2025年, 第38卷, 第2期　刊出日期：2025-02-28

  

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  中国公路学报. 2025, 38(2): 2-0.

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  封一/四

  中国公路学报. 2025, 38(2): 3-0.

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近海深水桥隧工程研究新进展专栏
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  风浪联合作用下浸没钝体上方风场特性探究

  路伟, 胡钢, 李利孝

  中国公路学报. 2025, 38(2): 1-13. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.001

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  风浪联合作用下浸没长方形钝体上方风场复杂多变，为明确其作用机制,采用移动测点法探究了风浪联合作用下钝体上方的风场特性。设计3个钝体露出水面高度的工况(量纲一的高度定义为钝体露出水面高度与波高之比，且波高取为3 cm,其值从小到大依次为1.67、2.50、3.33),且同一钝体露出水面高度工况下均测试了3个不同顺流向位置(量纲一的长度定义为距离钝体前缘长度与波长之比，且波长取为76.50 cm,其值从小到大依次为0.05、0.10、0.15)的风场特性。研究结果表明：①钝体上方风速具有明显的加速效应且钝体露出水面的高度越高,同一顺流向位置同一测试高度下的风速加速效应越显著；②钝体露出水面高度相同工况下,测点距离钝体前缘越近,钝体对风速的加速效应越显著；③对比3个不同露出水面高度的钝体与无钝体对应风速,发现距离钝体前缘长度与波长之比为0.05时钝体对其上方风速的加速作用达到最大,依次为23.37%、27.53%、38.14%；④此外,钝体上方湍流强度与风速相比,湍流强度受钝体影响较弱且钝体露出水面越高,同一顺流向位置且近壁面处的湍流强度越大。
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  深水桥梁浮式基础系泊体系研究

  向升, 冷欣泽, 程斌

  中国公路学报. 2025, 38(2): 14-22. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.002

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  浮式桥梁在深水软弱地基水域具有良好的应用前景，其浮式基础动力特性受下部系泊体系影响显著，目前相关研究较为有限。针对斜向索系泊、张力腿系泊、组合式系泊3种体系浮式基础开展了1∶70水动力缩尺模型试验，结合结构固有频率、幅值响应算子和功率谱密度曲线对各体系浮式基础的动力特性进行了研究和对比，明确了不同系泊体系的适用波浪环境。进一步基于水动力数值模拟对组合式系泊体系开展了考虑不同斜向索-张力腿刚度比和整体系泊刚度的参数分析，得到了系泊索刚度设置对此类浮式基础的影响规律。研究结果表明：斜向索系泊体系具有较宽的高响应频带，各自由度运动耦合关系明显，仅适用于低浪高水域；张力腿系泊体系的低频水平运动显著，相同不规则波作用下的水平运动响应可达其他2类体系的2.3倍，不适用于存在低频涌浪的水域；组合式系泊体系的水平运动幅值响应算子峰值较大，但高响应出现在较窄频带内，通过调节系泊索刚度使结构水平共振频率远离波浪谱峰频率，可有效降低结构动力响应，此类体系的适用范围较广。研究可为深水桥梁浮式基础的后续研究与应用提供参考借鉴。
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  极端波浪作用下深水浮桥结构失效概率主动学习方法

  柏晓东, 凡子豪, 郭安薪, 向升, 高永新, 傅阳, 薛业梦

  中国公路学报. 2025, 38(2): 23-32. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.003

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  为响应国家综合立体交通战略需求，中国多个沿海跨海湾、连岛桥梁工程正处于建造、设计和规划中，深水浮式桥梁作为其潜在技术方案受到广泛关注。极端波浪荷载下深水浮桥结构失效概率分析对其概念性设计具有重要意义。为此，首先基于最新发展的适用于估算窄带随机波浪作用下浮体结构极端响应的主动学习方法，构建深水浮桥结构失效概率计算框架；随后以深水浮桥节段为研究对象，建立动力学分析模型；最后，基于主动学习方法探索不同失效模式(基于位移和张力腿张力)、不同失效阈值下的浮桥结构失效概率主动学习规律，得到相应的预测结果。研究结果表明：主动学习方法仅需少量样本即可获取浮桥结构失效概率预测的收敛结果，计算成本较小；该主动学习方法对基于单一目标(位移)和多目标(张力腿张力)的失效模式均适用；对于所研究的浮桥结构，百年一遇海况条件下，基于跨中位移的结构失效概率在失效阈值比w_S/w_B=2.2时为2.5%，基于张力腿张力的结构失效概率在失效阈值比F_S/F_B=2.5时为1.3%。研究相关成果有望为深水浮桥可行性研究、结构设计、防灾减灾及防护等相关技术提供快速计算方法和理论依据。
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  涌波作用下小箱梁受荷机理试验

  杨绍林, 齐怀远, 杨万理, 王宁, 郑元勋

  中国公路学报. 2025, 38(2): 33-46. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.004

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  为了明晰涌波作用下小箱梁的受荷机理及荷载计算方法，采用溃坝波试验模拟了系列涌波，开展了系列涌波与小箱梁的水动力相互作用试验。系统深入地分析了相互作用过程特性，梁体外表面不同位置的压力时程特性，水平力、竖向力和弯矩的冲击峰值随着初始水深、来流波高、梁体高程的演变规律；基于试验研究给出了涌波作用下小箱梁荷载冲击峰值的计算方法。研究结果表明：波前形态随着来流波高与初始水深之比逐渐变化；梁体的水平力、竖向力和弯矩的冲击峰值仅由梁体前侧和梁底前部的水体压力产生；梁体前侧、后侧、顶部及底部不同位置处的压力时程具有显著差异；水平力冲击峰值随着梁体中点与最大波高中点之间的偏离程度的减小而增大；当梁体位于来流波高中上部时，竖向力冲击峰值随着梁体高程的减小而增加，梁体高程较小时该情况有所变化；静水压力在竖向力冲击峰值中的占比显著大于其在水平力冲击峰值中的占比。所提计算方法可为小箱梁涌波荷载快速计算提供参考和借鉴。
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  水下爆炸作用下悬浮隧道结构设计与优化

  罗刚, 严荔, 李文权, 杨云生, 张宇航, AHMED MD Elias, 刘凤玲

  中国公路学报. 2025, 38(2): 47-59. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.005

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  结构的抗爆性是悬浮隧道设计中不可回避的问题，为了提高悬浮隧道结构的抗爆能力并对其结构形式进行优化，运用LS-DYNA有限元软件建立水下爆炸作用下悬浮隧道流固耦合模型，通过将二维水下爆炸冲击波映射到三维结构体上的方法，选取了具有代表性的3种结构形式(混凝土结构、钢板+混凝土组合结构和泡沫铝+混凝土组合结构)进行悬浮隧道管体水下爆炸动力响应计算，以结构位移、压力、有效应力以及应变作为评价结构抗爆性能的指标，分析了不同结构形式和防护方式对结构抗爆性能的影响。结果表明：①在混凝土厚度对结构抗爆性计算分析中，当混凝土管体厚度在1.1~1.43 m范围时，悬浮隧道抗爆性能随着厚度的增加显著提高，但超过此区间，抗爆性能表现出饱和趋势，厚度对管体的抗爆性影响有限；②在钢板防护对结构抗爆性计算分析中，钢管混凝土结构整体防护性能要优于外侧钢板，能够有效减小高应力范围，但对位移变形范围影响不显著，内侧钢板防护并不适用于外部水下爆炸的情况，钢管混凝土应力峰值与位移峰值相比混凝土结构减小了16.10%和17.63%；③在外侧泡沫铝防护的抗爆性计算分析中，由于泡沫铝材料多孔隙性的特点，能够有效吸收和分散作用在管体上的爆炸能量，因此其位移峰值和应力相比混凝土结构分别减小了23.11%和25.40%，整体抗爆性能要优于其他2种防护形式。
路面工程
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  沥青路面纹理三维重构及评价方法研究综述

  董仕豪, 韩森, 宿金菲, 苏会锋, 牛冬瑜, 陈德, 贾猛, 王文通

  中国公路学报. 2025, 38(2): 60-84. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.006

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  为探讨沥青路面纹理研究过程中的关键问题和未来发展方向，对国内外沥青路面纹理三维重构及评价方法的相关研究进展进行了综合评述。首先，梳理了沥青路面纹理三维重构方法，总结了沥青路面断层图像三维重构技术，介绍了基于激光扫描的主动式以及基于图像视觉的被动式路面纹理三维重构方法，对比了单目、双目及多目图像深度估计的算法原理和特点，分析了路面纹理三维生成技术在三维重构中的应用；然后，根据计算原理将沥青路面纹理评价方法划分为几何统计指标评价法、频谱指标评价法、分形指标评价法和图像特征评价法，并进一步将评价指标归纳为基于断面轮廓线的二维评价指标和基于表面纹理的三维评价指标，多维度、多尺度地分析了不同评价指标的适用条件、优势与不足；最后，围绕沥青路面纹理评价与重构技术探讨了未来研究方向，展望了未来沥青路面纹理评价与三维重构的智能化、数字化和信息化的发展趋势。相关工作可为道路表面功能方面的学术研究以及现代化高质量道路的发展提供参考和借鉴。
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  城市路面性能分布空间异质性解析及差异化养护分区研究

  高倩, 杜豫川, 刘成龙, 李亦舜, 吴荻非, 李峰

  中国公路学报. 2025, 38(2): 85-101. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.007

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  受土地利用、道路养护等因素影响，城市中路面性能的分布呈现出显著的空间异质性。了解城市路面性能空间分布的差异及其成因，对于养护资源配置和养护计划制定具有重要意义。区别于已有研究主要关注气候等自然因素对路面性能衰变的影响，所提研究着重探究人类活动作用下，城市路面性能分布空间异质性的影响因素和特点，并进一步划分差异化的日常养护分区。基于每周更新的细粒度路面性能数据，利用地理探测器模型，识别出影响路面性能分布的关键因素及其交互作用；进而根据识别的显著因素，采用两阶段聚类方法分析，划分出具有不同空间分布特点的4类路段以及相应的养护分区。研究结果表明：人为因素如养护次数和交通设施，对路面性能分布的空间异质性有显著影响，各因素之间的交互作用能够大幅增强其对路面性能空间分布的解释性；根据显著影响因素的路段划分结果较好地表征了各路段的空间分布特点，以及其造成的不同养护需求，支持差异化养护分区的划分。研究结论可为制定数据驱动的科学养护决策提供支持，帮助优化有限的养护资源配置，提高养护效率和有效性。
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  流动胶浆沥青混合料(FMA)理论与设计方法

  吴旷怀, 吴传海, 聂桂海, 蔡旭, 许新权, 郑钰祺, 黄文柯, 王志祥, 黄建栋

  中国公路学报. 2025, 38(2): 102-113. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.008

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  探讨了热拌沥青混合料(Hot Mix Asphalt, HMA)组成特性与路用性能的内在联系，以及现行HMA成型或施工过程中胶浆可塑不析漏这一共同基石对沥青混合料设计、施工及沥青路面性能的影响。基于胶浆流动这一理论创新和胶浆流动填充骨架空隙的原理，提出了流动胶浆沥青混合料(Fluid Mastic Asphalt，FMA)理论框架及其胶浆流动填充(Mastic Flow for Filling Method， MaFF)设计方法，探索了FMA的多种成型工艺。设计并成型了多种典型FMA混合料，进行了路用性能评价和验证。结果表明：由于胶浆流动，FMA更易于形成紧密骨架且内部空隙率接近于0，形成新型的骨架-超密实结构。从而FMA能够在确保抗车辙的前提下，避免沥青路面水损害，提升沥青路面抵抗疲劳和反射开裂的能力以及抗老化性能。此外，胶浆流动使得FMA的表面构造能够灵活设计，从而实现路面抗滑性能设计和抗滑耐久设计。FMA胶浆用量需要有所增加以使得胶浆能够流动，采用现行工艺时施工难度可能增大，但FMA有望大幅度提升沥青混合料的性能，此外，胶浆流动使得FMA的表面构造能够灵活设计，从而实现路面抗滑性能设计和抗滑耐久设计。FMA胶浆用量需要有所增加以使得胶浆能够流动，采用现行工艺时施工难度可能增大，但FMA有望大幅度提升沥青混合料的性能，从而使FMA 能够在确保抗车辙的前提下，避免沥青路面水损害，提升沥青路面抵抗疲劳、反射开裂的能力以及抗老化性能。FMA理论及其MaFF法突破了现行的HMA理论体系和设计框架，能够大幅提升路面耐久性，降低寿命周期成本和资源消耗，为沥青路面行业带来深远影响，值得进一步深入研究。
路基工程
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  考虑拱脚下沉的桩承式路堤土拱效应弹簧活动门试验

  张玲, 周杰, 周帅, 邓孟超, 赵明华

  中国公路学报. 2025, 38(2): 114-122. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.009

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  土拱效应是桩承式路堤荷载传递的主要机理之一。摩擦刚性桩、水泥土桩、碎石桩等桩体复合地基支承的路堤，在路堤荷载和车辆局部荷载作用下，桩顶会产生沉降，其对路堤土拱效应的影响不容忽视。而传统活动门试验研究土拱效应时，拱脚固定，无法考虑桩顶沉降(拱脚下沉)对路堤土拱形态和荷载传递的影响。为此，设计了一种拱脚可下沉的多跨弹簧活动门试验装置，通过局部面荷载模拟车辆荷载，并采用不同刚度的弹簧支撑活动块，用于模拟桩和桩间土，开展了15组弹簧活动门正交试验和1组活动门固定的参照试验。在填土自重和局部荷载作用施加后，分别通过土压力盒和激光位移计监测土拱影响区域内的土压力以及拱脚和活动门的位移，并基于DIC数字影像技术重现了土拱形态的演化过程。试验结果表明：拱脚下沉对土拱效应存在削弱作用。在不同加载阶段，削弱作用呈现出明显差异，且活动门刚度愈大，削弱作用愈明显。此外，填土自重荷载下，拱脚下沉时土拱高度降低，有利于抑制填土内部沉降差向上发展，但土拱影响宽度增加，使土拱形态从陡拱演化为坦拱。局部荷载施加后，拱脚下沉时中跨土拱稳定性降低，促使荷载向相邻跨传递，从而调动相邻跨的土拱的发展，以共同承担局部荷载作用。
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  预崩解炭质泥岩路堤填料动力特性试验

  何忠明, 向达, 刘正夫, 谢唐新

  中国公路学报. 2025, 38(2): 123-136. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.010

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  路堤填料的动力特性对道路耐久性设计至关重要，目前预崩解炭质泥岩路堤填料动力特性研究尚不完善，为此开展动三轴试验研究预崩解炭质泥岩路堤填料的动力特性及累积塑性应变变化规律，分析不同围压σ₃、含水率w、静偏应力σ_s、压实度K和分形维数D对预崩解炭质泥岩路堤填料的骨干曲线、动模量E_d、阻尼比λ、累积塑性应变ε_p和临界动应力σ_cri的影响。建立了预崩解炭质泥岩路堤填料累积塑性应变经验模型，并对该模型的合理性进行验证。研究结果表明：试样骨干曲线呈明显非线性，顶点处动应力σ_d随D的增加先增大后减小，当D=2.53时，对应的最大动应力为111.9 kPa，顶点处动应变ε_d则随D的增加单调递增；试样动模量E_d随着动应变的增加而逐渐降低并趋于稳定，阻尼比λ随着动应变的增加而增加，试样破坏时的动应变越小，对应的阻尼比越大，动模量E_d与阻尼比λ在不同σ₃、w、σ_s、K和D下呈现不同的发展规律；试样累积塑性应变ε_p与σ₃、K成反比，与w、σ_s成正比；临界动应力σ_cri与σ₃之间呈现较好的线性正相关，与K和D之间为非线性正相关，与w和σ_s之间均呈现非线性负相关。所建立的预崩解炭质泥岩路堤填料累积塑性应变经验模型计算数据与试验实测数据的相对标准偏差RSD在0.03~0.21之间，可较好预测预崩解炭质泥岩路堤填料累积塑性应变。研究成果可为预崩解炭质泥岩路堤动力特性分析提供参考。
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  通气时长对PHD&PVD真空预压处理疏浚淤泥地基加固效果影响试验

  高紫阳, 王浩然, 符洪涛, 王军, 李校兵, 金锦强, 吕有畅

  中国公路学报. 2025, 38(2): 137-146. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.011

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  近年来，中国沿海城市随水利工程开发产生大量的疏浚淤泥地基。疏浚淤泥工程性质差，需经处理后才能开展道路建设。广泛使用的传统真空预压法因淤堵等问题导致处理疏浚淤泥地基的效果不佳，改进后的水平联合竖直排水板法仍存在后期加固效果不足、易发生淤堵等问题。为进一步改善水平联合竖直排水板真空预压法加固效果的影响，提出了在真空预压过程中周期性地通入空气以促进排水的新思路，即PHD & PVD真空预压联合通气法。通过自制玻璃模型箱开展了4组室内模型试验，监测疏浚淤泥加固过程中的排水量、孔隙水压力、表层沉降以及试验后土体的含水率、抗剪强度等参数，对比分析了不同通气持续时间对PHD & PVD真空预压联合通气法加固疏浚淤泥效果的影响。试验结果表明：相较于常规PHD & PVD真空预压组，间歇通气PHD & PVD真空预试验组处理疏浚淤泥排水量提高了6.60%～14.03%，沉降量增大了9.30%～25.66%，十字板剪切整体平均强度提高10.08%～29.74%，其中以通气模式为1 h·d^-1固结效果最佳；相较于常规PHD & PVD真空预压法，加入通气步骤可有效减缓排水板附近的淤堵现象，从而提高固结效率。此外，微观试验也证实间歇通气可有效地缓解疏浚淤泥颗粒向排水板处聚集的问题，提高了疏浚淤泥的加固效果。研究验证了PHD & PVD真空预压联合通气法的有效性，有助于未来疏浚淤泥处理技术的发展和应用。
桥梁工程
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  预制拼装桥面板湿接缝构造形式及其性能研究进展

  胡梦涵, 贾振雷, 韩强, 杜修力, 惠斌

  中国公路学报. 2025, 38(2): 147-163. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.012

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  预制拼装桥面板以施工速度快，低碳环保，对既有交通和周围环境干扰小等优势逐渐成为桥梁工程领域的研究热点之一。预制拼装桥面板的施工速度、整体性和耐久性主要取决于接缝形式、构造与材料等。湿接缝以其现场浇筑量小，施工容差大，整体性能好等优势逐渐成为预制拼装桥面板普遍采用的接缝形式。对预制拼装桥面板湿接缝的研究进行了较为系统的梳理和总结。首先介绍了常见湿接缝的类型和性能，并阐述了基于高性能材料湿接缝的构造形式和力学性能，重点探讨了预埋钢筋湿接缝和预应力湿接缝的抗弯、抗剪和抗拉承载力预测模型与计算方法；在此基础上，通过实际工程应用与实践阐明了预制拼装桥面板湿接缝的工程应用价值；指出了预制拼装桥面板湿接缝的发展趋势和进一步需要开展的研究工作。结果表明：基于高性能材料，研发性能优越、构造简单、施工便捷且兼顾经济性的湿接缝连接构造仍然是前提，创新性的湿接缝在弯矩、剪力和疲劳等作用下的工作机制、失效机理和力学性能预测模型及计算公式等是基础，预制拼装桥面板湿接缝面向工程的实用设计方法等是关键。
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  改进Gibbs-Poole-Stockmeyer算法加速车-桥耦合振动分析的应用研究

  刘修平, 韩万水, 杨干, 袁阳光, 刘博, 苏宁

  中国公路学报. 2025, 38(2): 164-174. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.013

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  为应对千米级双层随机车流-桥梁耦合振动高效分析需求，从降低桥梁子系统存储量和运算成本的角度出发，提出了一种基于改进Gibbs-Poole-Stockmeyer算法的车-桥耦合振动分析加速方法。首先，通过结构离散化模型对改进的Gibbs-Poole-Stockmeyer算法进行测试，验证方法的准确性；其次，将改进方法用于超千米跨度双层钢桁桥梁模型的存储优化分析，同时融入现有分析系统开展随机车流过桥响应分析，最后进行计算效率对比。研究结果表明：改进Gibbs-Poole-Stockmeyer算法在获得的带宽等于已有研究方法的前提下，节点编号过程中不需回溯；所提方法对大跨度双层钢桁桥梁模型存储空间占用有较大改善，刚度矩阵最大带宽和一维变带宽存储数组长度明显减小；同等计算条件下，改进后的分析系统在进行瞬态分析及处理高流量车辆-桥梁耦合振动分析方面，相较于现有分析系统，计算效率均有着较大的提升；所提方法使得现有分析系统的大规模有限元模型处理能力和计算效率得到了大幅提高。
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  整体桥柔性台身-RC桩-土体系振动台试验

  黄福云, 李岚, 何凌峰, 汤程, 罗小烨

  中国公路学报. 2025, 38(2): 175-184. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.014

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  整体桥常通过台底柔性混凝土桩基(RC桩)来适应上部结构的水平变形，但RC桩的抗变形能力较低，地震作用下易开裂且不易维修。因此，通过柔性台身来适应结构的水平变形已成为整体桥新的发展方向，并已应用于实际工程中。为研究整体桥柔性台身-RC桩-土动力相互作用机制、破坏模式以及地震响应特点，以深圳马峦山整体桥为工程背景，进行了整体桥柔性台身-RC桩-土体系振动台试验。试验研究表明：Ⅵ度设防以下地震作用时，柔性台身-RC桩结构未发生开裂，仅台后土体出现少量沉降变形；Ⅷ度设防地震作用时，台身与主梁连接处以及桩基埋深-1.69 m处出现了细微裂缝，但试验结束后这些微裂缝已基本闭合。地震作用下，受台后土的侧向运动的影响，整体桥柔性台身-RC桩-土体系的一阶振型为台身-桩基共同向外凸，这揭示了实际工程中大量薄壁式桥台出现“鼓肚子”破坏的原因。试验还表明，柔性台身-桩基-土体系的最大加速度和最大位移响应均在台底处，而非台顶处或墩顶处。当台底达到峰值位移时，柔性台身-桩基-土体系的变形以一阶振型为主，并少量叠加二阶振型；当台顶达到峰值位移时，则以三阶振型为主；在台顶、底达到峰值位移时，台身均出现了较大的剪切变形，其剪切位移角界于弹性位移角和塑性位移角之间。
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  不同养护环境下SAP对UHPC自愈合性能的影响

  邓文琴, 杨在欣, 刘朵, 张建东, 顾建成

  中国公路学报. 2025, 38(2): 185-196. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.015

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  为了探明不同养护环境下高吸水性树脂(SAP)对超高性能混凝土(UHPC)不同宽度裂缝自愈合性能的影响，对添加不同掺量和粒径SAP的UHPC试件进行预加载制造裂缝并测量初始裂缝宽度，然后置于水浴、干湿循环及室温干燥3种环境中进行养护。从裂缝宽度的变化、力学性能的恢复、超声波速度的变化以及微观产物分析4个角度评价UHPC的自愈合效果。研究结果表明：水浴养护对UHPC裂缝愈合效果提升最好，干湿循环养护次之，室温干燥养护最差；UHPC本身具备一定的自愈合功能，在水浴环境下对于裂缝宽度小于50 μm的微裂缝能够基本实现自愈合，添加SAP影响不大；对于裂缝宽度大于50 μm的宏观裂缝，添加SAP可以显著提升UHPC的裂缝宽度愈合效果，在水浴养护下，宽度区间为50~150 μm的裂缝可基本实现完全闭合，宽度区间为150~200 μm的裂缝愈合率可达50%；SAP对UHPC的初始抗压强度影响不大，抗折强度随SAP掺量增加而减小；SAP掺量与粒径对UHPC的力学性能恢复率和超声波速恢复率的影响具有一致性，SAP粒径越小，UHPC裂缝自愈合和力学性能恢复效果越好；UHPC裂缝的愈合产物主要为碳酸钙和C—S—H凝胶，添加SAP能促进胶凝材料的水化，延长自愈合反应的持续时间，增加裂缝处愈合物质含量。
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  陡坡段穿越溶洞桩基水平承载特性离心试验

  李宇杰, 冯忠居, 何静斌, 张聪, 邓友生, 江冠

  中国公路学报. 2025, 38(2): 197-206. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.016

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  为研究陡坡地段桥梁桩基穿越溶洞时的水平承载特性，以广那高速公路工程为依托，考虑陡坡和溶洞的影响，开展了横轴向受荷桩基的离心模型试验。在地基坡度、溶洞尺寸及位置一定的情况下，设置桩基的长径比分别为6.5、9.0、11.5和14.0，在桩顶逐级施加水平荷载，分析了长径比变化对桩基水平极限承载力、桩身弯矩以及桩侧土抗力的影响，给出了弯矩最大值和土抗力最大值的位置范围和分布规律。结果表明：陡坡段桩基穿越溶洞的情况下，长径比小于14.0时，桩基的水平极限承载力随长径比增大逐渐增大,桩身弯矩沿桩基埋深先增大后减小至0，最大值出现在距桩顶3.5~4.5倍桩径范围内。长径比从6.5增大至14.0时，弯矩最大值逐渐增大,桩侧土抗力沿桩基埋深先增大后减小至0，土抗力最大值出现在距桩顶2.5~4.5倍桩径范围内。随长径比增大，桩侧土抗力最大值逐渐减小，土抗力最大值的位置逐渐下移。长径比小于等于11.5时，桩基表现为刚性桩的承载特性;长径比大于11.5时，表现为弹性桩的承载特性;不同长径比条件下桩前土抗力均小于桩后土抗力。研究结果可为陡坡岩溶区桩基水平承载力计算提供参考。
交通工程
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  公交运行状态诊断与在途控制方法研究综述

  翁剑成, 李文杰, 林鹏飞, 刘冬梅, 张晓亮

  中国公路学报. 2025, 38(2): 207-229. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.017

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  在公交智能化、信息化快速发展的背景下，公交在途运行控制研究逐渐成为公交运营优化关注的热点，有助于提升公交运行效率和乘客出行体验，为公交行业发展提供有力支持。为剖析公交在途运行控制中存在的问题与挑战，系统梳理和分析相关研究在研究方向、研究范畴及实践应用方面的现状与发展成果，从而为后续研究者提供清晰的研究脉络、理论框架和方法指导。遵循“状态诊断-控制优化”的研究思路，以公交在途运行不良运行状态之一的公交串车事件为例，针对性地总结公交运行状态诊断与串车事件识别方法以及引发串车事件的影响因素，也对公交在途运行过程中可能存在的其他不良运行状态及相关的识别诊断技术进行梳理。在此基础上，围绕优化模型、控制策略和求解算法对公交在途运行控制方法开展综述。探讨了现有研究在公交运行优化目标、控制对象和约束条件设置上的方法与不足；从站点控制、区间控制和其他控制等不同维度对控制策略研究情况展开综述与梳理，分析了不同控制策略的特点及适用场景；总结了常用的优化模型求解算法，探析不同算法的适用条件与优化效果。最后，对未来研究方向与发展趋势做出展望，以期为公交运行效率与服务质量提升方面的未来研究提供新的思路与系统优化方向。
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  基于混合车队换道频率认知的交织区道路容量贝叶斯推断方法

  彭佳力, 上官伟, 陈俊杰, 柴琳果, 彭聪

  中国公路学报. 2025, 38(2): 230-242. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.018

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  高速公路交织区域因其复杂的车辆动态微观行为，使得道路容量难以估计和预测，因此基于多车车队和单个车辆共同组成的混合车队，研究了其换道频率认知的道路容量贝叶斯推断方法，旨在量化车辆频繁的换道行为对交通流的干扰及其对道路容量的影响。首先提出了基于上下游环形检测器数据的车队识别方法，并基于车队比例对交通流量的计算方法进行了建模。接着通过分析交织区域的真实数据集，发现随着换道频率的增加，车队间、车队内和单车的平均车头时距会相应波动，于是提出了换道系数异方差正态分布的随机模型，其中均值和标准差分别随平均车头时距呈多项式衰减，并借助贝叶斯推断和马尔可夫链蒙特卡洛技术推导了模型参数的后验分布，进而估计了交织区域道路容量。研究结果表明:换道频率显著影响车头时距和道路容量，低换道频率有助于提高道路吞吐量，部分路段在换道频率减小33.3%时，道路容量能够提高85.7%。该方法能够提供基于概率推断的交通流调控新策略，尤其在未来智能网联汽车的支持下，能够对高速公路交织区域的交通效率进行定量地优化。
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  车路云一体化架构下面向舒适性提升的自动驾驶速度智能决策方法

  陈菁, 赵聪, 马裕城, 刘东杰, 暨育雄, 杜豫川

  中国公路学报. 2025, 38(2): 243-257. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.019

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  舒适性是影响自动驾驶技术接受度和信任度的关键因素，也是实现高质量自动驾驶服务的基础。如何在安全、高效行驶的前提下提升舒适性是自动驾驶应用面临的重要挑战。然而，交通条件、路面质量、车辆加减速均影响乘客舒适感受，使得复杂环境下舒适性致因难以判断，导致自动驾驶速度决策存在偏差，进而影响自动驾驶车辆控制效果。因此，理解路面质量、道路交通、速度决策与舒适感受之间的因果关系，对于自动驾驶舒适性提升至关重要。据此，在车路云一体化架构下提出面向舒适性提升的自动驾驶智能决策控制框架。该框架将车载单元和边缘云视为智能体，建立基于深度强化学习的自动驾驶速度智能决策模型，利用反事实推理和专家推荐实现训练样本双向增广，以提升智能体对驾驶环境和任务的理解能力。在算例中，结合上海市路面高程数据和NGSIM数据集建立仿真环境，在不同路面和交通条件下对速度决策模型进行训练和测试。研究结果表明：反事实推理模型可在训练样本充足情况下，解析路面和交通状态、速度决策、决策奖励之间的因果关系，剖析状态的重要和次要部分，明确不同阶段速度决策的关注重点。相比于传统强化学习模型，采用双向增广策略的速度智能决策模型可在安全和高效行驶的前提下，分别降低25.71%、18.89%的纵向加速度变化率、烦恼率，自动驾驶舒适性提升明显，速度决策结果具备可解释性。所提出的自动驾驶决策控制框架和速度智能决策方法可支持自动驾驶舒适性在线提升，推动自动驾驶出行服务发展。
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  考虑奖惩机制下城市道路预约出行模式效益研究

  陈恒瑞, 周睿予, 陈红

  中国公路学报. 2025, 38(2): 258-273. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.020

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  面向提高城市交通需求管理措施精细化水平的现实需求，探究了引入奖惩措施后城市道路预约出行模式对异质用户及路网的影响。既有道路预约出行模式研究存在偏重于静态的出行方案评价，道路预约容量确定缺乏理论依据,且出行服务手段片面化、用户出行选择同质化以及未充分考虑个体出行的多维决策变量环境和城市多模式交通协同作用的问题。鉴于此，首先采用删失数据模型和乘积极限法估计道路容量分布函数，引入持续流动指数，确定预约路段的最佳预约总量；其次，引入针对用户的补贴激励和违约惩罚机制，构建基于智能体的多目标优化模型。一方面，综合考虑管理者和出行者利益，构建多目标优化模型，优化设计面向社会效益最大化的出行奖惩方案。另一方面，在个体出行的多维决策变量环境下，基于用户预约出行信息、路网实时交通态势研判、道路供需匹配现状等多源交通信息，构建基于智能体的多模式动态交通仿真模型。研究结果表明：①道路最佳预约总量的范围为道路实际通行能力的0.79~0.89；②实施预约出行策略后路网交通性能及拥堵时空分布不均衡得到了显著改善，具体而言,引入奖惩机制后路网机动车流量及平均饱和度较策略实施前分别改善了4.8%和13.3%；③引入奖惩机制后，参与预约出行的用户比例增加了48.5%,且出行者调整出行时间的意愿显著增强；④时间价值不同的异质出行者受预约出行策略的影响呈现出显著的差异。研究结果揭示了预约出行模式对用户出行模式转变和系统运行性能提升的具体效益，为城市交通拥堵治理提供了新的思路和方法，助力城市交通系统的可持续发展。
汽车工程
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  基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型

  赵树恩, 田卓帅, 隗寒冰, 肖湘, 王戡, 曾杰

  中国公路学报. 2025, 38(2): 274-285. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.021

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  针对智能电动车辆晕动舒适性传统测试评价中被测乘员主观感受及客观生理信息的个体差异性导致的测试评价成本高、准确性差等问题，提出基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型。首先，基于乘员晕动症发生机理，通过实车测试，采集乘员晕动症主观感受及其对应的皮电、呼吸频率、瞳孔直径等生理信息，并同步采集车辆纵向、横向、垂向加速度等车辆运动参数；其次，结合乘员晕动舒适性主观感受，利用克鲁卡尔-沃里斯(Kruskal-wallis, K-W)非参数检验和偏等效应平方法，研究乘员不同晕车程度时，对应客观生理信息的显著差异和关联程度，进而建立基于皮电和瞳孔直径变化等多客观生理信息的晕动症评价模型。此外，运用皮尔逊(Pearson)相关分析法构建乘员主观晕车感受、客观生理信息以及车辆运动参数相关性矩阵，研究真实开放道路上横向、纵向和垂向加速度及其变化率等车辆运动参数与乘员晕动症之间的相关性和敏感性，并基于岭回归法，确定不同车辆运动参数及累积时间对晕动舒适性的影响权重，构建基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型；最后，通过试验测试，对基于多客观生理信息的晕动症评价模型和基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型进行了试验验证。结果表明：基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型的晕动程度预测的总体预测准确率为88.7%。所提出的基于车辆运动参数的乘员晕动症评价模型，可有效避免传统测试评价中被测乘员的个体生理差异，实现智能电动汽车晕动舒适性能测试评价，为未来智能电动汽车决策规划算法及控制执行策略的设计优化提供理论依据与实践基础。
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  基于结构化道路的车辆多模态轨迹预测方法

  胡杰, 吴作伟, 张志凌, 赵文龙, 代怡鹏

  中国公路学报. 2025, 38(2): 286-295. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.022

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  车辆轨迹预测是自动驾驶系统的核心功能之一，是下游决策规划模块做出安全有效的驾驶行为的重要基础。为实现结构化道路场景下自动驾驶汽车对周围车辆长时域准确轨迹预测，在轨迹预测经典模型VectorNet的基础上，提出了一种分层交互的车辆多模态轨迹预测方法S-VectorNet。首先，引入门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)编码历史轨迹信息和地图信息，提升了编码特征的时间表征能力；其次，构建了一种基于注意力块和图神经网络(Graph Neural Networks, GNN)的双层交互模型对交通主体(包括目标车辆和周围交通主体)与地图间、交通主体相互间的交互作用建模，实现了更好的长程动态交互建模能力；然后，提出了一种随时间动态更新的场景表示模块，通过多头注意力机制和时间序列模型捕捉个体运动状态和交互的时间相关性，使模型学习到丰富的场景记忆信息；最后，在多模态轨迹生成方面使用两阶段轨迹生成方法，提高了模型对预测端点的捕捉能力。在公开数据集Argoverse上进行的试验表明：S-VectorNet在验证集上较基准模型最小平均位移误差降低12%，最小最终位移误差降低22%；在测试集上最小平均位移误差为0.83 m，最小最终位移误差为1.23 m，与现有其他轨迹预测模型相比综合性能优势明显。
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  基于载荷等效合成与Wigner-Ville变换的汽车耐久性多轴载荷谱加速编辑

  杨永乐, 张金保, 张志飞, 张佑源, 林伟雄

  中国公路学报. 2025, 38(2): 296-312. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2025.02.023

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  汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载荷开展以损伤参量最大为基础的等效合成，并作为参照信号进行Wigner-Ville变换获取瞬时能量谱，再结合遗传算法优化双阈值模型确定加速阈值，从而定位无/小损伤时间片段，编辑得到多轴加速谱。以实测轮心六分力载荷谱为示例开展编辑，就预处理过程提出一种修正向下重采样法以消除传统重采样中因峰/谷值漏采造成的损伤加载差异。将所提多轴载荷谱编辑法与基于应变参照信号编辑法进行损伤表征和编辑效果对比；同时，亦将其与时域编辑法、短时傅里叶变换编辑法的编辑效果从多方面进行对比分析。结果表明：相比应变信号，所提方法合成的等效载荷更能有效表征多轴载荷的损伤特性，用作参照信号的编辑效果更优。此外，基于Wigner-Ville变换方法所得瞬时能量谱可用于准确识别原始载荷中无/小损伤数据。压缩效果显示，基于相同伪损伤保留比，所提方法将原始载荷谱压缩至76.50%，且对应均方根和峰度系数等统计参数的相对误差在15%以内。功率谱密度和穿级计数分布显示，所提方法仅在小幅值循环频次上实现有效缩减，未明显改变载荷的幅/频域能量特性，即各项特征指标均优于时域编辑法和短时傅里叶变换编辑法。疲劳仿真结果显示，所提方法在保证较高分析精度的同时，计算效率较原始加载提升约26%，加速效果更显著。该方法可有效提高汽车零部件的疲劳耐久性分析效率。