中国公路学报

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中国公路学报. 2015, 28(2): 0-0.

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循环剪切作用对格栅与砂土界面剪切特性的影响

刘飞禹, 林旭, 王军, 蔡袁强

中国公路学报. 2015, 28(2): 1-7.

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为了研究循环剪切作用对砂土与土工格栅界面剪切特性的影响,采用单调直剪试验与循环剪切后单调直剪试验,研究了竖向应力、循环剪切位移幅值等因素对筋土界面剪切强度和剪切体变特性的影响,并对比分析了单调直剪试验和循环剪切后单调直剪试验的结果.结果表明:在一定的循环剪切位移幅值内,界面剪应力峰值随着剪切幅值的增加而增长;循环剪切作用使得筋土界面的似粘聚力和摩擦角有一定程度的提高;循环剪切后单调直剪试验所得界面峰值剪切强度和残余剪切强度明显高于单调直剪试验结果.

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Superpave体系级配设计关键技术分析与V_MA曲线预测

刘树堂, 曹卫东, 任晓刚, 李英勇, 薛志超

中国公路学报. 2015, 28(2): 8-13,25.

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为了发展沥青混合料配合比设计原理,基于空隙率V_V和矿料间隙率V_MA计算公式推导获得了油石比P_a预估公式及沥青含量P_b与P_a之间的近似线性关系,采用数学推导与数据计算的方法,建立了P_b与V_V之间的关系式;通过对P_a预估公式进行变换得到了V_MA的新公式;基于V_V与P_a之间的负幂律关系,建立了V_MA曲线预测新方法.研究结果表明:Superpave体系中沥青含量预测公式体现的是平均意义上P_b与V_V之间的一种近似线性关系;Superpave给出的V_MA估算公式是多余的,其计算结果也不准确,可由推导的V_MA新公式来代替;仅利用初始沥青含量的制件结果即能进行V_MA-P_a或V_MA-V_V曲线预测.

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基于人-车-路协同仿真的山区道路大型车辆行驶适应性分析

徐进, 邵毅明, 杨奎, 罗骁, 罗庆

中国公路学报. 2015, 28(2): 14-25.

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为提高山区道路大型车辆的行驶安全性,构建人-车-路协同仿真系统,在3条复杂山区道路上开展代表性驾驶模式的大客车和重载货车虚拟行驶试验,根据仿真输出的车辆运动学/动力学响应参量和驾驶输入量,分别进行设计符合性、车辆通过性、运行速度协调性、行驶舒适性以及驾驶负荷度等5个方面的检验分析.结果表明:通过以上分析能确定危险位置的临界安全速度、超长货车通过急弯时的越出宽度和越出位置、不协调的线形单元以及行驶舒适度和驾驶负荷度较差的位置,进而可以实施靶向性的几何参数改进,增加山区公路与大型车辆之间的适应性,最终达到提高山区公路设计质量和安全性的目的.

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基于双相扫描检测的路面三维裂缝识别方法

孙朝云, 赵海伟, 李伟, 郝雪丽, 呼延菊

中国公路学报. 2015, 28(2): 26-32.

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为了识别路面的三维裂缝,根据路面病害的特征提取与检测要求,针对路面三维裂缝数据的特点,结合数字图像处理滤波技术,提出了一种基于平均值法曲线拟合的双相扫描检测路面裂缝识别方法.识别过程中先采用双相标准差均值滤波算法与基于组合结构元素的级联形态学滤波算法相结合的方法对数据点进行去噪处理,再通过基于平均值法曲线拟合的双相扫描检测方法对裂缝进行识别;即对路面三维数据矩阵分别进行水平单相和垂直单相扫描检测得到2幅裂缝图像,然后对这2幅裂缝图像进行叠加处理,再进行区域生长,便可得到双相扫描检测识别的裂缝图像.研究结果表明:采用双相扫描检测方法,可以很好地识别裂缝;采用准确率曲线对该算法进行评估,得出该算法性能稳定且准确率高;该算法对路面养护管理决策的制定和路表三维形态的重构起到了重要的指导作用.

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纤维模型在钢拱桥抗震设计中的适用性研究

谢旭, 唐站站, 胡欣科, 梁正裕

中国公路学报. 2015, 28(2): 33-42.

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为了探讨纤维模型在钢拱桥抗震设计中的适用性以及钢拱桥合理的验算方法,并考察动轴力及钢板局部变形对钢拱桥的影响,以一座跨度为200 m的上承式钢拱桥为对象,利用精细的三维有限元计算模型讨论了钢拱桥弹塑性地震反应特性,并在此基础上探讨了采用纤维模型进行抗震验算的适用性.研究结果表明:地震动轴力对钢拱肋极限应变的影响不可忽略;纤维模型仅适用于发生轻微损伤的钢结构弹塑性地震反应的计算;对于截面接近正方形的构件,用破坏区的平均应变指标验算纤维模型的损伤程度是一种可行的方法,但合理的等效塑性域长度还有待进一步研究.

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FRP-混凝土-钢管组合方柱轴压性能及承载力计算模型

高丹盈, 王代

中国公路学报. 2015, 28(2): 43-52.

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为了给FRP-混凝土-钢管组合方柱的设计和施工提供参考,促进其在桥梁墩柱等腐蚀环境下的工程结构中应用,通过21根方柱的轴压试验,重点研究空心率、钢管径厚比和FRP约束特征值对FRP-混凝土-钢管组合方柱轴压性能的影响.基于极限平衡理论及FRP约束混凝土实心方柱的试验结果,对FRP-混凝土-钢管组合方柱进行受力分析,提出了其轴压承载力计算模型.结果表明:外层FRP管和内层钢管对FRP-混凝土-钢管组合方柱中的混凝土具有较大约束,其强度和延性均得到显著提高;其轴压性能与外层FRP约束程度和内层钢管径厚比密切相关;基于极限平衡理论提出的FRP-混凝土-钢管组合方柱极限承载力计算模型的计算过程简单,且计算值与试验结果吻合较好.

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全无缝桥梁接线路面温降效应及长度优化

李嘉, 陈建中, 邵旭东

中国公路学报. 2015, 28(2): 53-59.

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为了充分吸纳全无缝桥梁主梁温度变形,降低工程造价,提出连续配筋接线路面合理长度计算方法,分析了温降下接线路面板受力变形机理,推导了考虑地梁锚固影响的接线路面应力、位移解析式, 并提出接线路面长度及配筋设计方法;采用计算机编程实现了路面长度的优化计算.结果表明:解析法计算结果与有限元ANSYS仿真分析结果相近,路面板纵向钢筋最大应力相对误差为3.4%~5.7%;路面板最大裂缝宽度相对误差为4.7%~10.5%;实桥监测结果验证了接线路面长度及配筋设计满足现行规范要求.

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高墩隔震连续梁桥地震模拟振动台试验

刘彦辉, 谭平, 周福霖, 温留汗·黑沙, MERCAN O

中国公路学报. 2015, 28(2): 60-68,94.

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为了研究高墩隔震连续梁桥的抗震及减震性能,以某实际跨海高墩连续梁桥为试验研究对象,设计制作与原模型同材料1:10的试验模型,分别采用铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座和摩擦摆隔震支座3种减震方式,进行高墩隔震连续梁桥的地震模拟振动台试验,设计了拼接式桥墩拼接处剪力测试方法,研究了该实际跨海大桥所在场地120年一遇、600年一遇、1 200年和2 400年一遇地震的地震波输入时,不同隔震方式对桥墩墩顶加速度、桥面加速度、桥墩墩顶剪力、桥墩拼接处剪力、墩底混凝土应变、墩底钢筋应变的影响.试验结果表明:只要隔震支座参数设计合理,3种减震方式均能有效减小桥梁的动力响应,隔震后在2 400年一遇地震时整个桥墩处于弹性状态;摩擦摆隔震支座屈服前刚度最大,需根据地震波输入强度合理设计屈服力才能起到减震作用;设计的拼接式桥墩拼接处剪力测试方法可有效测试拼接处的剪力,为拼接处拼接件的设计提供了设计依据.

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倾斜荷载下桩柱式桥墩受力变形分析传递矩阵法

张玲, 赵明华, 赵衡

中国公路学报. 2015, 28(2): 69-76.

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为了研究倾斜荷载下桩柱式桥墩的受力变形特性,将其视为一工作整体,地面或局部冲刷线以上自由段视为置于虚拟土层中,根据桩(墩)身截面尺寸、混凝土强度等级以及土层情况等将桩柱式结构划分为若干分析单元段,基于Winkler弹性地基梁理论,考虑轴向和横向荷载共同作用,得到任一单元段的位移控制微分方程,并采用幂级数法进行解答.进而根据相邻单元段内力与位移连续条件得到了由柱顶受力与变形条件表示的桩柱式结构任一深度处水平位移、转角、弯矩及剪力的矩阵表达式.通过具体算例将提出的传递矩阵法所得结果与有限元等方法所得结果进行了比较.在此基础上,探讨分析了地基成层性对倾斜荷载作用下桩柱式结构体系内力与位移的影响.研究结果表明:表层土的物理力学性质及埋深对柱顶水平位移、地面处桩身水平位移及桩身最大弯矩值均有不同程度的影响.

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节段接缝剪切变形对PC箱梁变形影响试验

刘杰, 叶见曙, 陈娟娟

中国公路学报. 2015, 28(2): 77-86.

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为了分析节段接缝的剪切变形对预应力混凝土(PC)箱梁变形的影响,以虎门大桥辅航道桥箱梁为原型,设计制作了1片整体浇筑、3片分段浇筑的PC简支工字梁,并进行了室内荷载试验.运用光纤光栅位移传感器测试节段接缝的剪切变形,据此研究了该变形对试验梁跨中变形的影响.通过对4根试验梁试验结果的对比分析,研究了结合面凿毛、抗剪钢筋配筋率以及疲劳荷载对节段接缝剪切变形的影响规律.研究结果表明:试验梁节段接缝的剪切变形与跨中位移的比值不足1%,可以忽略不计;结合面凿毛可以减小节段接缝的剪切变形;疲劳荷载会在一定程度上增加节段接缝的剪切变形;按常规的方法进行腹板抗剪配筋设计即可满足节段接缝抗剪要求,无需特意增加配筋率.

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公交专用道优化设计的双层规划模型

陆化普, 孙煦, 吴娟

中国公路学报. 2015, 28(2): 87-94.

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为了实现公交专用道科学规划与布局,对城市公交专用道的优化设计问题进行了研究.考虑专用道的规划布局对出行者出行路径选择行为的影响,将该问题抽象成一个双层规划模型进行研究.上层模型以路网系统效益最优为目标进行公交专用道的优化布局;下层模型针对小汽车和公交客流分别建模,在优化后的路网上进行相应的客流分配,其分配结果又会影响专用道的优化设计.然后采用遗传算法对该双层模型求解,并给出了具体求解流程图.最后利用北京市部分区域路网对该方法进行应用.研究结果表明:建立的公交专用道双层优化模型能够在保证交通系统利益最大时实现专用道的优化布局.

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基于累积前景理论的多目标广义路网设计模型

吕彪, 蒲云, 刘海旭

中国公路学报. 2015, 28(2): 95-103,126.

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根据随机路网环境下出行者有限理性的路径选择行为,组合能力扩展与拥挤收费2种方案,提出了基于累积前景理论的多目标广义路网设计双层规划模型.该模型上层模型以最小化系统出行时间预算和最大化系统出行前景为目标,下层模型为基于累积前景理论的用户均衡模型.推导了需求服从对数正态分布且路段通行能力服从贝塔分布条件下的前景值计算公式,建立了用等价变分不等式表示的均衡模型,设计了改进型非支配排序遗传算法求解模型.研究结果表明:出行者择路行为的风险偏好与风险认知会显著影响网络设计结果,忽视出行者择路行为的有限理性可能会产生次优甚至错误的网络设计方案.

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非对称边缘率标线对弯道驾驶人横向位置调整的影响机理

刘兵, 朱顺应, 王红, 夏晶, 裴庆红

中国公路学报. 2015, 28(2): 104-111.

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为了揭示非对称边缘率标线对弯道驾驶人横向位置调整的影响机理,在高速公路弯道上开展路上试验,分别布设2种不同的非对称边缘率标线,采集了断面车速、车头时距及左右车轮在车道的横向位置等数据,运用结构方程模型研究了影响路径.结果表明:驾驶人偏离感知速度大的一侧,标准路径系数为-0.46;驾驶人通过降低车速来减小内外侧感知速度差异,内外侧感知速度差异越大,减速幅度越大,越偏向曲线内侧,标准路径系数为0.08;两侧感知速度差异增大能提高驾驶人弯道车速危险性感知,使驾驶人降低车速进而影响车辆横向位置,标准路径系数为0.03;边缘率标线通过增大驾驶人感知速度间接影响车辆横向位置,标准路径系数为0.14;距离内外侧标线距离的标准路径系数分别为0.26和-0.28.各路径影响效果合成后,驾驶人整体上偏离速度感知大的一侧.

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插电式混合动力汽车变参数能量管理策略

秦大同, 赵新庆, 苏岭, 杨官龙

中国公路学报. 2015, 28(2): 112-118.

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为进一步提高新型插电式混合动力汽车(PHEV)的整车经济性,考虑到影响整车经济性的2个主要因素--行驶工况和行驶里程,提出了变参数能量管理策略.为减小车辆行驶工况的影响,应用模糊欧几里德贴近度方法,建立了基于典型循环工况的车辆行驶工况识别控制策略;为减小车辆行驶里程的影响,应用模糊识别的方法,建立了以车辆行驶里程和车辆启动时的动力电池荷电状态(SOC)为输入,行驶里程模式为输出的车辆里程模式识别控制策略;最后对整车能量管理策略进行了仿真分析.结果表明:在同等行驶里程的新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,与定参数能量管理策略相比,变参数能量管理策略可以降低整车等效百公里油耗5%以上,从而提高了PHEV的整车经济性.

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抽吸系统对汽车风洞试验的影响及优化

杨易, 蔡圣康, 徐永康, 刘政, 黄剑锋

中国公路学报. 2015, 28(2): 119-126.

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为了通过优化风洞抽吸系统参数来改善抽吸效果从而提高汽车模型风洞流场品质,利用风洞试验数据与计算流体动力学仿真方法建立抽吸系统的Kriging近似模型,采用非支配排序遗传算法对抽吸系统参数进行多目标优化,对比分析参数优化前后抽吸系统对MIRA阶梯背模型风洞试验结果所造成的影响,从风洞附面层厚度、模型尾流结构、模型外部压力的变化3个方面探讨了抽吸参数差异引起流场变化的物理机制.结果表明:参数优化后风洞抽吸系统的抽吸效果得到增强,地面附面层厚度减小导致模型底部气流速度增大,尾部负压区增大导致阻力增大,底部前端负压区增大和行李舱盖上方正压区增大导致升力减小.

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2015年, 第28卷, 第2期　刊出日期：2015-02-20

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