2014年, 第27卷, 第10期 刊出日期:2014-10-20
  

  • 全选
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    道路工程
  • 肖杰, 杨和平, 王兴正, 唐咸远
    中国公路学报. 2014, 27(10): 1-8.
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    以南宁外环膨胀土为对象,开展含低应力条件的不同干密度、不同初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用重塑样、有荷干湿循环作用原状样的饱和慢剪以及重塑样饱和三轴固结排水试验,研究干密度、初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用等因素对其低应力条件下抗剪强度的影响。结果表明:各抗剪强度包线均呈非线性特征,可用广义幂函数很好地拟合;低应力、干密度及初始含水率对饱和慢剪强度的影响显著;试件初始含水率相同时,干密度越大,强度越大;干密度相同时,初始含水率越大,强度也越大;随干湿循环次数的增加,无荷条件下土样的抗剪强度衰减强于有荷条件。
  • 武金婷, 叶奋
    中国公路学报. 2014, 27(10): 9-16,23.
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    为考察半刚性基层沥青路面在超重高频动载及环境温度交互作用下的力学响应状况,采用MLS66在高温及常温条件下进行半轴超载50%的足尺加速加载试验。结合加载次数、温度、模量等参数,分析了可控荷载条件下路面结构层底部三向瞬时及累积应变响应的空间分布及时程变化,并对实测值与计算值进行了对比分析。结果表明:面层底部瞬时应变实测值大于计算值,基层中两者较吻合;纵向瞬时应变比为1/5~1/2,且温度越高,应变比越小;高温下瞬时应变幅值为常温下的2~6倍;面层纵向应变温度系数约为横向的2倍,基层(底基层)的三向应变温度系数大致相同;瞬时应变幅值和应变温度系数与路面深度分别呈幂指数、负线性关系;加载次数与累积应变、地震波模量呈双对数线性关系,可用于沥青面层疲劳预估。
  • 史纪村, 侯曙光, 李忠玉, 岳学军, 王端宜
    中国公路学报. 2014, 27(10): 17-23.
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    为了快速检测密级配沥青混合料渗水系数,提出一种采用路面表面温差评价路面渗水系数的新方法。对沥青混合料空隙率与渗水系数的关系进行了分析;通过室内试验研究了不同渗水系数的沥青混合料试件在相同照射条件下的失水质量、失水率和表面温差;通过数值模拟计算了饱水后沥青路面表面温度随太阳辐射的变化规律;分析了季节对表面温差的影响,并将数值模拟结果与室内试验结果进行了对比分析。结果表明:饱水后的试件通过室内模拟太阳辐射照射一段时间后,随着渗水程度的增加表面温差逐渐增大,最大温差值达5.7 ℃;太阳辐射强度与路面表面温差直接相关,最佳评价时段为9:00~14:00;夏季路面表面温差最大,亦为最佳评价渗水系数季节。
  • 王火明, 李汝凯, 王秀, 凌天清, 周刚
    中国公路学报. 2014, 27(10): 24-31.
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    为了给多孔隙聚氨酯碎石透水路面设计与施工提供参考,针对多孔隙聚氨酯碎石混合料(PPM)强度特性和路用性能开展试验研究。首先采用立方体无侧限抗压试验和矩形梁抗折试验对PPM的强度和模量进行了测试,研究成型方法、养护时间、胶水用量、碎石形状、孔隙率等因素对其强度的影响,通过全过程荷载-应力试验对PPM强度特性及破坏机理进行研究;然后针对PPM的抗变形性能、水稳定性能、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能以及耐老化性能等路用性能展开试验。结果表明:胶水用量质量分数在4%~6%时,PPM抗压强度介于6~10 MPa,抗折强度介于4~6 MPa,胶水用量和碎石形状对PPM强度影响显著,成型方法和养护时间、温度对其最终强度几乎没有影响;PPM具有较好的抗变形能力、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能及耐光热老化性能,但其水稳定性一般,5次冻融循环后抗压强度损失率约为15%。
  • 桥梁工程
  • 李宏男, 李超
    中国公路学报. 2014, 27(10): 32-45.
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    为了促进桥梁结构全寿命抗震设计研究在中国的发展,详细论述并总结了基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法在国内外的研究进展,同时建立了其研究体系的基本框架。首先介绍了钢筋混凝土桥梁结构在其全寿命周期内遭受以氯离子腐蚀作用为主的环境作用分析模型的研究成果,在此基础上着重介绍了以桥梁结构地震易损性分析方法为代表的抗震性能评价方法与地震损失成本评估方法的研究进展,最后论述了基于全寿命成本分析的桥梁结构抗震优化设计方法研究现状。研究结果表明:基于全寿命周期的抗震性能评价和设计方法能够合理地解决传统抗震设计方法中未考虑结构抗震性能退化的问题,对于桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。
  • 单成林, 许薛军
    中国公路学报. 2014, 27(10): 46-54.
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    为了解一种新型夹层板整体曲面形桥墩防撞装置的防撞性能,采用数值计算法对不同夹层板厚度的曲面形防撞套箱,以不同角度、不同位置撞击时的受力性能进行了对比分析。研究结果表明:夹层板外层钢板表面各向应力绝对值均为内层钢板的2倍以上;外层钢板表面的各向压应力相差不大,并向四周迅速减小;内层钢板表面应力在撞击点附近有拉压变化,竖向应力的绝对值比横向应力的大;夹层板曲面防撞套箱正撞的几率小,斜撞时能明显降低套箱的受力,撞击点的竖向偏离应力降幅远大于水平向偏离应力的降幅;夹层板厚度变化对钢板应力的影响大于对凹陷深度的影响。
  • 余加勇, 邵旭东, 孟晓林, 李立峰, 晏班夫
    中国公路学报. 2014, 27(10): 55-63,92.
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    为了解决桥梁动态监测中难以同步监测准静态位移和动态位移的问题,首次采用自动型全站仪(RTS)监测桥梁结构位移和振动频率,并在英国诺丁汉大学NGB实验室、诺丁汉威尔福德悬索桥分别进行模拟试验与实桥监测试验。集成全球导航卫星系统(GNSS)接收机和自制精密时间数据采集器,使RTS和加速度计同步采集GNSS时间,用皮尔逊积矩相关系数法修正时滞;设计8阶Ⅰ型切比雪夫高通滤波器,分离RTS位移中的准静态部分和动态部分,并使用改进的切比雪夫高通滤波和梯形法则数值积分方法,从加速度数据中获取位移数据。分析结果表明:RTS能同时监测结构振动准静态位移和动态位移,静态监测精度优于0.5 mm,动态监测精度优于2.0 mm;RTS和加速度计监测的动态位移、振动频率结果吻合,两者位移差值的标准差小于0.7 mm;RTS监测方法精度能满足实际工程要求。
  • 王磊, 张旭辉, 张建仁
    中国公路学报. 2014, 27(10): 64-74.
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    为了解决既有预应力混凝土(PC)桥梁压浆不密实和漏压浆问题,开展了不同压浆状态的PC梁静载试验,揭示了局部无压浆长度、位置等对构件抗弯性能的影响,进而考虑无压浆段预应力筋与混凝土间的变形不协调以及材料非线性,给出了局部无压浆构件极限承载力和受弯全过程荷载-挠度变形的计算方法。研究结果表明:局部无压浆引起的预应力筋与混凝土间的粘结性能退化对构件裂缝分布和扩展影响较大,导致裂缝数量减少、平均间距增大、极限状态时最大裂缝宽度变大;局部无压浆仅影响构件开裂后的荷载-挠度行为,且受其所处位置和长度共同制约,纯弯段无压浆对荷载-挠度行为影响较小,而弯剪段无压浆造成的影响较大,弯剪段无压浆长度越长构件刚度和承载力退化越明显;所提出的计算方法计算结果与试验结果较为吻合,精度较高。
  • 王丕光, 韩强, 杜修力, 孙柏涛
    中国公路学报. 2014, 27(10): 75-83.
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    为了阐明弯曲和扭转耦合作用下RC圆形桥墩的抗震性能,对扭弯比不同的12个RC圆形桥墩进行了循环试验研究,并基于试件的破坏特征、滞回性能和钢筋应变等试验观测结果,分析了弯扭复合作用下扭转作用对桥墩抗弯能力的影响,以及配筋率、箍筋间距及箍筋形式对桥墩弯曲和扭转性能的影响;采用有限元软件ABAQUS模拟了不同扭弯比的RC圆形桥墩在弯扭复合作用下的破坏特性和弯扭承载能力。研究结果表明:弯扭相互作用降低了RC圆形桥墩的抗弯和抗扭承载力,桥墩的变形特征和失效模式发生了改变,损伤破坏区要高于弯曲塑性铰长度区域,提出的“交叉互锁”螺旋箍筋形式可有效解决由于扭转效应导致的RC圆形桥墩承载能力降低的问题。
  • 张永杰, 李侑军, 赵明华, 曹文贵, 谢照俊
    中国公路学报. 2014, 27(10): 84-92.
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    基于陡坡双桩柱基础探讨了陡坡群桩基础承载机理,提出了陡坡与群桩相互作用简化分析模型,得到了陡坡群桩基础的等效分析模型,即侧向受荷高承台嵌岩群桩基础分析模型;综合考虑滑坡推力与简化分析模型建立了基于结构位移法的陡坡群桩基础计算分析方法,并提出了同时考虑稳定安全与经济最优的陡坡群桩基础优化设计方法。研究结果表明:陡坡群桩基础应尽量减小承台底部至最危险滑动面的距离,嵌岩深度为4倍桩径时能满足工程要求,群桩基础至坡面的距离不小于4倍桩径要求时符合工程实际。
  • 交通工程与管理
  • 杨琦, 卢杨, 汪利利, 李飞, 韩海
    中国公路学报. 2014, 27(10): 93-100.
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    为确定十字信号交叉口行人过街形式的适用条件,基于行人过街和机动车通行的服务水平分级,提出了不同行人过街形式适用性的判别依据;通过对人车冲突行为分析,构建了信号交叉口人车交互运行元胞自动机模型。按照单因素影响下的多变量梯度变化分析的方案构建思路,选取机动车流量、右转车比例、信号周期、左转相位绿信比、行人流量作为机动车和行人主导影响因素,建立了多变量组合影响下的仿真方案。以主主相交的双向六车道信号交叉口为例,确定了信号交叉口行人过街形式适用性方案。结果表明:交叉口机动车流量、右转车比例、信号周期、左转相位绿信比、行人流量等5个主导影响因素值确定时,可根据其对应的机动车服务水平和行人过街服务水平组合,确定具体的行人过街形式。
  • 戢晓峰, 陈方, 张玉鹏, 覃文文, 郭凤香
    中国公路学报. 2014, 27(10): 101-108.
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    为准确刻画公交网络优化对不同居民群体的公平性影响,建立了考虑不同群体的人均道路占有面积、出行成本差异等因素的公交网络双层优化模型。上层模型以出行成本剥夺系数与道路面积基尼系数最小化为目标,用于求解考虑交通公平约束的公交网络优化方案;下层模型为多模式多用户随机均衡交通分配模型,用于描述上层给出的公交优化方案中不同群体对于不同交通方式的复杂选择行为。采用非劣排序遗传算法-Ⅱ求解模型,并以一个简单网络进行算例分析。结果表明:公交网络优化前,小汽车、公交车与自行车的出行分担率分别为42%,47%,11%;优化后,各出行方式的分担率分别为7%,82%,11%,部分拥有小汽车的高、中收入用户改用公交出行,3类群体的出行成本剥夺系数下降了20.68%,道路面积基尼系数下降了87.76%,低收入群体的交通公平感受与客观资源分配均显著改善。研究结果可为公交网络优化提供理论依据与模型基础,是改善交通规划方案公平性的全新尝试。
  • 董小林, 潘望, 宋赪, 王静
    中国公路学报. 2014, 27(10): 109-114.
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    为了对公路项目环境成本进行准确分析,运用全寿命周期理论对公路项目进行了划分,并基于环境经济理论和环境会计理论,给出了环境成本的一般定义,提出了公路项目环境成本的定义和组成,分析了费用和成本的主要区别。结合公路项目的特点,提出了公路项目全寿命周期的环境成本计算路径和基本方法,分析了公路项目各时期环境成本的构成因素,得出了公路项目环境费用计量表和环境成本计算公式。研究结果表明:分析公路项目环境成本可为公路项目全过程的环境保护及其成本概算和核算作指导,也可为各类项目环境成本的定义与计算提供参考。
  • 汽车与机械工程
  • 陆寅啸, 葛剑敏, 施佐腾, 陈振艺
    中国公路学报. 2014, 27(10): 115-120.
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    为了准确预测轮胎惯性滑行法噪声测试结果,缩短轮胎噪声测试周期,对惯性滑行法与实验室转鼓法这2种轮胎噪声测试方法测试结果之间的定量转换关系进行了研究。由2种测试方法所得噪声数据的相关性分析,以及在半消声室进行实车条件下不同位置轮胎所发噪声的传播规律试验,得到了2种方法噪声测试数据之间的转换关系。研究结果表明:惯性滑行法与实验室转鼓法噪声测试结果呈线性相关关系,通过实验室转鼓法噪声测试数据可以准确预测惯性滑行法的测试结果;对C1类单个轮胎的实验室转鼓法噪声测试数据,应用转换关系得到的惯性滑行法轮胎噪声声压级预测结果与实测结果误差在0.5 dB之内。研究结果对缩短低噪声轮胎开发周期,降低开发成本具有现实意义。
  • 冯忠绪, 李学武, 刘治文
    中国公路学报. 2014, 27(10): 121-126.
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    为了获得实际筛孔尺寸和标准筛孔尺寸之间较为准确的关系,以便改善筛分效率,提出了筛孔尺寸配置的要求,研究了各层筛孔尺寸之间的关系,建立了基于筛分效率理论的筛孔尺寸优化配置模型,并对某3000型振动筛进行了筛分效率试验,找出了其第2层、第3层筛分效率过低的问题;利用筛孔尺寸优化配置模型对试验用振动筛的筛孔尺寸进行了优化配置,借助MATLAB 优化工具箱进行求解。研究结果表明:第2层和第3层筛孔尺寸需略有增加,采用优化后的筛孔尺寸配置,试验用3000型振动筛的筛分效率可达到85%以上的标准要求。