中国公路学报

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王雯璐,赵大军,王磊

中国公路学报. 2010, 23(6): 1-6.

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为了确定涵侧填土对提高高填方涵洞地基承载力的作用,结合基底土体的受力特点进行分析,推导了普朗特尔和普朗特尔-雷斯诺极限承载力公式。根据相似原理设计了不同涵侧填土高度的室内模型试验,模拟粉质粘土地基受荷变形直到破坏的过程,由荷载-沉降曲线测得不同填土高度的极限承载力,并对填土临界高度问题进行了分析;同时对比了按照《公路桥涵地基与基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》以及经验公式计算的值与实测值的误差。结果表明:随着侧填土高度的增加,地基承载力明显提高,但提高速率为非线性,先从18.4%增加到36.83%,然后减小到8.91%;计算临界高度内的地基承载力时,不仅要考虑选取合适的计算公式,还应考虑不同试验方法所提供的计算参数的影响。

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水泥混凝土路面板底脱空注浆的有效性检验指标

曾胜,赵健,邹金锋,甘先永

中国公路学报. 2010, 23(6): 7-15.

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为完善板底脱空注浆检验的指标与方法,以威斯特卡德板角弯沉理论解及落锤式弯沉仪(FWD)实测弯沉盆与路面结构层模量关系为基础,运用有限元方法对威斯特卡德板角弯沉理论进行了尺寸修正和传荷能力修正,研究了脱空尺寸对板角弯沉、不均匀支撑对板中弯沉盆的影响;提出了板底脱空注浆有效性评价的脱空定性评价指标、脱空区充填率定量评价指标、不均匀支撑定性评价指标及其计算方法,并对判定指标进行了现场试验验证。结果表明:检测结果与实际结果具有良好的一致性。

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环氧沥青混合料动态模量及其主曲线研究

罗桑,钱振东,HARVEYJ

中国公路学报. 2010, 23(6): 16-20.

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为建立大跨径钢桥面铺装所用的热固性环氧沥青混合料动态模量的主曲线方程,首先采用动态频率扫描试验测试了3组不同温度、11个不同加载频率下的环氧沥青混合料动态模量,然后利用时温等效原理和基因遗传算法对不同温度间的动态模量进行了移位分析,最后采用γ分布函数和指数函数对20 ℃环氧沥青混合料动态模量主曲线方程和不同温度间的动态模量移位因子公式进行了拟合回归。结果表明:环氧沥青混合料的动态模量随温度的升高而降低,在固定温度下随加载频率的减小而减小;10 ℃和30 ℃环氧沥青混合料动态模量移至20 ℃时的最佳移位因子分别为5.002 256和-3.990 583;环氧沥青混合料动态模量主曲线的建立为大跨径钢桥面铺装动态设计方法的形成提供了材料参数方程。

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可降解汽车尾气材料在沥青路面中的应用性能评价

谭忆秋,李洛克,魏鹏,孙政

中国公路学报. 2010, 23(6): 21-27.

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将光催化材料二氧化钛以涂覆和掺入2种添加方式应用于沥青路面材料中,形成可以降解汽车尾气的环保型沥青路面。提出一套尾气降解能力的试验方法和评价指标,利用自主设计的测试设备对影响尾气降解能力的因素进行研究,并结合道路工程的特点对不同掺配方式路面的使用功能、耐久性进行分析。结果表明:紫外线是光催化剂降解有害气体的必要反应条件;采用涂覆式时光催化剂的掺量为载体粘结剂用量的8%~10%最为经济合理,推荐光催化剂用量的上限值为500 g·m^-2,下限值为350 g·m^-2,沥青混合料的级配变化对光催化剂降解有害气体能力的影响程度较小;采用掺入式时光催化剂的掺量为矿粉用量的50%～60%较为合理,光催化剂的掺入基本不会影响沥青混合料的各项性能。

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基于最小代价路径搜索的路面裂缝检测

李清泉,邹勤,毛庆洲

中国公路学报. 2010, 23(6): 28-33.

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针对路面影像斑点噪声强,路面裂缝对比度低、连续性差等特点,提出了一种基于最小代价路径搜索的路面裂缝检测方法。在裂缝成像亮度低于路面背景的前提下,该方法将裂缝提取问题转化为格状图顶点之间最小代价路径搜索的问题,首先通过对裂缝面元的处理,获取潜在的裂缝种子点,然后运用基于最小代价路径搜索的算法,实现裂缝种子点的生长和连接,并最终提取裂缝。试验结果表明:所提方法具有较高的精度和效率。

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无缝桥加筋接线路面的拉伸变形性能

邵旭东,陈志新,金晓勤,占雪芳

中国公路学报. 2010, 23(6): 34-40.

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为减小接线路面中裂缝的离散性,在无缝桥加筋接线路面中引入等距离的预压缝,并设计了室内节段模型温降模拟试验,同时根据混凝土粘结-滑移理论推导了无缝桥加筋接线路面在纵向荷载作用下裂缝宽度的计算公式,并对试验观测值与理论计算值进行了对比。结果表明:裂缝宽度的理论值与试验值能较好吻合,初步验证了加筋接线路面的裂缝能呈规律性地发展,而且接线路面有良好的吸收变形性能,为无缝桥中带预压缝的加筋接线路面的设计提供了依据。

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锈蚀钢筋混凝土圆柱加固后的抗震性能

贡金鑫,李金波,程玲

中国公路学报. 2010, 23(6): 41-48.

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通过试验研究了利用加大截面和碳纤维布包裹复合加固后的锈蚀圆柱的抗震性能,研究变量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载大小以及碳纤维布包裹层数。根据试验结果编制程序,对复合加固锈蚀柱的骨架曲线进行了数值模拟,并分析了轴压比、碳纤维布用量、锈蚀量和加固钢筋用量对加固效果的影响。结果表明:碳纤维布包裹与增大混凝土截面复合加固锈蚀钢筋混凝土构件是一种有效的方法,改善了试件的延性,提高了加固试件的极限承载力和耗能能力,与仅用增大截面加固的试件相比,复合加固试件抗震性能改善明显;提出的骨架曲线确定方法,可用于锈蚀钢筋混凝土结构加大截面和碳纤维布复合加固后的地震时程分析。

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钢筋混凝土桥墩性能指标量化研究

陆本燕,刘伯权,刘鸣,邢国华,吴涛

中国公路学报. 2010, 23(6): 49-57.

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根据钢筋混凝土桥墩的破坏特点和桥梁结构基于性能抗震设计的需要,将钢筋混凝土桥墩性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌5个性能水平,并结合各国相关研究成果,从社会经济角度,建立了桥梁结构震害定性决策标准;从震后现场震害评估角度,建立了钢筋混凝土桥墩现场震害评估调查性能量化标准。在分析各国127个以发生弯曲破坏为主的钢筋混凝土圆形截面桥墩试验研究的基础上,从工程设计角度,以位移角为性能参数,提出了钢筋混凝土桥墩在地震作用下处于5个性能水平的量化指标,并与新西兰、日本和美国加州等设计规范中的相关规定进行比较。结果表明:建议的不同性能水平下钢筋混凝土桥墩的位移角限值是合理的,可用于基于性能抗震设计时桥墩墩顶位移的确定。

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多孔大跨度连续梁桥减隔震技术应用研究

杨喜文,李建中,雷昕弋

中国公路学报. 2010, 23(6): 58-65.

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以一座多孔大跨度连续梁桥为工程背景,研究了抗震分析中是否考虑摩擦支座的摩擦效应对分析结果的影响,以及采用摩擦支座并联阻尼器和双曲面球型减隔震支座2种减隔震方案的减震效果。结果表明:对于多孔大跨度连续梁桥,考虑摩擦效应后固定墩的地震力显著小于不考虑时的分析结果;在考虑摩擦效应的基础上,2种减震方案均可减小固定墩的地震反应,而双曲面球型减隔震支座方案具有更优的减震效果;摩擦支座并联阻尼器方案减震效果不佳的主要原因是支座摩擦力和阻尼器阻尼力间存在90°的相位差。

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预应力钢箱高强混凝土组合梁受扭性能试验

胡少伟,陈亮

中国公路学报. 2010, 23(6): 66-72.

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为掌握预应力钢箱高强混凝土组合梁的受扭性能,以箍筋间距和预应力等级为主要参数设计了3根足尺试验梁,在自行研制的扭转试验装置上进行试验,得到了试验梁的扭矩-扭率曲线、钢筋扭矩-应变曲线、钢梁及混凝土应变分布等重要参数,对破坏形态与工作机理进行了详细分析。采用预应力影响系数,推导出了该类组合梁的开裂扭矩计算公式;基于变角空间桁架模型理论,推导出了极限扭矩计算公式,并将计算值和实测值进行了对比分析。结果表明:计算值与试验值吻合良好;受扭承载力由混凝土翼板和钢箱梁组成的箱形梁承担;预应力等级对试验梁开裂扭矩影响明显,而箍筋间距和预应力等级对试验梁极限抗扭承载力影响不大。

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已有梁腹贯穿横缝斜截面承载能力试验

潘振华,杨炳成,王庆霖

中国公路学报. 2010, 23(6): 73-77.

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针对已有梁腹贯穿横缝的特殊性,提出了横缝斜向起裂剪力和横缝斜截面抗剪能力计算公式,并将计算结果与试验结果进行了对比。结果表明:斜截面受剪破坏对梁横缝截面的剪切破坏起控制作用,斜截面抗弯对梁横缝截面的弯曲破坏起控制作用;出现斜裂缝后,受拉纵筋锚固不足或抗剪压混凝土面积过度削弱,都导致梁横缝截面抗弯能力降低;横缝斜向起裂剪力要低于完整梁截面。

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桥梁体外预应力筋极限应力计算方法

黄侨,荣学亮,杨明

中国公路学报. 2010, 23(6): 78-84.

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通过对桥梁体外预应力筋极限应力计算方法的评价与分析,选取与试验结果相比计算准确度较高且便于应用的计算模式;参考中国公路桥梁建设行业相关标准和准则,对相关参数进行修正,提出一种简捷、实用的体外预应力筋极限应力计算公式;给出了钢筋混凝土简支梁桥、预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥加固设计中体外预应力筋极限应力的3个计算示例。结果表明:采用所建议的公式计算体外预应力筋的极限应力,方法可行、结果可靠。所建议的公式已纳入现行《公路桥梁加固设计规范》,可用于桥梁体外预应力法加固的设计计算。

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基于出行需求的城市多模式交通配流模型

四兵锋,杨小宝,高亮,高自友

中国公路学报. 2010, 23(6): 85-91.

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分析了城市多模式交通系统的结构特征,基于图论提出了一种分层网络结构来描述该系统,进而研究了出行者在多模式交通网络中的复杂选择行为(包括交通模式选择和路径选择);同时考虑了不同交通模式的道路流量之间的相互干扰,基于交通需求构造了城市多模式交通网络的广义费用函数和路段阻抗函数;在此基础上,提出了城市多模式交通网络平衡配流的变分不等式模型,并设计了求解算法;最后,用一个简单算例对模型及算法的有效性进行了验证。结果表明:提出的模型及算法是有效的。

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通勤者下班后非工作活动时间选择决策行为

吴文静,隽志才

中国公路学报. 2010, 23(6): 92-95.

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为了解析通勤者的行为决策机理,通过分析吉林市居民出行调查数据,运用分群持续时间模型(SPD模型)对通勤者下班后非工作活动的参与以及活动开始时间进行分析,检验了通勤者的社会、经济及出行特征等属性对活动驻停及非工作活动开始时间的影响。结果表明:应用SPD模型,能区分出在非晚高峰从单位至家途中的非工作活动,提高预测结果的准确性,也可有效预测不同群体的通勤者非工作活动参与的时间,为交通管理部门制定需求管理措施从而引导通勤者出行提供理论依据。

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城市道路交通网络死锁控制策略

张勇,白玉,杨晓光

中国公路学报. 2010, 23(6): 96-102.

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为了缓解城市中央商务区信号控制路网超饱和交通堵塞并预防城市交通死锁,将划分出的堵塞区路网上的累积车辆数作为状态变量,建立了堵塞区路网宏观交通流状态方程。根据庞特里亚金极小值原理求解状态方程,确定Bang-Bang控制为最优控制策略,并使堵塞区路网累积车辆数最快达到最优合理值,从而维持路网通行能力最大;最后将该控制策略在广州老城区堵塞路网中进行测试。结果表明:这种基于观测的控制策略能有效遏制超饱和交通并预防交通死锁,且对进出堵塞区路网的车辆实现了Pareto改进。

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地图匹配中快速路出入口车辆行为模式识别

张涛,杨殿阁,杨扬,连小珉

中国公路学报. 2010, 23(6): 103-107.

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为了解决现有的地图匹配方法在快速路出入口区域由于车辆轨迹与地图路径相差较大而导致匹配较易出错的问题,提出了一种地图匹配中快速路出入口车辆行为模式识别方法。该方法通过分析车辆在快速路出入口的行驶特点,对可能的行驶行为建立行为模式,并根据车辆行为特征对行为模式进行识别,最后通过试验对该方法在出入口地图匹配中的效果进行了验证。结果表明:将该方法应用于地图匹配中,可以根据行为模式识别结果确定车辆所在道路,从而实现快速路出入口的准确匹配。

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汽车天窗风振噪声数值模拟与控制

汪怡平,谷正气,杨雪,林肖辉,董光平

中国公路学报. 2010, 23(6): 108-114.

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在利用大涡模拟对汽车外部瞬态流场进行数值模拟的基础上,对天窗风振噪声进行了研究,获得了风振频率以及驾驶员耳旁的风振声压。通过分析一个周期内纵对称面上的流场变化,揭示了风振噪声的主要来源——天窗开口处涡的周期性脱落。提出了抑制风振噪声的措施,即安装导流板以及合理开启天窗,并重点对导流板的安装角度及外形、天窗不同开启程度进行了分析,给出了预测风振频率的经验公式,并对参考车型进行了实车道路试验。结果表明:2种措施都能有效控制风振噪声,而且当2种措施结合起来使用时,能完全消除风振;测试获得的风振频率与风振声压与计算仿真结果吻合较好。

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鼓式制动器制动过程动力学仿真

王庭义,吕彭民,兰吉光,李玉杰,孟铁

中国公路学报. 2010, 23(6): 115-120.

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为了更准确地研究具有凸轮张开装置的领、从蹄式制动器系统的力学行为,在凸轮轴上施加输入力矩来模拟仿真制动器系统的制动过程,并通过ADAMS动力学仿真软件进行仿真分析。计算结果表明:具有凸轮张开装置的领、从蹄式制动器系统在制动过程中,领蹄制动力矩远大于从蹄;由于非线性摩擦因数等的影响,领、从蹄在制动过程中一直处于随机振动状态,且领蹄振动程度随着车速的提高而明显增大;领蹄的制动摩擦衬片上的切向摩擦力(或衬片上的正压力)分布为中部大、两侧小,而从蹄摩擦衬片上的切向摩擦力分布为上部大、下部小,且从蹄切向摩擦力远小于领蹄切向摩擦力;从蹄促动力大于领蹄促动力,在凸轮输入力矩相等的情况下,领、从蹄促动力不随车速发生变化。

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基于自动变速器的混合动力传动系统设计与仿真

徐向阳,姜恩桥,郝振东,刘艳芳

中国公路学报. 2010, 23(6): 121-126.

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基于行星齿轮机构的分流特性,在液力机械自动变速器的基础上,提出一套混合动力汽车动力传动系统,分析了该系统的各种工作模式,用SimulationX软件建立了整车仿真模型,并进行了整车动力性和经济性的仿真分析。结果表明:车辆0~100 km·h^-1加速时间为9.89 s;在EUDC和ECE15工况下的等效百公里油耗不大于5.24 L;所建立的混合动力传动系统具有良好的加速性和燃油经济性。

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2010年, 第23卷, 第6期　刊出日期：2010-11-01

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