2009年, 第22卷, 第1期　刊出日期：2009-01-01

  

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  土工格室-碎石桩双向增强复合地基研究进展

  赵明华,张玲,邹新军,赵衡

  中国公路学报. 2009, 22(1): 1-10.

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  介绍了土工格室-碎石桩双向增强复合地基这一新型地基处理方法的处治技术及其特点,在分别对碎石桩复合地基和土工格室加筋体工作机理进行研究的基础上探讨了土工格室-碎石桩双向增强复合地基的加固机理,简要总结了土工格室-碎石桩双向增强复合地基试验研究、数值分析及双向增强复合地基的设计计算理论的研究现状。最后讨论了土工格室-碎石桩双向增强复合地基尚需进一步研究的问题。
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  抗沟渠型空洞水平加筋体的作用机理及设计方法

  朱斌,陈若曦,陈云敏,高登

  中国公路学报. 2009, 22(1): 11-16.

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  考虑上覆土体的土拱效应及水平加筋体的大变形,将下卧土体沟渠型空洞条件下的水平加筋体分为滑动区和空洞区,并建立了其受力变形分析模型。利用该分析模型研究了滑动区水平加筋体界面强度、水平加筋体上覆土体的厚度和有效内摩擦角以及水平加筋体刚度对水平加筋体受力变形的影响。在此基础上,以水平加筋体的最大拉应变作为控制标准,建立了工程上抗沟渠型空洞的水平加筋体设计方法。结果表明:上覆土体厚度和有效内摩擦角对水平加筋体受力变形的影响很大,而水平加筋体的抗拉刚度直接决定了其拉应变的大小。
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  长期循环压缩荷载下饱和软黏土的应变速率特性

  刘添俊,莫海鸿

  中国公路学报. 2009, 22(1): 17-22.

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  为了研究长期循环压缩荷载作用下饱和软黏土的变形性状,对珠江三角洲的典型饱和软黏土进行了室内循环三轴压缩试验,着重研究了饱和软黏土的累积应变速率特性。试验结果表明:初始静偏应力与动偏应力的耦合作用以及不同的排水条件对软黏土累积应变速率有较大的影响;在长期循环压缩荷载作用下,软黏土的累积应变速率随循环次数的增大而减小,应变速率对数与循环次数对数间的关系可用直线描述。
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  沥青混合料高温性能设计参数研究

  张争奇,陶晶,杨博

  中国公路学报. 2009, 22(1): 23-28.

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  首先分析了沥青路面车辙病害的形成机理和高温下沥青混合料的强度构成原理,探讨了间接拉伸(IDT)试验原理及其与沥青用量的关系;其次在不同试验条件下对AC-16和克拉玛依70^#基质沥青构成的沥青混合料进行了IDT试验,分析了IDT强度的变化规律与影响因素;最后对IDT强度数据与车辙试验结果进行了相关分析。结果表明:可以采用IDT强度取代马歇尔稳定度和流值作为沥青混合料的高温性能设计参数;将试验温度为40 ℃、加载速率为50 mm·min^-1作为IDT试验的测试条件较为合适。
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  粗集料性能对沥青混合料高温性能的影响

  谭忆秋,宋宪辉,纪伦,陈国明,吴晓亭

  中国公路学报. 2009, 22(1): 29-33.

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  为明确沥青混合料中粗集料的表面特性及几何形状对高温性能的影响机理,进而为集料选择及性能评定提供参考,结合当前沥青混合料高温性能的研究状况,通过大量室内试验,分析了粗集料表面纹理、棱角性、扁平颗粒含量对沥青混合料高温性能的影响。研究结果表明:粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系,表面纹理越大,动稳定度越高;平均棱角性系数大于14.5%时,沥青混合料动稳定度提高幅度明显;粗集料扁平颗粒含量越高,其混合料的高温稳定性越差,同时不同级配条件下,扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同,骨架型级配最为敏感。
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  长寿命路面沥青混合料疲劳极限研究

  平树江,申爱琴,李鹏

  中国公路学报. 2009, 22(1): 34-38.

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  在分析常规应变条件下沥青混合料疲劳破坏发展的基础上,改进了AASHTO T321中所推荐的疲劳寿命计算方法,根据混合料劲度模量的变化规律,将疲劳破坏过程分为3个阶段,以第2个阶段的试验数据推算低应变条件下试件的疲劳寿命,并通过测试不同低应变水平下沥青混合料的疲劳性能,得出了山东省滨州地区长寿命路面沥青混合料的疲劳极限。结果表明:在低应变条件下,沥青混合料疲劳极限和应变水平仍符合幂函数疲劳方程。
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  预应力超高性能混凝土梁的受弯性能研究

  杨剑,方志

  中国公路学报. 2009, 22(1): 39-46.

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  对超高性能混凝土(UHPC)的单轴受压应力-应变全曲线和UHPC梁的受弯性能进行了试验研究以及理论分析。研究结果表明:UHPC具有良好的受压变形性能,就试验中使用的UHPC而言,其峰值点应变可达3 500×10^-6,极限应变可达4 500×10^-6;UHPC梁具有良好的延性和极限变形能力,其极限变形可达到梁跨径的1/42～1/34;用提出的计算方法得到的预应力UHPC梁的破坏模式、开裂弯矩、极限弯矩以及钢绞线极限应力与试验结果吻合较好,说明这种计算方法具有较高的精度。
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  结构参数变化对斜靠式拱桥动力特性的影响

  陈淮,朱倩,李静斌,葛素娟

  中国公路学报. 2009, 22(1): 47-52.

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  以广东省潮州市韩江北桥主跨钢管混凝土斜靠式拱桥初步设计方案为对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨对主跨的弹性约束作用,建立了该中承式钢管混凝土斜靠式拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了14种不同工况条件对桥梁动力特性的影响。计算结果表明:该钢管混凝土斜靠式拱桥为柔性结构,桥梁的竖向刚度相对较强,而钢管混凝土拱肋的面外刚度相对较弱;V撑外端约束及系杆梁抗弯刚度的变化对该桥动力特性影响较小;稳定拱拱脚横向外移以及增加吊杆虽能增大该桥拱肋的横向面外刚度,但对全桥竖向及扭转刚度贡献不大;桥梁施工状态对该桥振型影响较大。
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  三汊矶湘江大桥整体模型试验

  宋旭明,戴公连,方淑君

  中国公路学报. 2009, 22(1): 53-59.

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  为了获得自锚式悬索桥施工阶段结构体系转换过程中各构件的受力状况及成桥后结构的力学性能,利用优化方法计算了缆索系统的安装过程,并对三汊矶湘江大桥进行了缩尺比例为1∶28的整体模型试验。介绍了优化计算的原理以及模型设计、试验方案的细节,并对施工过程中顶升主梁进行吊索的无应力安装过程以及活载作用下结构力学性能的测试和计算作了详细说明。结果表明:模型试验的测试结果与计算值吻合良好,吊索的无应力安装能够满足施工阶段的受力要求并达到设计成桥线形;活载作用下结构挠度、应力与荷载呈线性关系,叠加原理能够适用。
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  预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的经典层合理论力学解析

  李春良,程永春,何峰

  中国公路学报. 2009, 22(1): 60-65.

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  为揭示预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的弯曲变形规律,将层合理论应用到预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的结构分析中,建立了集中荷载作用下梁内任意点的挠度、应变及层间应力等计算公式,并对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的力学性能进行了相应的计算;同时利用基于该理论所建立的公式解释了碳纤维布与混凝土的剥离、碳纤维布断裂以及混凝土压碎等试验现象的发生过程。结果表明:计算结果与试验结果相吻合,说明采用该理论分析碳纤维布加固的钢筋混凝土梁是正确的。研究结果为预应力碳纤维布加固混凝土结构的分析提供了新的途径。
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  多跨变截面连续梁桥在车辆通过时的振动分析

  蒲军平,汪小超,刘鹏

  中国公路学报. 2009, 22(1): 66-71.

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  针对多跨变截面连续梁桥在车辆通过时的耦合振动问题,采用了移动质量模型下的有限元法进行数值模拟,使用Euler-Bernoulli 变截面梁单元模拟桥梁结构,给出了完整系统下的动力求解微分方程组的离散形式,其中移动荷载采用 Dirac δ函数表示,并采用二节点的三次Hermite 插值函数向单元的节点进行分配,对于移动质量模型下所产生的各相关的力采用移动质量单元处理。在假定变截面模式的基础上,推导了梁高呈线性变化及抛物线形变化的矩形截面梁单元刚度矩阵和质量矩阵,编制了有限元动力求解软件,并对变截面多跨连续梁桥在移动质量作用下的动力响应过程进行了数值模拟计算。结果表明:计算结果与一些已发表的简单算例吻合很好。
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  隧道衬砌混凝土碳化试验及影响因素研究

  伍振志,杨林德,潘洪科

  中国公路学报. 2009, 22(1): 72-77.

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  对某高速公路隧道衬砌混凝土进行了快速碳化试验,探讨了应力状态、应力水平及水灰比对混凝土碳化的影响规律,建立了变碳化系数多因素碳化模型,并对碳化影响因素进行了灰关联分析。结果表明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率,且应力水平越高,碳化速率的改变越大;碳化速率随水灰比的增加而加快;碳化系数并不是常数,而是随碳化龄期呈现明显的时变特性;碳化龄期对碳化深度影响最大,应力水平影响次之,而水灰比影响最小。
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  求解Logit随机网络配流问题的改进Dial算法

  四兵锋,张好智,高自友

  中国公路学报. 2009, 22(1): 78-83.

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  分析了用Dial算法求解城市交通网络随机配流问题产生错误的根本原因,并根据路径费用信息重新定义有效路径;在此基础上,提出了利用路段费用信息判定有效路径的必要条件,并结合网络拓扑排序方法,提出了改进的Dial算法;最后,采用北京市轨道交通网络的基础数据,对2种算法进行了比较。结果表明:改进的Dial算法不仅保留了原算法的优越性,而且避免了结果出现异常,其计算效果明显优于原算法。
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  连续驾驶时间对驾驶特性测评指标的影响

  马艳丽,裴玉龙

  中国公路学报. 2009, 22(1): 84-88.

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  为了研究连续驾驶时间对驾驶员感知、判断及操作特性的影响,并合理安排驾驶员的工作时间,在分析驾驶特性测评指标的基础上,采用实验心理学测试方法测试并分析不同连续驾驶时间下驾驶特性测评指标及其变化规律,建立了连续驾驶时间与感知、判断及操作特性各测评指标间的关系模型。结果表明:驾驶员一次连续驾驶时间不宜超过3.5 h。研究结果可为相关部门制定或修订有关驾驶时间法规条例提供参考依据。
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  动态交通信息策略博弈协调模型研究

  周元峰,张好智,张琨,吴建平

  中国公路学报. 2009, 22(1): 89-96.

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  对突发事件下驾驶员路径选择博弈行为进行了分析,基于协调用户和系统利益的思想,结合微波检测数据预测出行者行为的模型,提出了交通事件下变换信息供给策略的交通流诱导双层规划模型和相应的基于滚动时段的求解算法。仿真结果表明:在满足用户需求的同时,路网流量分布趋向管理者期望的方向,并能缩短事件影响和持续时间,缓解交通事件下的交通流振荡现象,改善路网使用效益,该方法具有可实施、操作性强的优点。
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  直线路段积水路面车辆事故产生机理分析

  徐进,彭其渊,邵毅明

  中国公路学报. 2009, 22(1): 97-103.

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  以“路线-驾驶员-车辆”仿真系统为手段,进行了3种类型积水路面的行驶模拟,每一类模拟行驶又分开环和闭环2种轨迹控制方式,同时还考虑了通过速度、重心横向偏移量、积水区域长度及附着系数等因素对车辆事故的影响。结果表明:在双侧轮胎同时遇水情况下,左右轮载不相等是车辆失稳的根本原因,车辆会向滑转相对严重的轻载轮胎一侧偏驶,为此,在乘载时要使左右轮的承重尽量均衡;仅单侧轮胎遇水时,车辆会偏向积水一侧,驾驶员应向无水的一侧转动转向器;当两侧轮胎交替遇水时,应在2块积水的交替位置将转向器迅速扳至相反方向;此外,不管轮胎是以何种状态遇水,都应该适当减速。
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  燃料电池混合动力客车等效氢耗优化策略

  徐梁飞,华剑锋,包磊,李建秋,欧阳明高

  中国公路学报. 2009, 22(1): 104-108.

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  为了改进燃料电池混合动力客车的燃油经济性,基于等效氢耗理论,对燃料电池混合动力系统能量管理算法进行了优化。首先建立了系统瞬时氢耗模型,在该模型中,系统瞬时氢耗分为燃料电池瞬时氢耗和蓄电池等效瞬时氢耗2个部分;而后采用最小二乘算法辨识了蓄电池模型待定系数,求解了系统瞬时氢耗最小化问题,探讨了瞬时优化问题的本质;最后以解析解为基础建立了能量管理优化算法,并在中国城市公交典型工况中进行实车试验。结果表明:该工况下所研究的燃料电池城市客车百公里氢耗为9.3 kg,比采用基于规则的能量管理算法降低2.1%;通过提高燃料电池系统效率、降低整车辅助功率和采用制动能量回收策略可进一步提高系统经济性。
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  电磁耦合混合动力公交车运行点协调控制

  王锋,冒晓建,卓斌,钟虎,马兹林

  中国公路学报. 2009, 22(1): 109-115.

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  研究了电磁耦合混合动力公交车运行点协调控制策略,提出了发动机目标节气门开度开环控制、发电机目标转速控制、发动机实际转矩反馈和电动机转矩补偿控制的运行点协调控制基本算法,以期满足驾驶员对动力性能的需求,并保证动力传递的平稳性;同时提出了对发动机进行瞬态优化的运行点协调控制改进算法,以期避免发动机过浓喷油,并改善整车燃油经济性。仿真结果验证了运行点协调控制基本算法和改进算法的可行性,并且2种算法均达到了预期的控制目标。
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  车用汽油机燃油空气加热器试验

  姚春德,杨广峰,倪培永,徐元利,冉勇

  中国公路学报. 2009, 22(1): 116-119.

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  为减少车用汽油机低温冷起动排放并实现快速起动,采用低压喷射、高压点火的方案,研制了一种新型燃油空气加热器,并对其进行结构优化和性能试验研究。结果表明:喷油压力对排放影响很大;喷油压力为3.5×10⁵～4×10⁵ Pa时,热风出口温度相差不大;喷油压力为4.5×10⁵ Pa时,燃烧40 s后,热风出口温度上升较快,60 s时能达到109 ℃;结构优化后,加热时间可控制在60 s以内,但排气温度较高,燃烧室热负荷加大;采用该燃油空气加热器可实现快速有效的进气预热,为解决发动机低温冷起动排放高和起动困难等问题,提供了一个有效的措施。
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  微波加热湿旧沥青混合料的传热传质研究

  朱松青,史金飞,刘海宽,张志胜

  中国公路学报. 2009, 22(1): 120-126.

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  为了研究微波加热湿旧沥青混合料过程中的质热传递规律,分析了微波加热再生过程中的质热传递现象,并基于Fick扩散定律和傅里叶热传导模型,建立了沥青混合料内非稳态传热传质数学模型。考察沥青混合料内部温度和湿度沿微波传播方向的变化,研究了初始条件、边界条件及湿度、微波渗透深度和内热源三者间的关系;建立了传热传质耦合方程的数值计算模型,采用交替显格式数值解法对该模型进行数值模拟,获得了温度、湿度和加热时间三者间的关系;使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统对湿旧沥青混合料进行了加热试验。结果表明:在加热温度和脱水除湿方面,试验测试结果与数值模拟结果基本一致,从而验证了传热传质模型的正确性,对湿旧沥青混合料的微波加热再生工艺具有实际指导意义。