中国公路学报

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延西利, 樊延刚, 李新波, 田辉黎, 王芳芳

中国公路学报. 2014, 27(9): 1-9.

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为了研究水泥路面在服役若干年后混凝土面板力学行为和技术性能的变化，并为水泥路面的结构设计、性能评价和养护维修等提供理论参考，在通车已达16年的水泥路面中钻芯取样，并在实验室制作了同标号水泥混凝土试件用以对比分析；将这2种新、旧混凝土圆柱体试件在3个加载速率下按照“简单加载至破坏”和“循环加载后至破坏”2种加载方式进行压缩试验。试验结果表明：新混凝土具有1个屈服应力，而旧混凝土则有2个屈服应力；在第一屈服应力的80%范围内和较高加载速率下，混凝土主要表现为线弹性，较低加载速率时才会表现出微量粘性；弹性模量的取值可采用“80%度量法”的割线模量；水泥路面板服役16年后，其抗压弹性模量和抗压极限应力分别衰减了约29%和56%。

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基于数字图像处理的路面裂缝自动分类算法

彭博, 蒋阳升, 蒲云

中国公路学报. 2014, 27(9): 10-18,24.

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为了充分掌握路面裂缝信息，给路面养护管理、路面性能评价与预测、路面结构和材料设计提供参考，对路面裂缝图像自动分类与严重程度识别进行研究。首先，将裂缝轮廓进行矢量化处理，从而分离出单个裂缝区域进行特征计算与分析，提取倾角、块度、空洞等新的裂缝几何特征；然后，选择裂缝分类特征(裂缝空洞、长宽比和倾角明显程度)，基于统计阈值区分线性裂缝和网状裂缝；最后，分别根据倾角和宽度对线性裂缝进行分类和严重程度识别，根据块度特征识别块状裂缝、龟裂及其严重程度。结果表明：裂缝分类和严重程度识别结果准确有效，可在无人为干预的情况下准确、自动、实时地提取路面裂缝种类和严重程度信息。

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沥青路面功能性预养护材料的养护时机研究

林俊涛, 吴少鹏, 刘全涛, 洪锦祥

中国公路学报. 2014, 27(9): 19-24.

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为研究功能性预养护材料的养护时机以提高沥青路面预防性养护的效益，选择了3种道路沥青，以压力老化20，40，60，80 h模拟沥青胶结料的长期老化；同时对湖北省内5条不同使用时间沥青路面中沥青胶结料进行回收，对比研究了室内模拟老化沥青及回收沥青流变开裂因子、羰基面积因子的变化规律。研究结果表明：流变开裂因子与沥青胶结料的延度具有显著的线性关系，通过流变开裂因子可预测实际路面中沥青胶结料的延度值；延度值5~8 cm可作为路面老化开裂的临界值，并可据此得到相应的流变开裂因子与羰基面积因子范围，可为路面预防性养护时机选择提供参考。

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可液化土中格栅加筋土挡墙地震变形特性大型振动台试验

王丽艳, 陈国兴, 高鹏, 陈苏, 井合进

中国公路学报. 2014, 27(9): 25-31.

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为了研究地震中饱和回填砂里土工格栅加筋土刚性挡墙的变形特性以及土工格栅在加筋结构里的抗震作用，建立了土工格栅加筋和无格栅加筋的土墙结构模型，并展开振动台试验研究。通过量纲分析理论的Froude常数推定加筋土墙体结构和未加筋墙体结构的几何相似比以及其他变量的相似设计，采用地震侧胀仪测试模型场地剪切波速；考虑地震动强度影响，测试了2个模型的墙体侧向水平变形反应特征、回填土表面沉降和孔隙水压力特性，并得到格栅加筋墙体地震残余变形与超静孔隙水压力比的关系。研究结果表明：加筋墙体地震侧向变形和加筋区回填土表面沉降因土工格栅的存在而显著降低，墙体变形呈现类似倾斜并带有屈曲外鼓的变形模式；土工格栅的存在消减了加筋区孔隙水压力的增长。

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钢-混凝土组合箱梁桥杆系模型的工程应用

聂建国, 朱力, 樊健生, 李法雄

中国公路学报. 2014, 27(9): 32-40,89.

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为了研究组合箱梁桥杆系模型的准确性和适用性，将杆系模型应用于实际钢-混凝土组合箱梁桥的设计分析中，首先介绍了1座直线和1座曲线连续组合箱梁桥的荷载试验情况，之后建立了2座实桥的精细模型和杆系模型，并将精细模型、杆系模型与荷载试验实测结果进行综合对比分析。结果表明：实测结果对于精细模型的挠度校验系数在0.5~0.8之间，应力校验系数在0.5~0.9之间，而杆系模型与精细模型的计算误差在±10%以内，充分证明了杆系模型的精确度与合理性，证实了杆系模型适用于组合箱梁桥；研究成果可为组合箱梁桥的设计和分析提供有效的数值工具。

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钢筋混凝土挡块抗震性能及改进试验

徐略勤, 李建中

中国公路学报. 2014, 27(9): 41-48.

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为提高桥梁横向挡块的抗震能力，针对挡块斜截面脆性剪断破坏的震害现象，提出了“限制破坏范围”和“提高塑性变形能力”2个抗震性能目标；采用拟静力试验研究了剪切钢筋与水平拉筋的相对数量关系，以及剪切钢筋布置方式、施工缝、加载位置等对挡块性能的影响；通过回归分析拟合了挡块的滑移强度，并提出了使挡块发生滑移破坏所需满足的配筋和构造细节。研究结果表明：挡块的破坏形态分为斜截面剪切、连接面剪切、连接面滑移3种；当发生连接面滑移破坏时，挡块及盖梁本身完好无损，两者仅在连接面上产生大位移相对滑动，挡块塑性变形能力最大，且便于震害修复；挡块的滑移强度与其剪切钢筋参数之间呈近似线性关系，利于工程设计计算。

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沉井下沉期荷载分布特征的细观试验

穆保岗, 别倩, 赵学亮, 龚维明

中国公路学报. 2014, 27(9): 49-56.

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为了准确分析沉井下沉期荷载分布特征可能受到的施工行为影响，设计了3组不同尺寸的沉井模型模拟下沉。在试验箱内分层铺设彩色标准砂，采取吸砂等助沉措施，利用CCD技术连续跟踪拍摄，观测地表沉陷范围、颗粒流动趋势，测量侧壁土压力，并采用二维颗粒流程序PFC^2D对试验过程进行模拟。研究结果表明：沉井下沉期的地表沉陷范围与沉井平面尺寸相关，由于吸砂形成的应力松弛影响，沉井侧壁的土压力在深度方向分布呈现先增大后减小的趋势，PFC程序分析的结果与室内模拟的规律较为一致；沉井下沉期间荷载分布特征不同于现行规范规定的线性分布，应考虑取土下沉的扰动行为对其荷载分布特征的影响。

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水平双向荷载作用下FRP约束RC矩形空心桥墩抗震性能试验

董振华, 韩强, 杜修力, 王作虎

中国公路学报. 2014, 27(9): 57-65.

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为了研究水平双向地震作用下纤维增强复合材料(FRP)约束钢筋混凝土(RC)空心桥墩的抗震性能，对10个FRP约束RC矩形空心桥墩进行了水平双向拟静力试验。通过分析不同试验空心墩的破坏形态、抗震性能参数和FRP有效拉应变，研究了长细比、壁厚、轴压比、FRP加固参数和加固方案对其破坏形态和抗震性能的影响，基于FRP拉应变试验结果和现有FRP有效拉应变计算模型，确定了影响FRP有效拉应变的主要参数，并提出了水平双向荷载作用下约束矩形空心桥墩的FRP有效拉应变计算公式。结果表明：FRP约束空心桥墩塑性铰区，可明显改善空心墩的耗能、极限变形和延性；提出的公式计算值与试验结果吻合较好。

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桥梁结构薄弱部位识别理论及极限承载力计算方法

彭卫兵, 潘若丹, 谢波, 史贤豪

中国公路学报. 2014, 27(9): 66-73.

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为给危桥和旧桥的加固提供方法和参考，在结构试验的基础上系统研究和验证了桥梁结构薄弱部位识别理论及考虑结构非线性的极限承载力有限元计算方法。开展了构件重要性系数计算理论研究，并针对双跨圬工拱桥的重要性系数分布与发生破坏时塑性铰位置及顺序的相关性提出了桥梁结构薄弱部位识别理论；设计碳纤维布加固混凝土梁模型试验，研究了粘贴碳纤维布或钢板加固混凝土梁的实际效果，验证了采用塑性损伤模型的极限承载力有限元计算方法的正确性；以北京白河桥和温州九丈大桥为背景工程，研究了桥梁结构薄弱部位识别理论和极限承载力有限元计算方法在刚架拱桥加固中的应用。研究结果表明：重要性系数分布的局部峰值代表桥梁结构薄弱部位，各薄弱部位的重要性按照局部峰值大小依次排序；在刚架拱桥薄弱部位进行锚贴钢板加固可降低重要性系数分布的局部峰值，同时可有效提高桥梁的极限承载力。

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在役钢筋混凝土连续刚构桥梁抗震性能评估

赵珺, 牛荻涛

中国公路学报. 2014, 27(9): 74-81.

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为了分析材料耐久性劣化对结构抗震性能的影响，针对遭受氯离子侵蚀的钢筋混凝土连续刚构桥，提出在役桥梁结构的抗震性能评估方法。应用菲克第二定律，得到损伤混凝土、锈蚀钢筋力学性能随时间的衰减规律；应用Min概率分布函数，得到针对桥梁结构的地震危险性曲线方程；应用IDA增量动力分析法，得到损伤构件和结构整体的地震易损性曲线和风险性曲线，完成结构的抗震性能评估。研究结果表明：得到的材料耐久性损伤劣化规律易于工程应用；桥梁结构与建筑结构相比，地震危险性曲线公式相差一个常数0.301；在相同地震作用下，桥墩纵桥向的易损性大于横桥向，结构系统的易损性和风险性均大于构件；结构发生同等损伤程度的易损性和风险概率均随服役时间而增大。

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大跨度钢桁架拱桥静动力相似模型

胡志坚, 张明辉, 孔祥韶, 吴大健

中国公路学报. 2014, 27(9): 82-89.

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为了开展大型钢结构桥梁损伤模拟研究，基于相似理论，按照厚度与几何尺寸不同比例的畸变缩尺，针对九江长江大桥主桥三联拱桥部分开展大缩尺比的静动力模型试验研究。在验证模型结构有效性与可靠性的基础上，通过各类构件的不同损伤模拟研究结构的动力特性变化。研究结果表明：基于畸变相似比例设计的大跨度钢桁架拱桥大比例缩尺模型能很好地满足模型与实型之间的静动力相似关系；结构损伤与结构刚度变化之间存在高度非线性关系，同类构件的不同损伤之间不存在叠加关系；次要构件损伤虽可能在某阶特定振型中贡献相对较大，但其对结构整体刚度和频率影响不明显。

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道路交通安全规划理论研究前沿

黄合来, 许鹏鹏, 马明, ABDEL-ATY M

中国公路学报. 2014, 27(9): 90-97,118.

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为了提高交通安全管理水平，全面提出交通安全规划的基本理念和发展框架，提炼其特征，从战略和战术2个方面阐释美国交通安全规划研究脉络和主要成果，总结交通安全规划的研究热点及技术难点，结合中国道路交通安全现状，提出有效推进交通安全规划理论研究和实践探索的对策。研究结果表明：交通安全规划理论是当前国际道路交通业界和学界最为前沿的研究方向之一，其考虑将主动安全贯穿于交通系统建设和运营全过程，强调从宏观规划层面到微观设计层面对安全水平的预测和规划，有望带来传统交通规划方法和交通安全工程与管理方法的双向革新。

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基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法

段宗涛, 李莹, 郑西彬, 康军, 程豪

中国公路学报. 2014, 27(9): 98-104.

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为解决采用传统方法进行交通流分配时难以保证交通流均衡性的问题，基于Hadoop大数据计算平台，设计并实现了一种实时多路径交通流分配算法。当需要进行交通流分配的OD对之间存在多条阻抗最小路径时，该算法首先能够搜索到给定OD对的所有阻抗最小路径集合，然后将该OD对的交通流均匀分配到搜索到的路径集合上，从而实现交通流的均衡分配，避免各个路段实际交通量超过其流量阈值，有效预防后继拥堵的发生，最后对基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法进行了仿真试验。结果表明：仿真路网中各路段在各个时刻的交通量均值相对于传统方法平均减少了42.3%，交通量方差相对于传统方法平均减少了35.8%，交通量最大值相对于传统方法平均减少了19.4%。

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不确定性环境下个性化路径选择的多属性决策方法

龙琼, 胡列格, 张谨帆, 彭烁

中国公路学报. 2014, 27(9): 105-110.

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为解决动态不确定性交通网络中的路径选择问题，面向交通网络的不确定性特点，提出了一种考虑驾驶人个性化需求的路径选择方法。研究了不确定型多属性决策方法；在不确定型多属性决策框架下，构建路径综合评价指标体系；考虑驾驶人个性化需求的复杂性和模糊性特点，引入模糊分析方法进行指标权重的个性化确定；针对路网信息的不确定性，采用不确定型多属性决策方法对可行路径进行排序，从而得到最优路径。结果表明：该方法获得的最优路径既考虑了交通网络的不确定性因素，又充分体现了驾驶人的出行意愿。

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一种新型混合动力传动系统匹配设计与性能仿真

杨阳, 崔维隆, 苏岭, 赵新富

中国公路学报. 2014, 27(9): 111-118.

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为提高混合动力传动系统的性能，提出了一种新型混合动力传动系统，分析了该动力传动系统在汽车各种行驶工况下的多种工作模式。以长安某原型车为参照对象，根据新型混合动力传动系统的特点对其动力源系统和传动系统进行了参数匹配设计和控制策略制定。基于MATLAB/Simulink软件平台，建立了整车动力传动系统仿真模型，进行了整车动力性、NEDC循环工况下的燃油经济性和纯电动续驶里程的仿真计算。结果表明：各项性能指标均能达到设计要求，与原型车相比动力性提高了27.1%，燃油经济性提高了41.9%。

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旋挖钻机钻杆耦合振动与减振研究

徐信芯, 焦生杰, 顾海荣, 成建联, 李金平

中国公路学报. 2014, 27(9): 119-126.

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为了更准确地预测旋挖钻机钻杆的振动特性并减小其振动，在分析钻杆振动机理的基础上，结合能量法和有限元理论，建立了钻杆轴向、横向、扭转耦合振动的动力学模型，采用Newmark-β法仿真分析了钻杆的动力学响应。设计了一种旋挖钻机钻杆减振器，并对减振器的减振效果进行了试验研究。结果表明：钻杆系统的横向振动位移幅值比轴向振动位移幅值大；横向和轴向加速度值的突变说明钻杆与孔壁发生了接触碰撞作用；所设计的钻杆减振器具有良好的减振效果，使轴向减振幅度达到52.1%，y轴和z轴横向减振幅度分别达到63.8%和44.2%。

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2014年, 第27卷, 第9期　刊出日期：2014-09-20

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