2019年, 第32卷, 第1期　刊出日期：2019-01-20

  

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  中国公路学报. 2019, 32(1): 0-0.

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  封一/四

  中国公路学报. 2019, 32(1): 0-0.

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道路工程
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  桩芯介质对管式能量桩换热效率的影响

  刘汉龙, 黄旭, 孔纲强, 彭怀风, 车平

  中国公路学报. 2019, 32(1): 1-11.

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  管桩在中国大部分地区已经取得了较多的应用，现阶段能量桩的发展已不再局限于传统桩基础中，管桩桩基中能量桩技术也逐渐得到应用。管桩式能量桩的传热模式有别于传统能量桩，可利用其内壁空腔，提高换热效率，不同桩芯介质条件下，管桩式能量桩的换热效率有较为显著的区别。采用室内模型试验和数值模拟的方法，测得不同桩芯介质情况下管式能量桩及其桩周土体温度场的变化规律，通过控制循环导管内导热液体的流速改变能量桩的循环模式，续而探讨分析不同桩芯介质及循环流速下管式能量桩在实际运行过程中的换热效率。研究结果表明：试验条件下，桩芯介质为水的管式能量桩换热效率要高于桩芯介质为干砂的管式能量桩，且其在循环稳定时的桩身温度变化值和桩周土体的温度变化值也高于桩芯介质为干砂的情况，表明不同桩芯介质对管式能量桩的桩土温度场有显著影响，进一步验证了可通过改变管式能量桩内壁空腔的介质来提高其换热效率的可行性；同时，结合数值模拟结果发现流速的增大可以提高能量桩的换热效率，但是影响较小，而提高能量桩运行时的流速需要耗费额外的能源，表明在实际工程应用中通过提高流速的方法增加能量桩的换热效率具有较低的经济性，实际运行中的能量桩其流速满足建筑制冷供暖需求即可。
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  层状地基中锚杆拉拔荷载传递非线性分析

  黄明华, 李嘉成, 赵明华, 陈昌富

  中国公路学报. 2019, 32(1): 12-20,56.

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  为了研究层状地基中锚杆拉拔受力的非线性特征，引入锚固界面剪切滑移的双指数曲线模型，基于荷载传递法基本原理，建立层状地基中锚杆荷载传递的非线性微分方程，推导锚杆轴向位移、轴力和界面剪应力的解析解，并给出层状地基中锚杆拉拔受力特性的计算方法与求解步骤。在此基础上，分析拉拔荷载作用下层状地基中锚杆的荷载-位移曲线特征、轴力与界面剪应力分布特征以及锚固体埋入位置对锚杆受力特征的影响，并以工程实例检验该方法的可行性。研究结果表明：作用荷载较小时，层状地基中锚杆的轴力和界面剪应力分布特征与均质地基中锚杆的轴力和界面剪应力分布特征基本一致；作用荷载较大时，地基土层状分布特征对锚杆拉拔受力特性具有显著的影响，锚杆轴力和界面剪应力在土层分界面处具有明显的界面效应，即二者在土层分界面处分别存在明显的转折点和跳跃点；锚固体埋入密实地基层中的范围越大，锚杆的极限抗拔荷载也越大，延性也越好，实际工程中应将锚固体尽可能地埋置于硬土层之中；在锚固界面弹性黏结、塑性变形（局部软化）以及滑移破坏的整个全历程阶段，所提方法的计算结果与工程实测的锚杆荷载-位移曲线均吻合较好，反映了锚固界面剪切滑移与锚杆受力变形的非线性特征。
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  模拟干湿循环及含低围压条件的膨胀土三轴试验（双语出版）

  肖杰, 杨和平, 林京松, 陈冠一, 常锦, 倪啸

  中国公路学报. 2019, 32(1): 21-28.

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  针对膨胀土边坡坍滑多呈浅层性，取广西百色膨胀土为对象，设计并开展经干湿循环作用含低围压条件的重塑土饱和三轴固结排水试验，着重分析橡皮膜约束对围压的影响并做出校正，对比分析校正前、后的实测抗剪强度参数，探究不同干湿循环次数及试验围压下的强度及应力-应变关系。结果表明：经干湿循环作用，各级围压下试件的应力-应变均呈应变硬化特征；围压越大，初始模量越大，主应力差也越大；干湿循环作用下，橡皮膜约束等效围压σ_3e均随试验围压σ₃增大而减小；0次干湿循环下，σ₃由5 kPa增至200 kPa时，σ_3e从9.1 kPa减少至6.7 kPa，σ_3e/σ₃由181.8%减少至3.4%，橡皮膜约束对低围压的测试结果影响显著，须进行校正；干湿循环由0次增至6次，校正前低、高和全围压段的黏聚力分别衰减34.7%、27.7%和28.3%，校正后衰减达77.1%、31.9%和35.6%，但摩擦角变化小；橡皮膜约束影响后，经6次干湿循环作用，低围压段的黏聚力仅为0.8 kPa，趋于0，摩擦角为18.5°；膨胀土边坡稳定性分析时，宜采用低、高围压两段拟合校正围压应力圆的强度参数，以获得与实际坍滑破坏较吻合的计算结果。
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  水泥稳定碎石基层的弹塑性特性（双语出版）

  延西利, 梁春雨, 许金华, 游庆龙, 李昂

  中国公路学报. 2019, 32(1): 29-36.

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  为了认识水泥稳定碎石基层的弹黏塑性特性，优化路面结构的设计计算，选用路面常用的骨架密实和悬浮密实2种水泥稳定碎石基层材料，振动压实成型了Φ150×150 mm标准圆柱体试件，应用微机控制万能试验机，设定不同加载速率（0.5，1，1.5，2，4 mm·min^-1），进行简单加载、循环加卸载、抗压回弹模量、徐变和松弛等试验，测试试件的应力-应变及其随时间的变化，分析强度、刚度、徐变与松弛等变化规律及加卸载应力-应变特性，研究水泥稳定碎石基层的弹塑性特性，提出改进型本构模型。结果表明：加载速率对试验结果的总体影响小于4.4%（相对误差），且60 min的徐变变形最大为0.03%，14 min的应力松弛最大为6.9%，表明水泥稳定碎石基层的黏性极弱，可以忽略不计；每次加载卸载后均有回弹变形和永久变形出现，反映了水泥稳定碎石基层的弹塑性性质，且服从有应力强化的弹塑性固体模型，可以用广义圣维南模型模拟分析；提出的改进型邓肯-张本构模型数值模拟具有很好的有效性，可以用来分析水泥稳定碎石的应力-应变曲线；0.4σ_max（σ_max为水稳碎石混合料的破坏强度）对应的割线模量十分接近传统的回弹模量，说明简化的0.4σ_max取值法可以用来测试水泥稳定碎石基层的回弹模量；从总体路用技术性能来看，骨架密实型的水泥稳定碎石基层要优于悬浮密实型。
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  考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法

  张永杰, 邓俊强, 杨兴山, 赵明华, 王桂尧

  中国公路学报. 2019, 32(1): 37-45.

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  岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍，如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一，针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性，考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先，将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型，采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法；其次，通过计算结果对比分析，揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律；在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上，探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律，进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律；然后，基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程，提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法；最后，通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明：桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关，而且与溶洞形态及其矢高也密切相关，此外，石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大，详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。
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  泡沫沥青冷再生混合料MMLS3试验轮辙曲线特征及影响机理

  高超

  中国公路学报. 2019, 32(1): 46-56.

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  对泡沫沥青冷再生混合料进行常温条件下的MMLS3加速加载试验，研究泡沫沥青冷再生混合料的长期使用性能，探讨泡沫沥青冷再生混合料的车辙变深度、变形速率及横断面轮辙曲线特征，给出泡沫沥青冷再生混合料车辙深度随加载次数的变化趋势，并对不同加载次数下轮迹处MMLS3试件进行X-ray无损扫描，分析不同加载次数下泡沫沥青冷再生混合料的空隙率分布特征及粗集料运动规律，揭示泡沫沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律。研究结果表明：对于未掺加水泥的泡沫沥青冷再生混合料试件，轮迹处车辙沿横断面分布呈U形；掺加1%~2.5%水泥后，泡沫沥青冷再生混合料试件横断面车辙分布呈W形，可采用车辙深度R_DD=AN^B预估不同加载次数N下的车辙深度发展规律；MMLS3加载试验过程中泡沫沥青冷再生混合料车辙发展规律可分为3个阶段，即压密阶段、蠕变稳定阶段、剪切破坏阶段；重复疲劳荷载作用下轮辙变形主要来源于泡沫沥青砂浆压密变形和集料受荷载作用产生的竖向位移及粗集料自身由不稳定状态转变为"平躺"状态所发生的水平转动位移，粗集料取向角随加载次数增大呈指数函数关系减小。
桥梁工程
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  钢-STC轻型组合桥面螺栓连接接头区域设计（双语出版）

  邵旭东, 郭程, 曹君辉

  中国公路学报. 2019, 32(1): 57-66.

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  为解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和铺装层易损的难题，提出钢-STC轻型组合桥面结构方案。此结构方案应用于含有钢箱梁栓接的旧桥桥面维修时，螺栓连接区域由于存在拼接钢板，导致局部接头区域STC层厚度骤减，刚度下降，受力变形趋于不利，易出现早期开裂现象，需进行局部优化设计。针对这一问题，就接头区域局部提出2项强化构造措施（①局部加密剪力钉、②部分纵向钢筋与拼接钢板局部焊接），并进行足尺条带模型试验。以礐石大桥螺栓连接区域为例，对拟同时采取上述2项措施的情况进行验算。研究结果表明：2项措施均在不同程度上阻滞了STC层顶面接头区域内微裂纹宽度的发展，延缓了开裂，尤其当采取第2项措施或同时采取2项措施时，STC层顶面接头区域晚于一般区域开裂，即接头区域不再是设计计算中需要控制的不利区域；STC层顶面可能出现的最大拉应力为11.5 MPa，小于试验开裂荷载对应的名义开裂应力17.7 MPa，满足设计要求，即钢-STC轻型组合桥面结构方案应用于礐石大桥桥面维修可行。
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  扁平箱梁颤振计算公式中联合折减系数的量化研究

  廖海黎, 闫雨轩, 王骑, 刘一枢

  中国公路学报. 2019, 32(1): 67-75,86.

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  扁平箱梁已广泛应用于大跨度桥梁的主梁设计中，其颤振性能通常会借助物理和数值风洞的方法获得，测试周期长、费用高。尽管采用颤振计算公式可以简便计算扁平箱梁的颤振临界风速，但当前公式中未考虑扁平箱梁气动外形和来流攻角的具体影响，计算误差较大，无法用于实际工程设计。为了提升颤振计算公式中联合折减系数的准确度，利用节段模型风洞试验开展气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振性能影响的研究。在分析各种气动构件和外形参数对扁平箱梁颤振性能的影响后，确定以斜腹板倾角和宽高比为气动外形变量，设计制作3组12个节段模型，分别在5个风攻角下测试了有栏杆扁平箱梁的颤振性能。在此基础上，根据节段模型风洞试验获得的颤振临界风速，结合弯扭耦合颤振闭合解计算公式，量化了气动外形和风攻角变化对扁平箱梁颤振的影响，给出不同条件下扁平箱梁颤振计算公式中的联合折减系数。最后，基于实际桥梁的颤振临界风速算例，验证利用联合折减系数计算颤振临界风速的准确性和适用性。研究结果表明：在0°风攻角和正风攻角下，当扁平箱梁的宽高比分别为11，9时，斜腹板倾角的减小有利于颤振临界风速提高，宽高比为7时，斜腹板倾角对颤振临界风速没有影响；在负风攻角下，3组宽高比模型斜腹板倾角的减小均会引起扁平箱梁颤振临界风速的降低；联合折减系数与扁平箱梁截面的颤振性能正相关，可直接反映其颤振性能，相对于目前《公路桥梁抗风设计规范》中扁平箱梁颤振临界风速计算时的固定折减系数，该系数能够具体和准确反映气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振的影响，可以结合颤振计算公式快速、准确地计算出大跨度桥梁颤振临界风速。
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  矩形空心墩等效塑性铰模型

  王震, 王景全, 修洪亮, 李文超

  中国公路学报. 2019, 32(1): 76-86.

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  为准确计算矩形空心墩变形能力，基于弯曲、剪切和纵筋滑移三分量变形模型分析影响有效刚度和等效塑性铰长度的主要因素。通过考虑剪切变形的贡献引入空心率的影响，确定计算有效刚度和等效塑性铰长度的公式形式。通过对48根发生弯曲破坏的矩形空心墩拟静力试验结果进行回归分析，分别标定出有效刚度和等效塑性铰长度计算公式中的参数。利用基于建议公式的等效塑性铰模型计算矩形空心墩荷载-位移骨架曲线，并与另外3根试件的试验结果进行比较。基于48根矩形空心墩拟静力试验结果，对各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式进行评估。研究结果表明：矩形空心墩有效刚度随轴压比、纵筋率和剪跨比的增大而增大，随d_bf_y/（L·f_c）和空心率的增大而减小；等效塑性铰长度随墩高、截面高度、纵筋率、空心率及d_bf_y/f_c的增大而增大；利用基于建议公式的等效塑性铰模型得到的矩形空心墩荷载-位移骨架曲线与试验结果吻合较好；各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式对矩形空心墩试验结果的估计均偏于不安全，建议公式具有更高的精度和更小的离散性。
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  火灾下混凝土空心板温度场及损伤规律研究

  许肇峰, 陈映贞, 饶瑞

  中国公路学报. 2019, 32(1): 87-98.

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  为分析火灾下混凝土空心板温度场分布变化，研究其结构受火损伤规律，从服役多年的空心板桥上截取长2.6 m的梁段，按ISO 834标准规定的升温曲线对其进行180 min的明火高温试验，通过预埋温度传感器实测获得空心板梁段温度场随受火作用时间的分布变化规律。在此基础上，结合统计得到的混凝土热工参数代表值、火灾试验升温加热过程和空心板实际受火热边界条件，对梁段的温度场进行有限元数值仿真分析，并将温度场理论计算结果与实测结果进行比较，分析温度场计算偏差的主要原因，探讨温度场有限元模型参数合理取值。采用300℃、500℃和800℃等温线法分别计算火灾下空心板的截面缩减系数。基于最小二乘法拟合得到空心板截面缩减系数与受火作用时间关系，对其火灾下截面损伤进行多项式量化。研究结果表明：空心板内部在试验前期升温速度较快，后期趋于平缓；同一时刻下，空心板内部温度沿梁高方向非线性递减，且梯度逐渐降低；空心板温度场有限元数值仿真结果与实测结果接近；所提出的热工参数代表值合理；空心板截面高度对其受火损伤范围影响不大；火灾下混凝土空心板截面缩减系数随受火时间呈二次抛物线递减，并随梁高递增。该研究成果可用于类似桥梁火灾下的温度场仿真分析和损伤状况评估。
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  考虑粗糙度影响的桥梁损伤识别间接测量方法

  阳洋, 项超, 蒋明真, 李卫东, 况杨

  中国公路学报. 2019, 32(1): 99-106,126.

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  基于间接测量技术，采用国际标准化组织建议的功率谱密度函数（PSD）模拟路面粗糙度等实际因素在车桥耦合模型中的影响，提出一种通过检测车辆在桥梁上运行，并利用安装在检测车辆上的传感器所得的动力响应信号来识别梁弯曲刚度，进而进行结构损伤识别的间接测量新方法。考虑到应用该新方法过程中路面粗糙度等实际因素易产生不利影响，提出利用车频及车辆阻尼比相同的2辆检测车位移信号相减的方法来消除路面粗糙度产生的影响。首先通过理论推导对该方法进行理论验证，接着采用数值模拟的方法分别对采用该方法消除路面粗糙度影响的可行性、桥梁损伤位置识别的可行性以及损伤程度识别的可行性进行验证，最后采用该方法进行实桥实测试验。研究结果表明：所提方法可以有效消除路面粗糙度等实际因素对间接测量技术的不利影响，可以有效地识别梁弯曲刚度，进而达到桥梁损伤识别的目的，有助于推动基于动力测试的间接测量技术在桥梁结构损伤识别工作中的实际应用。
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  串列双圆柱桥墩局部冲刷精细化模拟

  喻鹏, 祝志文

  中国公路学报. 2019, 32(1): 107-116.

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  为研究不同墩心距下沿流向串列布置的双圆柱桥墩局部冲刷坑形态的变化规律，提出1种平衡湍流边界层模型以获得稳定的湍流来流边界条件；利用雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型求解河床上双圆柱桥墩周围的复杂绕流场；基于能考虑河床面任意斜坡和泥沙坍塌效应的泥沙输运模型和动网格技术模拟双圆柱桥墩局部冲刷的动态演化过程，得到平衡冲刷坑形态，揭示冲刷发展过程的流动特征和冲刷机理。模拟结果与中美规范局部冲刷预测结果比较表明：串列双圆柱桥墩之间存在干扰效应；受下游桥墩施扰，最大冲刷都发生在上游桥墩，冲刷深度比单圆柱桥墩大，当墩心距L与桥墩直径D之比L/D=4时，达到最大值；而下游桥墩受上游桥墩遮挡的影响，最大冲刷深度在L/D=2时达到最小值，随着墩心距的增大，下游冲刷深度增大；当墩心距大于5倍桥墩直径后，下游桥墩可不考虑遮挡效应；获得的串列双圆柱桥墩最大冲刷深度值与美国规范预测值较为接近，而中国规范公式预测值偏小，提出的下游桥墩冲刷深度遮挡因子可为桥梁抗冲刷设计提供参考。
隧道工程
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  悬浮隧道整体冲击响应模拟方法及试验验证

  杨赢, 项贻强, 陈政阳, 林亨

  中国公路学报. 2019, 32(1): 127-134.

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  为研究水下悬浮隧道管体在冲击荷载下的整体动力响应，提出对应的简化模拟方法，在有限元软件ABAQUS中结合自定义幅值（UAMP）子程序进行了冲击荷载作用下考虑流体作用的悬浮隧道整体响应分析。基于Morison方程，将流体作用分为非线性阻力和附加质量力。首先，以分段线荷载的形式表示流体阻力沿管体纵向的不均匀分布。在UAMP子程序中采用FORTRAN语言编写与管体运动速度相关的流体阻力幅值计算程序。通过在ABAQUS与UAMP子程序之间管体运动速度和流体阻力幅值的交互传递，实现了荷载大小同时随时间和空间变化的非线性流体阻力加载。其次，考虑与管体加速度相关的流体附加质量力，其幅值在ABAQUS中通过定义浸没式截面自动计算。最后，进行悬浮隧道整体模型冲击试验，采用提出的模拟方法对试验典型工况进行分析，并将计算结果与试验实测值进行对比。结果表明：提出的建模方法能较好反映悬浮隧道结构动力特性；随着冲击强度的增大，冲击点处管体最大位移和加速度增大，且峰值均出现在第1个运动周期内；采用简化模拟方法分析所得的管体位移和加速度响应与试验结果基本一致；该模拟方法的计算精度与流体阻力分段线荷载的分段长度有关，当分段长度小于管体总长的1/20时，分析结果趋于稳定。因此，基于UAMP子程序的流体作用的简化数值模拟方法能较好地用于悬浮隧道整体冲击响应分析，误差在工程允许范围内。
交通工程
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  左转圆曲线处避险车道流出角与引道设置

  宋灿灿, 郭忠印

  中国公路学报. 2019, 32(1): 135-143.

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  为了给设置于左转圆曲线处的避险车道流出角与引道长度设置提供参考，针对山区高速公路广泛采用的9.0 m宽制动床避险车道，考虑左转圆曲线半径和驶入速度的影响，进行了不同流出角度与引道长度的驾驶仿真试验研究。采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台，获取了不同场景下16名男性B照驾驶人由主线驶入紧急避险车道过程中的车辆运行特征数据。采用拟合回归的方法，分析了圆曲线半径和驶入速度对方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率的影响，建立了各指标与圆曲线半径的定量回归关系模型，并对比了主线为直线时的试验结果。采用二阶聚类的方法对不同圆曲线半径条件下的引道与流出角度的设置水平进行分类，获取了适宜设置避险车道的初步条件。根据车辆的行驶稳定性，确定了左转圆曲线处避险车道流出角与引道的设计标准。研究结果表明：左转圆曲线处避险车道的流出角受圆曲线半径的影响，引道长度受圆曲线半径与驶入速度的影响；主线半径1 000 m及以上，流出角0°~5°，引道为6 s设计行程，流出角5°~10°，引道为9 s设计行程；条件困难时，紧急避险车道可设置于半径600~1 000 m的曲线处，流出角0°~5°，引道为9 s设计行程，流出角5°~15°，引道为12 s设计行程。
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  基于纵向平等的干道BRT信号优先方法

  徐洪峰, 郑启明, 章琨, 陈静云

  中国公路学报. 2019, 32(1): 144-153,190.

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  在定时式协调信号控制的背景下，以加快BRT车辆运行速度，降低信号优先给社会车辆造成的负面影响为目标，以实现绿灯时间再分配的纵向平等性为基本要求，提出了一种新颖的干道BRT主动信号优先方法。在BRT专用道沿线布设3类检测器，采集BRT车辆的到达时刻。定义了绿灯延长、相位插入、绿灯早启3类优先请求时间窗，有条件地生成和删除不同类型的优先请求，有节制地实施相位插入。给出信号优先贡献和补偿的混合作用方式以及协调方向的社会车辆连续行进的保障措施。遵循纵向平等性的要求，建立信号优先贡献算法和信号优先补偿算法。在高负荷机动车交通需求下进行仿真试验，给出该方法的最佳参数取值建议；BRT车辆的行程时间降幅超过28%，协调方向社会车辆的行程时间增幅不足5%的结果验证该方法的有效性；BRT车辆的行程时间降幅超过19%、社会车辆的车均延误差异不足1%的结果验证该方法相较于传统方法的优越性。
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  中国交通运输经济发展与碳排放效率评价

  陈思茹, 张帅, 袁长伟

  中国公路学报. 2019, 32(1): 154-161.

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  为评价交通运输经济与碳排放绩效，探寻经济和碳减排双赢的改进路径，提出交通运输经济效率、碳排放效率及联合效率概念。针对中国30个省市区，以资本存量、煤类消费量、油类消费量、新能源消费量、从业人员作为投入要素，交通运输综合换算周转量和行业增加值作为期望产出，CO₂排放量作为非期望产出，采用RAM模型测度评估中国30个省市区的交通运输行业经济、碳排放及联合效率，探究3种效率的分布特征及变动规律，并利用非效率分解模型研究非效率来源，探索改进方向。研究结果表明：各省市区之间的交通运输经济效率、碳排放效率和联合效率均存在明显差异，且东部、中部、西部和东北地区呈现不同的梯度分布特性；2006~2016年的经济效率、碳排放效率及联合效率总体上可以分为2个阶段，第1阶段为2006~2011年，经济效率、碳排放效率和联合效率均呈波动上升，第2阶段为2011~2016年，经济效率、碳排放效率和联合效率轻微波动，并逐渐趋于平稳。非效率分解模型表明：能源过度消耗是经济效率、碳排放效率和联合效率的主要非效率来源；CO₂过度排放是碳排放效率和联合效率非效率的主要来源；行业增加值产出不足是经济效率和联合效率非效率的主要来源。这说明推广新能源，提升交通运输运营效率，革新交通减排技术是能够实现双赢的重要路径。
汽车工程
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  面向动态避障的智能汽车滚动时域路径规划

  陈虹, 申忱, 郭洪艳, 刘俊

  中国公路学报. 2019, 32(1): 162-172.

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  为解决城市低速条件下智能汽车在避障过程中的路径规划问题，提出面向动态避障的智能汽车滚动时域路径规划方法。首先，划分车道可行区域，利用3次拉格朗日插值法拟合车道边界，并根据"车-路"的相对位置关系将车道区域进一步划分为车道间区域与车道内区域两部分。其次，以区域虚拟力场进行动态交通场景模拟，包括在障碍车周身沿车道方向的虚拟矩形区域斥力场，行驶目标位置的虚拟引力场和车道保持虚拟区域引力场3个部分，然后结合划分的车道区域确定各虚拟力场的作用区域。再次，建立主车动力学与运动学模型，障碍车运动学预测模型，把主车与障碍车无碰撞，主车行驶在车道内区域，趋向目标位置以及保证车辆稳定性作为优化目标，综合车辆模型的控制输入、状态变量等动力学约束条件，构建多目标的滚动时域控制器用于车辆避障路径规划，求解获得前轮转角作为控制量。最后，利用MATLAB和veDYNA软件对提出的路径规划控制系统分别在静态障碍和动态障碍工况下进行联合仿真。研究结果表明：该方法能够很好地解决躲避静态障碍和低速动态障碍车的问题，控制车辆驶向目标位置，并且在避障过程中满足车辆的动力学约束，同时又不会与道路边界发生碰撞，保证了车辆的安全性和稳定性。
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  制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究（双语出版）

  袁伟, 蒋拯民, 郭应时

  中国公路学报. 2019, 32(1): 173-181.

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  为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足，提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径，在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次，考虑道路附着系数和系统延迟的影响，基于制动过程给出制动临界避撞距离，并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T^-1_TC划分安全行驶区域，利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后，通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型，并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明：转向操作在制动距离不足时仍是有效的；当主车高速近距离接近静止前车时，主车可以顺利采取转向换道动作，而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m，事实上已经发生了碰撞；当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时，避撞控制系统进入紧急制动模式，最大制动减速度达到-0.8g（g为重力加速度），实际最小车间距为5.1 m；通过转向和制动的协调动作，充分发挥了车辆的避撞潜力；ξ和T^-1_TC指标的融合，可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换，在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。
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  机电控制CVT电控电动执行机构参数设计方法（双语出版）

  孙冬野, 刘俊龙, 叶明, 尤勇, 罗勇

  中国公路学报. 2019, 32(1): 182-190.

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  为了使机电控制无级变速器（CVT）能够可靠地传递转矩，快速地调节速比，结合某车型的结构性能参数，对机电控制CVT电控电动执行机构的设计方法进行研究。首先，对机电控制CVT电控电动执行机构的结构和工作原理进行分析，说明电控电动执行机构对CVT速比和从动带轮夹紧力的调节方法，从运动学和动力学的角度研究从金属带式无级变速器的传动机理，获得速比与主动带轮可动盘位移的关系以及保证主、从动带轮可靠传递转矩所需要的夹紧力；然后，根据整车的结构性能参数，明确汽车对机电控制CVT的功能需求和性能要求，以电控电动执行机构中直流电动机的负载转矩最小为目标，设计确定各碟形弹簧的参数和组合形式，在此基础上确定电控电动执行机构中电动机械传动系统的结构性能参数；最后，为验证所设计电控电动执行机构参数的正确性，利用所建立的机电控制CVT传动系统模型在ECE工况下对电控电动执行机构的性能进行仿真分析。结果表明：相对传统CVT液压执行机构，在ECE工况下机电控制CVT电控电动执行机构消耗的能量减少52.2%，同时设计的电控电动执行机构在ECE工况下能够实现实际夹紧力和速比对目标值的良好跟随。