2008年, 第21卷, 第5期 刊出日期:2008-09-01
  

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    论文
  • 迟凤霞, 张肖宁, 薛忠军, 王丽健
    中国公路学报. 2008, 21(5): 1-5.
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    通过总结大量工程项目的使用经验, 从统计学的角度提出一套评价沥青路面表面离析的方法。首先利用激光纹理仪获得沥青路面表面构造深度的信息, 其次依据统计学的方法对该信息进行分析量化, 然后通过Matlab软件编程, 根据离析分级定量界限绘出离析效果四维图, 最后根据离析效果四维图分析评价整个区域内的离析状况及其分布。工程应用实例表明:该方法操作便捷, 对路面无损伤, 评价的结果与路面实际情况比较吻合, 能够为具体工程提供指导依据。
  • 王立久, 刘 慧
    中国公路学报. 2008, 21(5): 6-9.
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    通过对球体颗粒的堆积和填充特性的研究, 从理论上分析了骨架密实型沥青混合料集料中粗、细集料和填料的用量。结合逐级堆积理论和分形理论, 根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同, 提出了粗、细集料级配设计的数学公式, 并给出了粗集料级配调整的数学公式, 根据这些数学公式, 得出了3种不同的设计级配。结果表明:骨架密实型沥青混合料中粗集料质量分数为74%, 细集料质量分数为15.2%, 填料质量分数为10.8%;集料的3种级配的体积参数均满足相应的规范要求, 3种级配形成的混合料的稳定度和流值也均满足技术规范要求。
  • 丁庆军, 刘新权, 沈 凡, 胡曙光
    中国公路学报. 2008, 21(5): 10-14.
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    基于氢氧化铝(ATH)沥青阻燃体系, 通过极限氧指数与闪点测试, 研究ATH与氢氧化镁(MH)的阻燃性能及沸石粉的阻燃促进作用, 提出ATH、MH及沸石粉的复合阻燃沥青配合设计, 并利用差热分析与扫描电镜观察对ATH、MH的阻燃机理及沸石粉的作用机理进行了探讨。研究结果表明:用ATH、MH和沸石粉三者按比例复合制备的ATH阻燃沥青极限氧指数可达到29%以上, 闪点近420 ℃, 抑烟效果良好, 阻燃性能优异。
  • 刘振清, 钱国超, 刘清泉, 肖旺新
    中国公路学报. 2008, 21(5): 15-18.
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    采用断裂力学方法给出了设沥青稳定排水基层(ATPB)的半刚性基层沥青路面结构裂缝尖端应力场和位移场, 进而推导出了裂缝尖端的应力强度因子计算公式;利用有限元法分别计算了半刚性基层沥青路面结构和设ATPB的半刚性基层沥青路面结构裂缝尖端的应力强度因子, 并利用Paris公式预估了这2种路面结构的疲劳寿命。结果表明:设ATPB可明显提高半刚性基层沥青路面结构疲劳寿命, 具有延缓和抑制半刚性基层沥青路面结构反射裂缝的作用。
  • 陈永辉, 王新泉
    中国公路学报. 2008, 21(5): 19-25.
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    介绍了用AutoCAD求解Y型桩截面几何特性的方法, 通过移轴及坐标变换证明了Y型桩截面任意1对形心轴均为其形心主轴, 截面对任意1个形心主轴惯性矩相等。分析了Y型桩截面的4个独立变量(外接圆半径、模板弧度、开弧间距、夹角度数)对Y型桩的几何异形特性的影响, 并根据周长等代与面积等代的原则对Y型桩、方桩和圆桩的几何特性进行了对比。理论分析结果表明:从增大桩侧表面积、减少混凝土用量的角度来看, Y型桩优于方桩, 方桩优于圆桩。现场试验结果表明:Y型桩承载力随桩侧表面积的增加而增大, 尽管反拱曲面存在摩阻不均匀发挥的特性, 但未发现其异形摩阻弱化效应。
  • 徐柱杰, 凌建明, 黄琴龙
    中国公路学报. 2008, 21(5): 26-32.
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    为了解共振碎石化路面的碎石化效果, 获得设计依据和参数, 以上海沪青平公路及金山大道为依托, 通过现场取样进行室内筛分分析, 得到碎石化层颗粒尺寸、分布及级配情况;通过现场落锤式弯沉仪(FWD)测试和承载板测试计算出碎石化前后结构层回弹模量, 进而评价碎石化法对旧路地基的影响并得到碎石化层的力学性能;根据试验路所在地区的公路FWD与贝克曼梁弯沉转换关系, 将FWD实测弯沉换算为贝克曼梁弯沉后与设计弯沉相比较, 并据此提出了旧水泥混凝土路面碎石化后的部分验收标准。研究结果表明:碎石化路面设计弯沉应按柔性基层设计。研究结果及提出的相关验收标准可为今后碎石化道路施工及设计提供参考。
  • 钱振东, 李 智, 陈春红
    中国公路学报. 2008, 21(5): 33-38.
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    基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论, 引入应力强度因子K和J积分对环氧沥青混凝土三点弯曲梁试验进行分析, 研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。根据不同断裂特性, 计算得到了环氧沥青混凝土断裂韧性KICJ积分临界值JIC;并研究了初始缝高比对断裂参数的影响, 建立了环氧沥青混凝土K-J双参数联合断裂判据。结果表明:环氧沥青混凝土在-15 ℃~5 ℃时发生脆性断裂;在5 ℃~25 ℃时发生弹塑性断裂;所建立的断裂判据可为桥面铺装的抗裂设计提供依据, 并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供参考。
  • 庞加斌, 宋锦忠, 林志兴
    中国公路学报. 2008, 21(5): 39-44.
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    首先通过分析四渡河峡谷大桥桥位周边地区标准气象站的基本风速数据, 拟合基本风速和海拔的变化关系, 用海拔修正确定山区峡谷大桥的基本设计风速;然后通过地形模型风洞试验研究影响山区峡谷风速的主要因素。结果表明:山区峡谷风速主要受峡谷风、越山风和遮挡三大类地形效应影响, 相应风向的设计风速大小可用地形系数修正;山区峡谷桥梁的设计基本风速受海拔影响很小, 随着海拔增高, 基本风速略有增大;山区峡谷桥梁的抗风设计风速等于桥位的基本风速乘以地形修正系数, 而平坦地貌的平均风速剖面模型已不再适用。
  • 王春生, 陈惟珍, 陈艾荣
    中国公路学报. 2008, 21(5): 45-49.
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    针对铆接钢桥的疲劳失效特点, 在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上, 提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法, 编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估, 概率剩余寿命评估结果表明:若按保证桥梁的正常使用功能, 超声波探测间隔为1.5年, 该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔(4年)短, 可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。
  • 王 磊, 张建仁
    中国公路学报. 2008, 21(5): 50-56.
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    将不同车辆组成的车队等效成均布荷载, 假定车辆匀速行驶于桥梁上, 采用卷积公式计算不同车辆连续到达间距及总重的概率密度函数, 应用平衡更新过程理论推导车队长度概率函数, 依据中国现有车辆荷载统计数据, 建立了既有公路桥梁车辆荷载效应模型。该模型通过截尾分布限定其中各参数的最大值、最小值来反映不同交通类型, 通过影响线传递函数反映不同桥梁结构形式。研究结果表明:车辆间距、车长、车重及车速的分布是决定车辆荷载效应模型的关键;该模型适用于既有公路桥梁时变可靠性和剩余寿命评估。
  • 秦泗凤, 柳春光, 林 皋, 王会利
    中国公路学报. 2008, 21(5): 57-62.
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    利用完全解耦的方法对适应谱Pushover分析方法(ASPA法)进行简化, 提出了更适用于工程实际的改进适应谱Pushover分析方法(IASPA法)。利用IASPA法对4种典型地震动作用下的桥墩进行计算分析, 并将计算结果与传统的Pushover分析方法以及非线性时程分析的结果进行对比研究;进而利用IASPA法和非线性时程分析方法分别对3个不同高度的桥墩进行分析, 研究了高阶振型对不同高度桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:随着桥墩高度的增加, 高阶振型对桥墩抗震性能的影响变大;IASPA法由于考虑了高阶振型的影响, 能够对高墩的抗震性能做出有效评估。
  • 彭 伟, 李建中
    中国公路学报. 2008, 21(5): 63-69.
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    以组合使用板式橡胶支座与黏滞阻尼器的减隔震连续梁桥为例, 采用先强迫解耦再进行模态时程分析的方法, 对减隔震装置的不同布设位置和等效阻尼系数取值进行参数敏感性分析。结果表明:减隔震装置产生的集中阻尼改变了结构整体阻尼的分布特性, 减隔震装置的布设位置和耗能能力分布越不均匀, 结构的非经典阻尼特性越明显;随着减隔震装置等效阻尼系数增加, 结构各阶振型模态阻尼比也随之增大, 非经典阻尼对结构地震响应的影响也越来越大;可近似解耦范围与桥梁结构形式、等效阻尼系数取值有关。
  • 黎 霞, 高燕希, 宁黎磊, 许建武
    中国公路学报. 2008, 21(5): 70-74.
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    通过试验模拟隧道混凝土衬砌结构, 分别就不同龄期和不同深度2种情况, 采用地质雷达对混凝土衬砌中雷达波的传播速度进行测量, 由此得到相应介电常数的测量值, 并发现介电常数随衬砌深度增加而线性增大这一反常现象。结合隧道混凝土衬砌的特点, 考虑隧道混凝土衬砌中的自由水分布, 将多相混合物介电常数的体积模型作进一步改进, 提出混凝土的介电常数模型。结果表明:该模型能很好地说明所得试验结果, 为地质雷达用于隧道衬砌混凝土衬砌深度的精确测量提供了必要的修正依据。
  • 陈建勋, 姜久纯, 罗彦斌, 王梦恕
    中国公路学报. 2008, 21(5): 75-80.
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    为了解浅埋偏压黄土隧道洞口段支护结构的受力状况, 对刘家坪2#隧道洞口段围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、纵向连接筋应力、锚杆轴力及拱部下沉进行施工监测, 并采用有限元法对隧道支护结构进行计算分析。结果表明:在浅埋偏压条件下, 黄土隧道拱部发生了平面偏移, 拱顶下沉量大于净空收敛量;围岩压力分布呈不对称猫耳状;钢拱架左侧轴力大于右侧轴力, 总体受力很大, 在支护体系中作用很明显;拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态, 而底部多为拉应力;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大, 而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;纵向连接筋受力非常大, 对隧道整体的稳定性很有利;应取消黄土隧道洞口段系统锚杆, 采用由钢拱架、钢筋网、锁脚锚杆、喷射混凝土、纵向连接筋组合形成的初期支护结构。
  • 何蜀燕, 关 伟
    中国公路学报. 2008, 21(5): 81-86.
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    根据北京市二环路的实测数据分析了在高交通需求条件下的城市环路交通流特性, 研究了交通流在临界密度附近的稳定性和车道间车流的同态性, 即速度跃迁概率和车道间交通参数的偏差, 结合三相位交通流理论中的同步流概念, 将交通流状态划分为4个相位:自由流、高速同步流、低速同步流和堵塞, 并通过实测数据分析了交通流在4种状态间的时间和空间演变规律。结果表明:分析得到的交通流状态和状态间时空变化规律, 对交通流的短期预测、控制和诱导具有应用价值, 同时也为分析交通拥堵机理、建立合理的交通流模型提供了理论基础。
  • 郭仁拥, 黄海军
    中国公路学报. 2008, 21(5): 87-90.
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    为了刻画实现随机用户均衡态的过程, 提出一个考虑多用户参与和多准则决策的随机均衡交通配流演化模型。在模型中, 根据时间价值的不同, 将出行者分为有限类, 每类用户的先进出行者信息系统(ATIS)市场占有率由信息收益确定;出行者依据由出行时间和出行费用线性组合的最小感知阻抗选择出行路径;利用不动点定理分析了模型不动点的存在性。数值试验结果表明:提出的模型能够收敛到不动点, 可以模拟网络中ATIS市场占有率和流量的演化过程。
  • 傅 惠, 胡 刚, 徐建闽, 许伦辉
    中国公路学报. 2008, 21(5): 91-95.
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    为了改善城市路网整体通行效率, 针对城市交通流实时变化以及高度非线性的特点, 提出一种基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法。以关联交叉口的总体排队长度最小为性能指标, 以神经网络作为交叉口的交通流量预测模型, 并通过交通流量实测值与预测值之间的误差实现对神经网络的在线训练。结合神经网络预测控制方法, 给出了城市关联交叉口信号控制中信号周期、绿信比(或相位时长)以及相位差的确定思路。仿真试验结果表明:以关联交叉口总体排队长度最小为优化指标的交通流预测控制策略, 可提高关联交叉口的总体通行效率。
  • 徐洪峰, 李克平, 郑明明
    中国公路学报. 2008, 21(5): 96-102.
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    为了增加公交优先控制策略的多样性, 面向无公交专用进口道的单个信号控制交叉口, 在改进的双环相位结构下, 设计了一种基于逻辑规则的单点公交优先控制策略, 该逻辑规则包括优先请求产生规则、绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则, 优先请求产生规则可以生成延长归属相位绿灯时间或缩短归属相位红灯时间的优先请求, 绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则用以响应优先请求、延长或切断机动车相位的绿灯时间。利用Vissim建立仿真模型, 对基于逻辑规则的单点公交优先控制策略和一种单点感应控制策略进行了测试。方差分析结果显示:与后者相比, 前者能够显著降低优先公交车辆的平均等待时间;同时, 二者产生的交叉口车均延误未见显著差异。
  • 杨 琦, 王 洁
    中国公路学报. 2008, 21(5): 103-108.
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    以高速公路价值管理为研究对象, 引入平衡记分卡作为价值管理工具, 从财务层面、客户层面、内部流程层面及学习与成长层面构建高速公路价值管理指标体系;进而采用路径分析法分析其因果关系, 确定了高速公路价值管理指标体系模型;最后依托相关科研项目对该指标体系进行验证。结果表明:应用该指标体系可以有效帮助管理者认知高速公路价值, 把握价值驱动因素, 为最终实现高速公路价值最大化提供支持。
  • 王建伟, 汤 毅
    中国公路学报. 2008, 21(5): 109-114.
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    在分析高速公路服务区网络特点的基础上, 构造了高速公路服务区网络的交通势, 根据交通势理论推导出网络状态下的高速公路服务区交通势测度模型;在分析高速公路服务区需求主体行为特征的基础上, 说明了驶入率产生的内在机理, 揭示了不同驶入率类型的服务区在高速公路网上的分布规律;最后根据2006年河北省高速公路服务区驶入率数据的分析结果, 对该交通势测度模型进行了验证。结果表明:高速公路服务区网络具有场系统特征;交通势测度模型可较为准确地给出高速公路服务区驶入率, 为高速公路服务区规模的设置提供了依据。
  • 郭晋晟, 王家明, 杨 林, 卓 斌
    中国公路学报. 2008, 21(5): 115-120.
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    提出一种新型的混联式混合动力系统, 该系统采用双电机结构, 由大功率的主驱电机代替变速箱实现无级变速。对于客车不同行驶工况的需求, 通过整车控制单元改变自动离合器的开合状态, 从而实现混合动力系统在串联和并联2种结构间的转换。根据混联式系统的特点, 建立了基于模糊逻辑控制的能量分配策略, 该策略以油门或制动踏板行程、主减速器输入端转速和电池荷电状态(SOC)为输入来确定发动机和电机的输出转矩。仿真结果表明:模糊逻辑控制比逻辑门限值控制更加适用于混联系统复杂的能量流;和串联或并联系统相比, 该无级变速混联系统在降低客车的燃油消耗方面具有明显的优势。
  • 交通工程与管理
  • 刘永刚, 秦大同, 叶 明
    中国公路学报. 2008, 21(5): 121-126.
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    针对ISG型轻度混合动力汽车的局限性, 开展了ISG型中度混合动力汽车驱动系统设计研究。根据整车性能指标要求, 进行了整车动力驱动系统包括发动机、ISG电机、蓄电池以及相关动力传动系统的参数设计;提出了ISG型中度混合动力汽车的基本控制策略;利用Matlab/Simulink软件平台, 建立了整车的动力学模型, 并在选定的循环工况下, 对整车性能进行了仿真。仿真结果表明:所设计的驱动系统参数匹配较为合理, 整车动力性达到了相应的要求, 燃油经济性得到了明显提高。