中国公路学报

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魏建国, 李平, 付其林

中国公路学报. 2014, 27(7): 1-9.

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为了评价沥青碎石抗离析特性，研发了沥青混合料抗离析测试仪，提出沥青混合料抗离析性能测试方法，并提出以集料离析值作为沥青混合料抗离析性能的评价指标；采用浸水马歇尔试验、车辙试验和小梁弯曲试验等方法，研究了离析程度对沥青碎石技术特性的影响；综合平衡考虑各方面性能，提出了沥青碎石抗离析性能推荐评价指标。结果表明：集料离析值对沥青碎石技术特性影响显著；随着粗集料离析程度的增大，其空隙率和渗水性增大，水稳定性、低温抗裂性和强度降低，高温稳定性先增大后降低；随着细集料离析程度的增大，其空隙率和渗水性减小，水稳定性和低温抗裂性提高，高温稳定性和强度降低。

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多孔沥青路面空隙衰变离散元模拟

周韡, 黄晓明

中国公路学报. 2014, 27(7): 10-16,84.

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为了研究多孔沥青路面在不同温度条件下空隙结构的衰变规律，基于离散元软件PFC3D，根据实际级配建立多孔沥青混合料车辙板模型，通过动态蠕变试验拟合不同温度条件下的沥青砂浆Burger's模型参数,并代入离散元模型，将车辙试验荷载转化为均布荷载并通过伺服机制施加在模型中央，对不同温度条件下多孔沥青车辙板荷载响应进行了模拟。通过编写的程序，提取分析多孔沥青车辙板模型荷载作用前后的空隙结构。研究结果表明：离散元方法可以较好地模拟荷载作用后多孔沥青车辙板空隙率和有效空隙率的变化规律；温度低于30℃时，荷载对多孔沥青路面的影响较小；温度高于40℃时，荷载导致车辙板产生较为明显的应变，空隙率与有效空隙率明显下降。

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青藏公路五道梁段片块石路基的降温效果分析

奚家米, 张世雷, 陈建兵, 金龙, 董元宏

中国公路学报. 2014, 27(7): 17-23.

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为保护多年冻土，增强多年冻土区公路路基的稳定性，对片块石路基这种主动降温措施进行了研究。依托青藏公路五道梁段片块石路基实体观测工程，通过现场监测数据，对比分析了片块石路基和普通路基的温度场变化过程，验证了片块石路基的主动降温效果。结果表明：相对于一般填土路基而言，片块石路基很好地发挥了“热二极管”效应，寒季能增加路基的蓄冷量，暖季可以有效阻止外界热空气进入路基，对于防止多年冻土融化和主动保护冻土起到了积极有效的作用。

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膨胀土边坡加筋作用的对比模型试验

肖杰, 杨和平, 符浩, 唐咸远

中国公路学报. 2014, 27(7): 24-31.

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为获得大气干湿循环条件下土工格栅加筋柔性支护治理膨胀土边坡坍滑的工作机理，用南宁外环膨胀土制作了一侧加筋一侧素土的室外大型边坡模型，分别埋设体积含水率探头、水平与竖向土压力盒、柔性位移计等测试元件，实施人工降雨模拟干湿循环并跟踪监测两侧坡体的含水率、土压力变化及不同部位格栅的应变变化。结果表明:加筋侧土体的相对平衡含水率及其波动范围均比未加筋侧小；加筋侧的水平与竖向土压力比明显小于未加筋侧；各层格栅越靠近坡面，其应变变化越快，峰值出现越早，沿水平深度呈“凸”形分布，但远小于其允许应变值；验证了膨胀土堑坡柔性支护的“框箍”作用机理。

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钢-混凝土组合箱梁桥杆系模型的理论与计算

聂建国, 朱力, 樊健生, 杨小刚

中国公路学报. 2014, 27(7): 32-44.

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为了改善组合箱梁桥杆系模型研究尚不成熟的现状，提出了组合箱梁桥的杆系模型。首先以分格室结构的剪力-柔性梁格理论为基础，确立了构件层次和截面层次的建模策略;进而以简支组合箱梁桥和连续组合箱梁桥、直线组合箱梁桥和曲线组合箱梁桥为研究对象，分别建立精细模型和杆系模型，进行模态分析、恒载和活载作用下的静力分析。研究结果表明：精细模型和杆系模型的计算结果吻合良好，杆系模型具有良好的准确度与适用性;研究成果为杆系模型在实际组合箱梁桥设计分析中的应用奠定了基础。

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非路面式桥梁动态称重研究综述

任伟新, 左小晗, 王宁波, 何立翔

中国公路学报. 2014, 27(7): 45-53.

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综述了非路面式桥梁动态称重(B-WIM)30多年来的发展历史，重点介绍了B-WIM新方法。从基本理论与算法、工程应用、产品研发等几个方面总结了非路面式桥梁动态称重研究取得的成就与结论，分析了现阶段B-WIM存在的主要问题，为B-WIM今后的研究与发展提供参考。结果表明：精确检测车轴信息，拓展B-WIM的适用桥型范围，发展二维B-WIM方法和提高测试结果精度将成为今后重要的研究方向。

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组合梁连接件剪力突变机理及简化计算方法

苏庆田, 李雨, 王巍, 吴冲

中国公路学报. 2014, 27(7): 54-59.

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为了揭示组合梁连接件在组合梁施工过程中产生的剪力突变现象，对一典型两跨连续组合梁建立板壳-实体有限元模型，详细模拟了组合梁中的连接件；分析了连续组合梁中连接件剪力突变产生的原因和机理，计算了组合梁考虑施工过程的各个部分构件受力，得到了不同施工工况下连接件剪力的分布特点；将有限元计算结果与现有规范计算方法的结果进行比较，推导了计算连接件突变剪力的简化计算方法,并与空间实体有限元计算结果对比。结果表明：现行规范计算组合梁剪力突变处的连接件剪力偏于不安全，所提出的简化计算方法具有足够的精度。

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多因素作用下混凝土中性化深度数值模拟

许崇法, 曹双寅, 范沈龙, 刘其伟

中国公路学报. 2014, 27(7): 60-67.

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为了给混凝土结构耐久性研究和寿命预测提供参考，依据扩散理论和有限元数值模拟，对应力、碳化和酸雨等单一因素和多因素作用下的混凝土构件中性化区域的物质含量分布、pH值和中性化深度进行了分析。研究结果表明：在混凝土中性化过程中，完全碳化区内的CO₂浓度曲线近似呈直线下降，部分碳化区内呈非线性下降，整体曲线呈指数分布，而H⁺和SO₄^2-呈非线性下降分布；混凝土内部Ca(OH)₂含量和pH值是连续变化的，存在部分中性化区；应力、酸雨与碳化存在耦合效应，酸雨腐蚀初期抑制碳化进行；混凝土中性化深度的数值模拟具有一定的可信度。

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借助三分力系数的桥梁颤振稳定性评价

白桦, 高慧, 李宇, 李加武

中国公路学报. 2014, 27(7): 68-73.

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为了借助简单的测力试验结果快速评价桥梁结构的颤振稳定性,利用理论分析方法给出影响桥梁颤振稳定性的系统牵连扭转运动阻尼比的简化表达式。采用Fung公式计算颤振导数A₂^*，利用Scanlan公式计算颤振导数A₁^*和H₃^*，可以较好地将三分力系数与颤振导数联系起来。结果表明：三分力系数斜率与桥梁颤振稳定性有一定关系，主梁断面的升力系数斜率与升力矩系数斜率乘积C^'_LC^'_M越小，越有利于桥梁的颤振稳定性；当颤振导数A₁^*H₃^*为负值时，有利于减小气动负阻尼，对结构起到稳定作用；应用此方法可以快速对比不同方案的颤振性能，便于气动选型。

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矩形构件涡振与驰振耦合状态下的幅值估算

周帅, 牛华伟, 陈政清

中国公路学报. 2014, 27(7): 74-84.

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为了深入研究大长细比矩形截面杆件的风致振动机理，首先对一个典型宽高比的矩形断面开展节段模型风洞试验，识别截面的主要气动参数,实测涡振与驰振耦合状态下的“软驰振”响应；然后基于试验模型的结构动力参数采用Tamura数学模型进行相关的数值模拟，并与试验结果对比，研究流体参数以及结构参数对结构响应幅值的影响。通过对比研究确定影响“软驰振”幅值响应的主要参数，并基于广泛收集的实测数据开展回归分析，建立用于估算矩形截面构件“软驰振”幅值响应的经验公式。研究结果表明：矩形截面宽高比是幅值响应的关键影响参数，回归分析中多项式拟合曲线误差较小，建立的幅值估算经验公式合理可靠。

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基于性能的独柱桥墩抗震优化设计方法

罗晓峰, 项贻强, 吴天真

中国公路学报. 2014, 27(7): 85-90,126.

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在独柱桥墩的抗震设计中，为了实现投资与效益之间的平衡，并在追求最优解的同时显著提高其计算效率，结合模糊逻辑控制法、神经网络法、自适应遗传算法的优点，提出了一种可以考虑非线性的基于性能的独柱桥墩的抗震设计方法。对设计结果进行Pushover分析，其能力曲线与试验滞回环曲线骨架基本一致；将该设计流程应用于一座城市高架桥桥墩的抗震设计中。结果表明：与一般的基于性能的模糊遗传抗震设计方法相比，该方法可以方便、准确、高效地确定桥墩的最优设计模型，可以推广应用于桥梁工程的抗震设计中。

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基于行人和自行车交通安全的城市道路限速值研究

聂进, 吴京梅, 吴玲涛, 任立海, 杨济匡

中国公路学报. 2014, 27(7): 91-97.

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为了确定中国城市交通环境下道路限速值对行人与自行车骑车人伤亡风险的影响，从城市深入交通事故调查数据库(IVAC)中选出能合理估算车辆碰撞速度且具有详细伤情记录的371例车辆-行人事故和67例车辆-自行车事故原始样本，利用逻辑回归分析方法建立了行人和自行车骑车人伤亡风险模型，定量分析行人与自行车骑车人在城市道路环境下的伤亡风险。设定了4种车辆行驶速度修正方案，基于伤亡风险分析，重新计算样本行人和自行车骑车人的伤亡人数。结果表明：行人和自行车骑车人在车辆碰撞速度70 km·h^-1时的死亡风险约为50 km·h^-1时的3倍，为30 km·h^-1时的13倍；降低车辆行驶速度可以明显降低行人和自行车骑车人伤亡风险；研究结果可为确定城市道路车辆限速值提供依据，对乡村道路限速值的确定也具有一定的参考价值。

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一级公路高速化前后的交通适应性分析

孟祥海, 史永义, 徐汉清, 张志召, 张树和

中国公路学报. 2014, 27(7): 98-104.

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针对设计速度80 km·h^-1的四车道一级公路改建为同等速度四车道高速公路后的交通适应性问题，通过现场测速对比分析了高速化前后典型路段上的运行速度，并应用运行速度分析了线形的连续性和设计一致性；基于实测三轴加速度，分析了平、竖曲线高速化后行车的力学性能；应用最新版IHSDM软件预测了交通事故，并对比分析了高速化前后的交通安全状况。研究结果表明:高速化后小型车的运行速度明显提高，尤其在非几何受限路段及下坡路段，且对线形变化更加敏感，对线形设计均衡性提出更高要求；高速化后在小半径平曲线上小型车有明显的超高不足倾向，在小半径竖曲线上竖向加速度增大且有舒适性变差趋势；高速化后事故率普遍下降，降幅达高速化前的12.4%~20.32%。

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雾霾对私家车主交通方式选择行为的影响

杜轶群

中国公路学报. 2014, 27(7): 105-110.

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为分析雾霾天气对城市中的私家车主出行方式选择行为的影响，以北京市为例，通过向私家车主发放350份调查问卷获得基础数据，首先利用回归模型进行初步的单因素分析，对空气质量与私家车主交通方式选择的关系进行分析，进而建立包括空气污染程度、公共交通质量等多因素的非集计模型，最后对不同性别私家车主的交通方式偏好进行分析。研究结果表明：随着空气污染程度的提高，私家车主选择公共交通出行的比例逐渐增加，特别是当空气质量指数超过200时，继续选择私家车出行的比例快速减少，而选择公共交通出行的比例相对急速上升；公共交通服务质量的提升可以有效促进私家车主放弃私家车和采用公共交通出行，会争取更多的女性私家车主改用公共交通出行；研究结果对制定更科学的出行政策，优化居民出行方式结构和减少城市空气污染具有指导意义。

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天然气制油公交车实际道路的瞬态颗粒排放特性

谭丕强, 白银标, 胡志远, 楼狄明

中国公路学报. 2014, 27(7): 111-117.

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为了给城市机动车颗粒污染治理提供参考依据，采用EEPS瞬态排气颗粒数量及粒径测试仪研究了柴油公交车实际道路的瞬态颗粒数量与粒径分布特性、颗粒质量排放特性。选用1辆满足国Ⅳ排放标准的柴油公交车进行实际道路测试，采用车载导航系统连续记录车辆位置，并获得实时车速。所用燃料分别为纯柴油、纯天然气制油(GTL柴油)、50%掺混配比的GTL柴油混合燃料，试验路线有市区主干道、市区次干道和市区快速路3种道路类型。结果表明:公交车实际道路的排气流量、排气颗粒数量、排气颗粒质量与车速变化有很好的跟随性;急加速时，公交车排气颗粒数量、排气颗粒质量出现急剧增加;该车在各道路类型下排气颗粒数量的粒径分布均呈现双峰对数分布，在快速路上的各粒径排气颗粒数量均较低，在次干道上的各粒径排气颗粒数量均较高;与纯柴油相比，GTL柴油同时降低了公交车核态和聚集态颗粒的数量排放;随着车速增加，公交车单位里程的排气颗粒总数量和质量开始略有增加，随后呈现缓慢下降;GTL柴油降低了公交车在主干道、次干道和快速路的颗粒排放,也降低了各车速区间的排气颗粒数量和排气颗粒质量。

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工程机械发动机动态加载试验装置

王海飞, 姚树新, 曹蕾蕾, 孔燕

中国公路学报. 2014, 27(7): 118-126.

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为了获得动态性能好、控制精度高的工程机械发动机动态加载试验装置，以测试发动机在变负荷工况下的输出特性，构建了基于恒压网络二次调节系统的模型和以预测函数(PFC)为控制算法的新型静液传动加载装置，对其数学模型进行仿真分析，并在所构建的恒压二次调节加载试验台上进行试验研究。研究结果表明：加载频率在3 Hz内时，所构建的试验装置可完全满足工程机械发动机的工作要求；转矩幅值控制精度可达96%，响应时间小于0.08 s；与传统的测功机相比，该试验装置具有较好的动态性能和加载精度，有利于工程机械发动机动态性能的进一步研究。

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2014年, 第27卷, 第7期　刊出日期：2014-07-20

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