2018年, 第31卷, 第6期　刊出日期：2018-06-20

  

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  中国公路学报. 2018, 31(6): 0-0.

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  封一/四

  中国公路学报. 2018, 31(6): 0-0.

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综述
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  中国筑路机械学术研究综述·2018

  《中国公路学报》编辑部

  中国公路学报. 2018, 31(6): 1-164.

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  为了促进中国筑路机械学科的发展，从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面，系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等；压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等；路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等；桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等；隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等；养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
道路工程
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  DCLR改性沥青的流变力学性质

  罗蓉, 许苑, 刘涵奇, 张德润, 冯光乐

  中国公路学报. 2018, 31(6): 165-171.

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  为研究煤直接液化残渣（DCLR）改性沥青的流变力学性质并评价其改性效果，采用动态剪切流变仪对90^#基质沥青（改性前）和DCLR改性沥青（改性后）进行温度频率扫描试验、多重应力蠕变恢复（MSCR）试验和不同应力水平下的时间扫描试验，分别评价其强度、抵抗永久变形的能力和抵抗疲劳开裂的能力。结果表明：DCLR改性沥青在低频范围（10^-3～10³ rad·s^-1）内的动态剪切模量大于90^#基质沥青，在高频范围（10³～10⁶ rad·s^-1）内的动态剪切模量略小于90^#基质沥青，整体上DCLR改性沥青的强度高于90^#基质沥青，且在同一频率范围内其动态剪切模量变化幅度变小，说明改性后其温度敏感性降低；通过对比DCLR改性沥青和90^#基质沥青在不同温度下的未恢复蠕变柔量和恢复率，发现同一温度下DCLR改性沥青的未恢复蠕变柔量均低于90^#基质沥青，恢复率均高于90^#基质沥青，说明DCLR改性沥青抵抗永久变形的能力和变形恢复的能力相较于90^#基质沥青有显著提高；通过对比分析这2种沥青在不同应力水平下的疲劳寿命，发现DCLR改性沥青的疲劳寿命显著高于90^#基质沥青，证明其抵抗疲劳开裂的能力相较于90^#基质沥青更好，这2种沥青的疲劳寿命随应力水平的变化规律均能采用幂函数进行拟合，且拟合效果良好。
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  钢筋与钢纤维再生混凝土黏结滑移性能及模型（双语出版）

  高丹盈, 朱倩

  中国公路学报. 2018, 31(6): 172-180.

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  为了推广钢纤维再生混凝土在道路、桥梁等工程中的应用，以再生骨料取代率（0%、30%、50%和100%）和钢纤维体积率（0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）为试验参数，设计了11组不同配合比的钢纤维再生混凝土，制作了33个钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件，进行内贴应变片的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件的拔出试验。结果表明：钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力沿黏结区段的分布存在2～3个峰值，黏结段内的黏结刚度沿黏结长度变化是引起黏结应力和滑移沿黏结段不均匀分布的主要原因；黏结刚度分布的均匀性随再生骨料取代率的增加而提高，再生骨料取代率为50%时的黏结刚度分布均匀性较好；掺入钢纤维后，黏结刚度均匀性得到了提高，但钢纤维体积率2.0%试件的黏结刚度均匀性变差；加载端滑移随再生骨料取代率的增加而增大，随着钢纤维体积率的增加而降低；黏结应力分布均匀性随再生骨料取代率和钢纤维体积率的增加而提高，距离自由端最近的峰值应力随再生骨料取代率的增加而增大，钢纤维体积率的影响较小；钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力滑移曲线的形状不随黏结位置的变化而改变。最后，提出了考虑再生骨料取代率和纤维体积率影响的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结-滑移本构模型。
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  土工织物散体桩桩体单轴压缩试验

  陈建峰, 曾岳, 冯守中, 李丽华

  中国公路学报. 2018, 31(6): 181-187.

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  土工织物散体桩是一种新型的复合地基桩基，为了研究其在轴向荷载下的强度和变形特性，并探讨桩体强度和模量的确定方法，选用了3种相对密度（D_r=0.42，0.62，0.78）的碎石和4种筋材强度（T=33，43，52，65 kN·m^-1）的无接缝聚丙烯土工编织布套筒，制备成12组直径为300 mm，高度为600 mm的大尺寸土工织物散体桩桩体试样，对试样进行单轴压缩试验至破坏。研究结果表明：单轴压缩下土工织物散体桩桩体应力-应变曲线在加载初期因碎石受到初始压密而上凹，而后近似线性增长至桩体强度，随后应力随应变减小呈现应变软化特性；当加载接近至桩体强度时，编织布套筒中间部位明显鼓胀，该处横向筋丝逐根断裂直至桩体失效，故横向筋丝的强度对桩体的强度起控制作用，在实际应用中可加强横向筋丝的强度以进一步提高桩体的竖向承载力；土工织物散体桩桩体强度与碎石相对密度无相关关系，而与筋材强度呈较好的线性统计关系，可以通过筋材强度确定土工织物散体桩的桩体强度；土工织物散体桩桩体模量随筋材强度或碎石密实度的增大而明显增大，在同一碎石密实度下，桩体模量随筋材强度呈线性增长关系；建立了土工织物散体桩桩体模量理论计算公式，并采用试验值对理论公式进行修正，修正系数κ=2.4，修正后的结果与试验值吻合很好。
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  基于锚杆监测的单滑动面边坡动态预警分析及安全分级

  晏长根, 孙巍锋, 徐伟, 刘保健

  中国公路学报. 2018, 31(6): 188-194,226.

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  为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用，基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律，开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先，对于锚杆监测单滑动面边坡，待加固锚杆及监测锚杆施工完，锚杆灌浆体强度已稳定，将短时间内应力调整及变形发展稳定后的边坡状态定义为边坡初始监测状态。接着，考虑滑动面的抗剪强度参数、滑动面上水压力和地震的不利演变，开展平面应变数值模拟预演分析，获得相对于边坡初始监测状态的监测锚杆轴力增量和序列。再相对于边坡初始监测状态，采用边坡极限平衡稳定分析法分别获得不利演变导致的边坡滑动力增量和抗滑力减少量，从而拟合二者与监测锚杆轴力增量和的函数，并建立边坡动态稳定系数与监测锚杆轴力和的计算公式。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）等关于边坡安全等级和预警的规定，将锚杆监测边坡预警等级划分为：蓝色无警、黄色预警、橙色预警和红色预警。最后，设计了锚杆监测单滑动面边坡算例及2个不利演变独立工况，阐述了采用该方法进行边坡动态预警分析及安全分级的流程。结果表明：针对类似边坡，先结合已有相关资料合理预判边坡影响因素的不利演变规律，再采用该方法进行分析，可达到良好的预警效果。
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  路堤下伏溶洞受力模式和变形破坏的数值模拟

  魏锋, 陈忠达, 陈峙峰, 张震, 朱耀庭, 胡文华, 吴福泉

  中国公路学报. 2018, 31(6): 195-206.

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  为进一步揭示溶洞的受力模式和变形破坏过程，根据勘察结果建立考虑地层分布、溶洞形状、溶洞位置等因素的模型，模拟路堤分层填筑的过程，采用力法、强度折减法分析溶洞受力模式及其对破坏的影响。通过预埋钻孔多点位移计监测路堤填筑过程中溶洞及其上覆土层的变形破坏过程，并建立数值模型重现其破坏过程。根据应力状态和Hoek-Brown强度包络线，将破坏形式划分为张拉破坏、拉伸剪切破坏和压缩剪切破坏，并分析顶板倾角和洞穴形状对破坏形式、变形及稳定性的影响。基于抗弯理论，推导路堤容许填筑高度的解析解，并根据地应力和拱效应进行修正。结果表明：弯拉应力在拱效应和地应力的挤压作用下减弱，导致溶洞顶板进入剪切塑性状态，而非拉伸塑性状态；由于未能考虑拱效应和地应力的挤压作用，以往按照简支梁假设计算的弯拉应力结果偏大；矩形溶洞的顶板受力状态以拉剪为主，而椭圆形溶洞的顶板由于拱效应受力状态主要为压剪，实际形状溶洞的稳定性介于二者之间；顶板倾角（25°以内）对变形和稳定性影响不明显，但溶洞顶板的受力模式由压剪变为拉剪；为防止岩溶失稳，应控制路堤填筑高度，但现行规范中厚跨比大于0.8的规定过于保守，抗弯估算法优于厚跨比评价法，但仍偏保守，考虑地应力和拱效应的修正抗弯估算法最接近工程实际和数值计算结果。
桥梁工程
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  节段模型气动导纳的数值模拟与试验

  张伟峰, 张志田, 张显雄, 陈政清

  中国公路学报. 2018, 31(6): 207-216.

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  为了对桥梁风工程中广泛使用的气动导纳进行精细化研究，针对桥梁风工程中由于沿用了经典的薄机翼气动力理论，认为气动导纳仅是量纲一折算频率的函数而与风场特性无关这个问题，首先简要回顾了二维薄机翼非定常气动力理论的基本假定，指出对于钝体桥梁断面，这些基本前提条件不再成立，因此也不存在独立于风场特性的气动导纳函数。在这一理论观点的指导下，利用节段模型风洞测压试验，在3种非均匀布置的格栅湍流场中测量了平板断面和高宽比为1∶4矩形断面的脉动升力，并识别出各自的气动导纳函数。通过比较不同风场下识别的气动导纳函数，研究了不同形式断面与风场的依赖性。然后利用CFD数值模拟，通过改变入口边界条件，在3类湍流场中对结果进行了进一步的验证。试验及数值结果表明：平板断面的气动导纳在3类风场中基本一致，表现出了流线型断面对来流特性的不敏感性，可以认为是量纲一折算频率的单一函数；相比之下，具有钝体特性的矩形断面在3类不同风场中识别的气动导纳区别十分显著，表明钝体断面的气动导纳并不能定性为断面的函数，而是由断面与来流风场特性共同确定。在桥梁风工程中，需谨慎应用源于机翼理论的气动导纳概念，试验识别气动导纳时宜考虑与实际情况相符的风场特性。
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  基于纽玛克法的变截面波形钢腹板组合箱梁畸变效应分析

  李立峰, 周聪, 王连华, 任虹昌

  中国公路学报. 2018, 31(6): 217-226.

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  为研究变截面波形钢腹板组合箱梁（CBGCSWs）在偏心荷载作用下的畸变效应，忽略波形钢腹板的纵向抗弯刚度，通过建立其微段单元平面内、外力系平衡方程，推导了以畸变角为未知量的畸变微分方程，并采用基于共轭梁理论的纽玛克法进行求解，由此建立了偏心荷载作用下变截面CBGCSWs畸变正应力计算理论。以某大跨变截面CBGCSWs桥为工程背景，运用该理论获得了4种不同工况下组合箱梁角点处畸变正应力理论解，并采用空间有限元方法进行了验证，数值解与理论解吻合良好，表明推导的变截面CBGCSWs畸变计算理论正确且精度足够，可供工程参考。在此基础上，比较了变截面CBGCSWs与对应PC箱梁的抗畸变能力，并探讨了横隔板间距、高跨比、宽跨比及钢腹板形状等因素对变截面CBGCSWs畸变正应力的影响规律。结果表明：用波形钢腹板替代混凝土腹板会较大程度削弱箱梁的抗畸变能力，应当引起足够重视；横隔板间距及宽跨比等参数对畸变正应力影响较大，而高跨比及钢腹板形状等则影响很小。
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  基于车桥耦合振动的RC系杆拱桥加固效果评价

  栾娟, 郝宪武

  中国公路学报. 2018, 31(6): 227-234.

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  为了对采用吊拉主动加固方法的钢筋混凝土系杆拱桥进行基于车桥耦合振动分析的加固效果评价，首先，利用ANSYS软件建立空间梁、板和杆单元的桥梁结构有限元梁格模型，并选取三轴9自由度的车辆模型及路面不平度等级B分别模拟实际车辆及桥面状态，将梁格模型调入BDANS软件，通过数值模拟车、桥动力响应，计算得到桥梁动位移、加速度响应，研究加固前后桥梁控制截面所受到的动力冲击作用；然后，分析桥梁加固前后不同位置加速度响应的频谱特征；最后，对依托工程动力特征、动态响应及车桥耦合作用的实测值与理论值进行比较分析。结果表明：通过该方法加固后结构的竖向自振频率较加固前均有提升，但提升幅度较小；加固前后结构不同位置的动力响应随车速增加呈逐渐增大的趋势，且车速在60～80 km·h^-1时，加固后结构跨中截面的动力响应降幅最大；加固后结构控制截面的加速度均方根值小于加固前，根据其变化幅值建议车辆通过加固后桥梁结构的速度为60 km·h^-1，以保证行人过桥时的体感舒适度、通行效率及行车安全；通过理论值与实测值的对比分析，验证了基于车桥耦合振动分析方法对桥梁结构加固后行车性能评价的有效性。
隧道工程
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  不同火源面积下隧道火灾温度场试验与数值模拟分析（双语出版）

  陈长坤, 王玮玉, 康恒, 史聪灵, 刘晅亚

  中国公路学报. 2018, 31(6): 235-243.

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  为了探究隧道内不同火源面积下温度场的分布规律，给隧道火灾救援提供科学的理论支持，为隧道防火设计提供参考，建立1∶9的缩尺寸模型隧道，对3种不同火源面积下，隧道火灾的热释放速率、拱顶及纵断面温度场分布特征、隧道洞口火溢流分布特点进行试验研究。同时采用大涡模拟方法对以上3种火灾场景进行了数值模拟计算，并利用试验对模拟结果进行对比分析。研究结果表明：当火源面积较小时，空气充足，燃烧主要以燃料控制型为主，隧道内最高温度位于火源正上方，并沿隧道纵向向两端逐渐减小，温度分布稳定、分层明显，此时通过火灾模拟软件FDS得到的数值模拟结果与试验较为吻合；当火源面积较大时，空气较为不足，燃烧主要以通风控制型为主，在稳定燃烧阶段，火源中部的燃烧因通风受限而受到抑制，其温度明显降低，而火源两侧燃烧相对剧烈，温度较高；当燃烧进入衰减阶段，由于两侧可燃蒸气减少，火源中部因助燃物充足而再次剧烈燃烧，此时，FDS数值模拟结果能够较好反映出该场景下的燃烧情况，但相对于试验，模拟计算所获得的温升速率较快，在充分燃烧阶段火源中心的抑制作用较试验更为明显；隧道洞口火溢流的模拟结果与试验结果相一致，数值模拟能够更好地给出火羽流的结构细节。
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  水下非接触爆炸冲击作用下悬浮隧道动力响应

  罗刚, 潘少康, 周晓军, 陈建勋, 戴兵强

  中国公路学报. 2018, 31(6): 244-253.

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  为了研究水中悬浮隧道在近场非接触爆炸荷载作用下的运动学及动力学行为规律，通过任意拉格朗日欧拉耦合算法处理流固耦合和强间断流场模拟问题，采用Jones-Wilkins-Lee （JWL）方程和Mie-Gruenisen状态方程分别模拟爆生气体和水的压力，并利用基于势流理论和边界元法的LS-DYNA有限元动力学程序实现上述问题求解计算，分析锚索支撑体系、炸药量和爆心距离对悬浮隧道结构位移、速度、加速度和应力的影响。结果表明：非接触爆炸冲击作用下，3种支撑体系的差异对悬浮隧道管段的位移、速度、加速度和应力影响较小，相同爆炸荷载作用下垂直支撑锚索的轴力远小于其他2种工况（组合支撑和倾斜支撑），组合支撑体系和倾斜支撑体系比垂直支撑体系锚索轴力最大值要大296%和283%；管体的位移、速度和应力随着炸药量增加近似呈线性增加，加速度近似呈抛物线增加，200，500 kg炸药引起的管段跨中加速度比100 kg炸药引起的加速度大26.2%和223%，炸药量是影响悬浮隧道结构安全性的关键因素；管段位移、速度、加速度和应力随着爆心距增加而近似呈幂函数下降；与2 m爆心距相比，5，10，20 m工况时加速度峰值分别下降了73.2%、94.2%、97.5%；通过回归分析和拟合函数可计算满足结构安全的允许炸药量和安全距离，进而为非接触爆炸荷载作用下悬浮隧道的安全性评价提供依据。
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  基于锚杆受力分析的软岩隧道变形规律及柔模支护技术

  于远祥, 陈宝平, 张涛, 张杰

  中国公路学报. 2018, 31(6): 254-263.

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  研究支护状态下围岩变形范围及其位移量将为合理确定软岩隧道开挖的预留变形量及其支护方案提供重要的理论依据。通过将隧道围岩简化为理想弹塑性介质，在围岩中布设全长锚固锚杆。基于锚杆与围岩的协调变形原理，建立杆体与其周围岩体相互作用的力学模型，分析锚杆表面摩阻力及轴力的分布规律，并根据杆体的静力平衡条件，推导出杆体与岩体相对位移为0的中性点位置及其最大轴力值，讨论初期支护条件下隧道围岩的塑性区及破裂区的厚度计算公式及其影响因素；综合考虑隧道表面围岩变形过程中的塑性位移和破裂区岩体的碎胀变形位移，提出隧道表面围岩的位移公式及预留间隙柔模支护技术，进而定量分析榴桐寨软岩隧道的围岩位移及其预留变形量。结果表明：通过锚杆轴力可以反演分析隧道围岩的变形范围，确定围岩稳定后的最终位移量；柔模支护结构能够大量吸收大变形软岩的变形能，且具有适当的刚度抵抗围岩的有害变形，研究成果可为合理设计软岩隧道的开挖及支护方案提供新的思路。
交通工程
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  基于改进梯度相似度核的交通图像去雾算法

  汪贵平, 宋京, 杜晶晶, 黄鹤, 王会峰

  中国公路学报. 2018, 31(6): 264-271,280.

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  雾霾天气下，交通图像采集设备获取的降质图像含有较多噪声，图像边缘不突出，整体偏暗且对比度不高，灰白不清。针对传统交通图像滤波和去雾算法存在着滤波效果和边缘保持能力不能兼顾，容易出现噪声斑块，导致去雾后图像质量较低的问题，在传统梯度双边滤波基础上，设计了一种新的梯度相似度核，提出了基于改进梯度相似度核的雾霾天气下交通图像去雾算法。新算法首先将采集的含雾图像转换到Lab颜色空间，提升色域宽度，再利用改进梯度相似度核和空间相似度核分别计算图像中每一像素点与滤波框内临近像素点的梯度相似度和空间相似度权值，根据权值对图像进行滤波处理，然后将其转换到RGB颜色空间。最后根据大气光散射模型和暗通道先验原理，对滤波后的交通图像进行去雾处理，得到复原图像。试验结果表明：与传统双边滤波和梯度双边滤波算法相比，使用新算法处理后的复原图像峰值信噪比、归一化灰度差平均提升了13.25%、9.41%和21.76%、22.7%。新算法在保证了滤波效果，避免“噪声斑块”的同时，能够尽可能保持图像边缘细节信息，提升了雾霾天气下交通图像的去雾质量，对加强交通监控，保障交通安全有十分重要的应用价值和现实意义。
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  险情中驾驶人接管自动驾驶车辆的驾驶行为研究（双语出版）

  钮建伟, 张雪梅, 孙一品, 秦华

  中国公路学报. 2018, 31(6): 272-280.

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  为了指导驾驶人安全地使用自动驾驶系统，在模拟驾驶仿真平台上研究驾驶人在复杂交通环境下实现自动驾驶切换到手动驾驶的绩效表现，以及影响驾驶人驾驶方式切换过程的因素。试验收集了36名驾驶人在2种险情下切换驾驶方式过程中的驾驶行为数据，包括驾驶速度、车头间距、车辆横向位移和车辆转向等数据。研究结果表明：部分驾驶人会在险情提示出现之后即刻切换驾驶方式，而部分驾驶人则在提示出现之后继续监控道路和车辆信息，直到交通冲突出现的时候才进行驾驶方式切换；对上述2种切换方式进行独立分析发现，进行第2种切换的驾驶人在接管车辆之前所处的状态（玩游戏或者听音乐）对驾驶人接管车辆所用的切换时间有显著性影响，驾驶人处于玩游戏的状态下接管车辆所用的时间会小于驾驶人在听音乐状态下接管车辆所用的时间；切换方式对车辆横向位置有显著性影响，而且进行第1种切换的驾驶人在后续的驾驶过程中能保持较小的安全速度行驶，说明“切换方式1”与“较小的安全车速”存在相关关系，但二者的因果关系尚需深一步研究。
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  基于压缩感知尺度自适应的多示例交通目标跟踪算法

  杨红红, 曲仕茹

  中国公路学报. 2018, 31(6): 281-290,316.

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  针对大多数跟踪算法对车辆等交通目标在行驶过程中的尺度变化、姿态变化的适应性差及在跟踪过程中使用固定尺度的跟踪框，导致所构造的目标模板包含大量背景信息，引起跟踪漂移甚至丢失的问题，提出一种基于压缩感知理论与超像素目标性度量的尺度自适应多示例交通目标跟踪算法，该算法首先利用压缩感知理论对多示例学习中的特征维数进行降维，减少算法计算的复杂度。其次，采用超像素目标性度量进行局部尺度自适应调整，解决多示例跟踪算法中的尺度适应问题。此外，引入基于目标判别机制的分类器更新，利用连续帧中目标的相似性判断跟踪目标是否存在遮挡或漂移问题。依据目标判别的结果，实现变学习率的分类器参数更新。试验结果表明：该方法具有较高的跟踪精度和良好的跟踪鲁棒性，在车辆目标发生遮挡、尺度变化、三维旋转等情况时均能较好地跟踪目标，通过对不同的交通视频序列进行测试，算法的平均中心位置误差远小于对比算法，仅为3.92像素，其对比算法CT跟踪、MIL跟踪及WMIL跟踪算法的平均位置误差分别为56.96像素、35.36像素及58.54像素，平均重叠率达80.1%，较CT跟踪、MIL跟踪及WMIL跟踪算法分别高44.9%、45.3%和45%，满足智能交通监控的实际需求。
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  城市自行车骑行者疲劳感知特性（双语出版）

  李聪颖, 杨云峰, 邵壮壮, 黄一哲, 朱彤, 薛嘉良

  中国公路学报. 2018, 31(6): 291-298.

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  为了探究自行车骑行过程中骑行者的疲劳感知变化规律及其影响因素，设计实施了针对不同骑行环境的骑行试验。根据试验收集的骑行者个体属性、骑行强度数据及骑行者生理、心理数据，利用多元线性回归方法建立了骑行者疲劳感知模型，定量描述了骑行者疲劳感知与骑行者个体属性、骑行强度以及骑行者生理、心理负荷之间的变化关系。应用统计检验方法对模型的线性显著性、多重共线性进行检验；并通过实施新的骑行试验验证了模型对于实际骑行活动中骑行者疲劳感知的预测能力。由模型分析可知：骑行者的疲劳感知变化主要受到骑行者个体属性、骑行强度、骑行者生理负荷以及心理负荷等属性的影响，4种属性的建模变量对于出行者疲劳感知的影响因子分别为-0.291，0.353，0.253，0.265。研究结果表明：在骑行过程中，骑行强度、骑行者生理负荷以及心理负荷因素与疲劳感知呈正相关关系，而骑行者个体属性则与疲劳感知呈负相关关系，其中骑行强度因素对于疲劳感知变化影响最大；模型预测的骑行者疲劳程度值与试验实测值无显著性差异；可通过改善现有骑行环境来降低骑行过程中骑行者的生理负荷和心理负荷，从而减小骑行者出行疲劳感知期望值，以此影响自行车出行者骑行选择行为的决策；骑行疲劳感知模型可应用于自行车交通评估与规划。
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  基于乘客主观感知的公交客流拥塞量化表征模型

  滕靖, 王何斐, 杨新征, 刘好德, 刘向龙

  中国公路学报. 2018, 31(6): 299-307.

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  为了综合量化表征公交走廊客流承载设施及工具的空间拥挤性和客流运送时间效率，并科学评价客观技术指标和主观乘客感知对公交系统运行状态的敏感度，提出客流拥塞的概念，并用客流拥塞指数量化表征公交系统运行状态。通过解析客流拥塞与出行时效的关联，并分析公交出行阶段特征，基于“时效延长”思想构建客流拥塞量化表征模型，用于系统量化乘客对出行时间和空间拥挤的主观感知；选取影响出行时效的核心要素作为特征变量（车厢客流密度、站台乘客密度、区间乘车时间和站点候车时间），采用直观类比打分SP调查法获取数据用于估计模型参数；基于北京西三环公交走廊实测数据，分析全天区间客流拥塞指数时空分布特征和走廊客流拥塞指数动态演化趋势。研究结果表明：北京西三环公交走廊客流拥塞高峰阈值为0.193 9，客流拥塞状态存在明显的方向特征，下行方向客流拥塞高峰状态更显著且持续时间更长；4个特征变量灵敏度系数均值分别为0.449 2，0.165 2，1.427 1和0.408 3，即区间乘车时间为客流拥塞指数最显著的影响因子，而站台乘客密度的影响程度最小，模型识别公交客流拥塞成因的能力得以体现；该模型能够综合全面地反映公交走廊客流拥塞时空分布和动态演化趋势，并能够应用于公交运行状态改善措施研究。
汽车与机械工程
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  P2结构混合动力系统协同控制

  郭伟, 徐向阳, 刘献栋, 王书翰, 董鹏

  中国公路学报. 2018, 31(6): 308-316.

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  为了提高混合动力各系统的控制效率和响应性，针对P2结构混合动力系统控制对象的特点和整车的功能需求，提出了P2结构混合动力控制系统的构架和所有有效的工作模式，并从整车运行工况和模式转换效率的角度总结了所有有效的工作模式转换真值矩阵。为了满足各节点单元的协同控制要求，提出了P2混合动力控制系统的协同控制构架，约束了各控制单元的主要功能和接口定义，并对多个控制单元之间的复合控制过程进行描述。分析了2种不同动力源在液压控制的混合动力离合器的耦合过程以及混合动力离合器与换挡离合器控制过程重叠时所带来的动力迟滞，对离合器的压力控制和发动机的启动过程时序进行了优化。在不同的控制阶段定义了关键的控制目标，建立发动机扭矩、电机扭矩、混合动力离合器控制压力三者之间的关联。结果表明：发动机、电机、变速器之间通过HCU的协同控制方法能够高效地完成混动工作模式之间的转换。整车试验验证了各系统的系统控制效果，整个模式转换过程的时间为1.5 s，换挡品质和动力响应性满足驾驶需求。
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  液压挖掘机斗杆台架疲劳试验载荷等效方法

  向清怡, 吕彭民, 王斌华, 任雪娇

  中国公路学报. 2018, 31(6): 317-326.

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  为了克服斗杆各铰点力分别编制成载荷谱进行疲劳试验加载时各力之间关联特性无法再现的问题，即为了获得能够反映实际工况，且能用于编制台架疲劳试验程序谱的基础载荷数据，提出一种复杂载荷等效方法。首先分别采用三维销轴力传感器、压力传感器、位移传感器和应变片，实测挖掘机工作过程中斗杆与铲斗的铰点力、油缸力、摇杆力、工作姿态及斗杆疲劳关键点应力时间历程；其次根据各铰点力的规律和斗杆的运动特征，确定在斗杆局部坐标系下进行台架疲劳试验的加载方案；再根据斗杆截面应力状态，提出以斗杆最大弯矩截面上应力最大点的应力一致为载荷等效基准，将斗杆上的各铰点力等效为斗杆局部坐标系下的1个单向载荷，最后将该等效载荷加载下斗杆结构上3个疲劳关键点的应力-时间历程与对应测点实测应力-时间历程进行对比。结果表明：2条应力曲线相关程度在1^#测点处达到97.21%，在2^#测点处为91.54%，在3^#测点处，相关程度略低，但也达到88.6%；各疲劳关键点处由等效载荷引起的损伤均与实测应力产生的损伤十分接近，从而验证了载荷等效方法的有效性；按该等效方法求得的等效载荷是编制斗杆疲劳计算载荷谱和台架疲劳试验程序谱的基础数据。