中国公路学报

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沙爱民, 胡力群

中国公路学报. 2008, 21(4): 1-5.

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根据基层材料中粗集料和细集料的分布状态, 将基层材料的结构划分为骨架密实、骨架孔隙、悬浮密实和均匀密实4种类型。依据粗集料压密后的剩余空隙体积和细集料、结合料一起压密后体积之间的相对关系提出了不同结构类型半刚性基层材料的室内检验方法, 给出了骨架密实、骨架孔隙结构水泥稳定类半刚性基层材料的设计方法;并对不同结构类型水泥稳定碎石材料的抗压强度、劈裂强度、抗折强度、抗压回弹模量以及抗折回弹模量进行了试验研究。结果表明:不同结构类型的半刚性基层材料有着显著的性能差异, 在满足强度指标的情况下, 骨架密实结构比传统的悬浮密实结构有着更好的抗裂和抗冲刷性能。

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沥青混合料用矿粉性能指标研究

李平, 芦军, 张争奇, 王秉纲, 孙鸿伟

中国公路学报. 2008, 21(4): 6-11.

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首先测量了5种不同类型矿粉的粒径、比表面积、亚甲蓝值、干捣空隙率和沉淀空隙率, 同时进行了德国矿粉试验和液塑限试验, 然后测试了各矿粉配制胶浆的使用性能, 最后进行了矿粉指标与胶浆性能的相关性分析。试验结果表明:7种测试方法对矿粉性质有不同的适用性;矿粉类型对胶浆性能有重要影响, 即有必要对矿粉类型进行筛选;考虑到测试方法的可推广性, 推荐以干捣试验和德国矿粉试验作为矿粉高温性能和施工性能的评价方法, 以亚甲蓝试验作为矿粉低温性能的评价方法。

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沥青路面抗滑性能定量评价的分形方法

黄宝涛, 田伟平, 李家春, 崔娥

中国公路学报. 2008, 21(4): 12-17.

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采用离散型外露尺寸函数研究了沥青混合料表面微观凸凹的随机分布特征, 并根据统计自相似性原理推导了路面微观凸凹的外露尺寸函数的计算公式和级配分维数值的计算方法。利用该方法计算了AK-16A和开级配抗滑磨耗层(OGFC)不同级配路面的外露尺寸函数值;并用摆式摩擦仪对相应级配的车辙板进行试验, 确定了混合料表面纹理对应的抗滑系数。结果表明:沥青混合料级配不同, 其路面微观凸凹的分维数值也不同;分维数值越大, 外露尺寸函数的指数值越大, 抗滑性能越高;外露尺寸函数的指数值越小, 抗滑性能越低;微观凸凹分维数值与路面抗滑性能具有单调递增的一致相关性。

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软土运动作用下被动桩桩-土水平相互作用的三维有限元分析

刘敦平, 蒯行成, 赵明华

中国公路学报. 2008, 21(4): 18-24.

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运用ANSYS软件对软土运动作用下的桩-土相互作用的桩基础进行三维有限元分析, 以DP材料来模拟土体的弹塑性性质, 并考虑其大变形的影响, 在桩-土间设置接触单元研究桩-土的相互作用, 分析了软土层厚度和基桩数目对桩上侧向压力的影响, 并比较了群桩中各桩基上侧向压力分布情况。结果表明:软土在局部堆载作用下产生了较大水平变形, 桩上的侧向压力也较大;由于群桩中的“遮挡”和土拱效应, 各基桩受到的侧向压力荷载并不相同, 在被动桩的设计中应考虑这些因素的影响。

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寒区路堤通风管的自然通风能力

杨丽君, 孙斌祥, 王伟, 汪双杰, 章金钊

中国公路学报. 2008, 21(4): 25-29.

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针对青藏高原多年冻土地区采用的通风管路堤, 利用工程流体力学理论分析了通风管系统中存在的沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失, 并根据通风管自然通风的驱动力等于路堤两侧的风场压力差, 获得了通风管系统考虑沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失的风速计算公式。结果表明:运用该公式能快速计算各种路堤通风管的通风能力, 便于工程应用;加装采风口通风管路堤比传统通风管路堤能更有利于路堤及其土层的降温。

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桩与土工加筋层对公路路堤地基承载力的影响

闫澍旺, 程栋栋, 侯晋芳, 杨昌民

中国公路学报. 2008, 21(4): 30-36.

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为了研究桩与土工格栅加筋垫层联合作用对高速公路软土地基的加固效果, 利用平面应变弹塑性有限元方法, 建立路基的二维有限元模型进行数值计算。分析桩顶铺设土工合成加筋垫层对提高复合地基承载力和稳定性所起的作用, 包括在置换率一定时, 不同桩径和桩间距对地基沉降和稳定性的影响, 以及在置换率增加时, 复合地基承载能力的提高规律;并对加密路面或路堤边坡范围内桩间距能减小路堤总沉降和改善不均匀沉降的效果进行计算分析。有限元分析结果表明:桩与土工加筋层能很好地控制公路地基的不均匀沉降, 尤其对于软土地基效果更为明显, 且通过加密路面范围内的桩间距能有效减小路堤沉降并改善路面的不均匀沉降。

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公路工程瞬态锤击检测技术

刘会勋, 李青山, 丁红岩

中国公路学报. 2008, 21(4): 37-42.

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为了实现刚性路面板脱空和路基压实质量的快速无损检测, 提出了以瞬态锤击为特色的动态检测技术。简述了瞬态锤击检测技术原理, 给出了瞬态振动信号的分析处理方法;针对瑞雷波相速度测试结果, 借鉴物探中剥层法反演了路基剪切波速剖面;建立了4种路基土密度与剪切波速的数学模型, 给出了剪切波法确定路基压实度的公式, 从而实现了对路基压实度的波动检测;结合刚性路面的模态分析和模型试验结果, 对路面瞬态振动信号进行了频谱分析, 从而获得了路面板脱空状况信息。结果表明:路面板脱空严重时, 其振动基频一般低于50 Hz, 对于支承良好的路面板, 其振动基频通常大于200 Hz。

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配置夹式钢筋的钢筋混凝土柱抗震性能试验

何世钦, 安雪晖, 小原孝之, 松林卓

中国公路学报. 2008, 21(4): 43-49.

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针对钢筋混凝土结构配筋复杂、施工难度大的问题, 在保证结构抗震性能的前提下, 提出了用曲线形夹式钢筋代替钢筋混凝土柱中的复合箍筋的新型配筋方式。对现有配筋方式的钢筋混凝土柱和用曲线形夹式钢筋置换中间箍筋的钢筋混凝土柱进行了试验研究, 设计了2组纵向钢筋配筋率、夹式钢筋置换率不同的截面为700 mm×700 mm的4个钢筋混凝土柱, 进行低周反复荷载试验。试验结果表明:2种配筋方式的极限承载力基本相当, 夹式钢筋能更有效地约束纵向受力钢筋和内部混凝土, 在反复加载下, 柱的滞回曲线更趋于丰满;与现有的配筋方式相比, 夹式钢筋增强了构件的耗能能力, 改善了构件的抗震性能。

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桥梁结构MTMD被动控制机理及试验

余钱华, 胡世德, 范立础

中国公路学报. 2008, 21(4): 50-54.

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为了研究桥梁结构多重调谐质量阻尼器(MTMD)被动控制的特点及减振效果, 根据能量守恒原理推导出了地震作用下桥梁结构动能、阻尼耗能、应变能和地震输入能的增量表达式, 并用Visual C++ 6.0 语言编制了能量时程分析程序。基于桥梁的能量时程分析, 从地震能量输入、地震能量分配与耗散2个方面阐述了MTMD的制振机理。最后通过MTMD振动台模拟试验验证了计算结果和制振机理分析的正确性。

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钢筋锈蚀对钢筋混凝土圆柱抗震性能的影响

李金波, 贡金鑫

中国公路学报. 2008, 21(4): 55-60.

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对不同锈蚀程度的钢筋混凝土圆柱进行了低周反复试验, 研究了不同轴压比下钢筋锈蚀率对钢筋混凝土圆柱承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响, 并给出了试件的滞回曲线和骨架曲线。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率和轴压比的增大, 滞回环的面积逐渐减小, 试件的刚度、延性和耗能能力逐步降低;当遭受严重腐蚀时, 试件可能由塑性破坏转变为脆性破坏。

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预应力混凝土梁徐变性能试验

薛伟辰, 胡于明, 王巍

中国公路学报. 2008, 21(4): 61-66.

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通过对6根1∶5模型梁的800 d长期试验, 对预应力混凝土梁的徐变性能进行了系统的研究, 重点考察了混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面上、下缘应力差等因素对梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、预应力筋应变和钢筋应力等的影响;基于龄期调整有效模量法, 编制了步进法时随有限元分析程序, 并应用该程序对试验进行了全过程模拟分析;提出了综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面应力差等多因素影响的预应力混凝土梁徐变变形设计建议计算公式。结果表明:有限元分析结果及该设计建议公式计算结果均与试验值吻合较好, 且设计建议公式计算结果更为吻合。

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多排预应力波形钢腹板组合挑梁试验及力学特性分析

邵旭东, 王皓磊, 昌颖, 张阳

中国公路学报. 2008, 21(4): 67-73.

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对新型组合脊骨梁结构中的多排预应力波形钢腹板组合挑梁进行了模型试验, 并根据波形钢腹板不抵抗弯矩的结论和拟平截面假定, 分析了这种结构的徐变收缩效应和预应力作用效率;同时, 采用基于换算截面的修正刚接梁法, 计算得出波形钢腹板挑梁间的荷载分布规律和活载下的内力分布。结果表明:预应力波形钢腹板挑梁的混凝土桥面板抗裂安全性较常规组合挑梁有明显的提高, 显示出优越的力学性能。

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预应力型钢混凝土构件收缩徐变试验

秦士洪, 丁智潮, 何熊

中国公路学报. 2008, 21(4): 74-80.

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为探讨预应力型钢混凝土(PSRC)构件的高含钢率对混凝土收缩徐变引起的预应力损失的影响, 以预应力筋张拉力作为长期荷载对3组试件在室内自然环境下进行了收缩徐变试验, 试件分别由PSRC组、普通型钢混凝土(PRC)对比组和预应力素混凝土(PC)对比组构成, 共计9个;分析了试件的实测收缩徐变规律、含钢率的影响以及应力重分布。结果表明:PSRC的收缩徐变规律与其他混凝土类似, 其收缩徐变在前6个月中已大部分完成;试件的含钢率越高, 其收缩徐变变形越小, 相应预应力钢筋的预应力损失亦越小, 而由于应力重分布缘故, 混凝土的预应力损失则越大, 对此应予以高度重视。

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不同应力场下软弱围岩公路隧道的力学特征试验

来弘鹏, 林永贵, 谢永利, 杨晓华

中国公路学报. 2008, 21(4): 81-87.

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运用自行研制的用于地质力学模型试验的隧道开挖工具, 系统地开展了基于先加载后开洞思路的不同应力场公路隧道模型试验, 研究了开挖对不同应力场公路隧道围岩应力分布的影响, 分析了不同初始应力场公路隧道结构的受力特点。试验结果表明:隧道开挖后, 不同应力场洞周各部位径向压力松弛程度不同;施作衬砌之后, 不同应力场洞周各部位径向压力回升程度也不同;除在拱顶、拱底方向围岩与衬砌接触压力随着侧压力系数的增大而略有减小外, 其他各方向均随侧压力系数的增大而增大, 且影响较明显;应力场对衬砌结构切向应力影响也很大。

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交通信息作用下的活动-出行决策行为研究

隽志才, 鲜于建川

中国公路学报. 2008, 21(4): 88-93.

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从交通信息对出行者出发时刻、出行路径、出行方式选择和日活动安排的影响及其作用机制等方面, 评价了以活动理论为基础的各种研究方法和模型系统的优缺点;分析总结了近十几年间交通信息作用下的出行行为研究领域的研究进展;探索了改进信息作用下活动-出行行为预测方法的途径。结果表明:信息在诱导人们出行行为方面既有积极作用, 也存在一定局限性, 规划管理部门应正确认识和合理利用交通信息。

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基于交通效率的城市最佳路网密度研究

叶彭姚, 陈小鸿

中国公路学报. 2008, 21(4): 94-98.

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在指出现有路网性能二元评价指标体系不足的基础上, 考虑路网在通行能力和服务水平2个方面的综合性能, 针对城市路网设施的断面、路段和路网3个层面提出了断面通行效率、路段输送效率和路网运行效率3个新的交通效率评价指标;并在道路面积率和交通需求分布不变的前提下, 建立了4个不同密度的路网仿真分析模型。仿真结果表明:路网服务水平的可靠性随路网密度的提高而增强, 但路网交通效率随着路网密度的增加具有先升后降的趋势, 即理论上存在一个最佳的路网密度, 使路网在容量和服务水平2个方面的综合性能达到最优。

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混合交通信号交叉口的通行能力可靠度

陈晓明, 邵春福, 熊志华

中国公路学报. 2008, 21(4): 99-104.

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分析了混合交通条件下信号交叉口通行能力的随机性, 定义了交叉口通行能力可靠度, 并利用基于VISSIM仿真模型获得的数据, 标定分布函数, 举例给出了典型分位通行能力。考虑到分析时段内车辆到达的随机性, 给出了车辆随机到达条件下通行能力可靠度的估计方法。在此基础上, 分析了混合交通条件下交叉口通行能力可靠度对行人、非机动车流量均值的灵敏度。结果表明:行人、非机动车交通对机动车的冲突干扰较大幅度地增加了专用转向车道通行能力的随机性, 但对共用车道通行能力随机性的影响相对较小;正态分布适用于描述10 min或更长时段的信号交叉口通行能力的概率分布;交叉口机动车到达流量水平越高, 行人、非机动车流量均值对通行能力可靠度的影响就愈加显著。

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浮动车数据路网时空分布特征研究

辛飞飞, 陈小鸿, 林航飞

中国公路学报. 2008, 21(4): 105-110.

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以出租车作为浮动车数据采集源, 针对浮动车数据路网分布的不均衡性, 提出覆盖强度和覆盖率2个指标, 通过大量样本分析浮动车数据路网分布的时变特征, 以及在不同区域、不同通道上的分布特征。结果表明:浮动车数据的路网覆盖强度和覆盖率在一天中具有持久而稳定的高峰时段, 在一周的工作日内能够保持稳定;高等级道路在各个时段总是具有更高的覆盖强度和覆盖率, 根据浮动车数据计算的路段行程车速与人工实测数据吻合较好;在非高峰时段、非中心区域, 以及低等级道路上, 浮动车数据的覆盖强度和覆盖率相对不足。

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智能车辆系统辨识与控制算法研究

游峰, 王荣本, 张荣辉

中国公路学报. 2008, 21(4): 111-116.

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采用逆M序列作为系统的输入信号, 通过最小二乘算法得到车辆转向系统、驱动系统的传递函数, 结合车辆预瞄运动学模型和车辆二自由度转向动力学模型, 建立车辆转向控制与位置误差数学模型。根据现代控制理论设计最优导航控制器稳定跟踪目标路径, 基于Backstepping函数控制算法, 选取Lyapunov函数设计智能车辆换道及超车轨迹跟踪控制器。仿真分析和试验结果表明:所设计的控制器在智能车辆户外自主导航中具有良好的跟踪性能。

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自动离合器精确位置跟踪控制与起步控制研究

谢先平, 王旭东, 余腾伟, 吴晓刚

中国公路学报. 2008, 21(4): 117-121.

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针对离合器位置跟踪问题, 提出了一种专家PID控制算法, 设计了专家调整策略, 在不采用速度环的情况下实现了目标位置的准确跟踪。针对离合器接合规律问题, 采用模糊控制和规则协调控制相结合的控制策略, 以实现发动机恒转速起步。试验结果表明:专家PID控制算法具有较好的鲁棒性和控制精度, 能够适应离合器位置跟踪控制要求;在不同工况下车辆均能顺利起步, 且能够体现驾驶员意图。

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双频合成振动筛试验

姚运仕, 宋红年, 冯忠绪

中国公路学报. 2008, 21(4): 122-126.

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为了强化筛分过程, 提出了由2个或2个以上的简谐振动复合而成的多频合成振动筛分方法, 并对多频合成振动筛分进行理论分析与现场试验。在分析振动参数取值原则的基础上, 设计了双频合成振动筛, 完成了正交试验和对比试验。试验结果表明:两频率成分的相位差对筛分效率的影响最明显, 低频振幅次之;与单频振动筛分相比, 双频合成振动筛分效率较高, 具有较明显的优越性。

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2008年, 第21卷, 第4期　刊出日期：2008-07-01

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