停车辆巡航跟随情况的研究。

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仿冲击振动压实机动力学模型的建立及压实试验

刘本学, 冯忠绪, 赵侃, 刘晓婷

中国公路学报. 2007, 20(3): 121-126.

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为了解决道路施工中振动压实机影响深度有限、冲击压实机压实不均匀的问题, 提出了一种新的仿冲击振动压实机械, 建立了该机械与土壤相互作用的动力学模型, 推导了机器跳起频率的表达式, 分析了机器跳振时, 行走距离与振动系数及抛离系数的关系。进而用试验的方法证明了仿冲击振动压实机跳振工况的存在, 给出了判断机器跳振的新方法;并对仿冲击振动压实机在跳振与非跳振工况下的压实效果进行对比试验。试验结果表明:仿冲击振动压实与振动压实相比, 压实性能有较大提高, 更利于深层土壤的压实。

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2007年, 第20卷, 第3期　刊出日期：2007-05-15

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