中国公路学报

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中国公路学报. 2026, 39(6): 2-2.

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封一/四

中国公路学报. 2026, 39(6): 3-3.

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桥梁轻量化检测/监测专栏导语

中国公路学报. 2026, 39(6): 4-4.

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    截至2024年末，我国公路桥梁总量已达110.81万座，其中中小跨径公路桥梁占比超80%，近40%服役年限超过20年。2020年12月，交通运输部印发《关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》（交公路发〔2020〕127号），明确提出2025年全面建成跨江、跨海、跨峡谷等特殊公路桥梁健康监测系统，2035年实现全国公路桥梁健康监测系统全覆盖的发展目标。我国中小跨径桥梁体量大、分布广，其结构体系简单、失效模式明确，传统面向大型桥梁、以全维度状态感知为目标的密集式监测理论与技术，难以适配该类桥梁规模化应用的需求，亟需发展少参数、低成本、低功耗、自组网、高集成的中小跨径桥梁轻量化检测/监测理论与技术。“建养并重、管养分离”已成为行业共识与发展方向，运营期科学管养与精准状态感知是实现桥梁可持续服役的核心保障。因此，研发适用于大规模在役桥梁的低成本、高效率、易部署的轻量化检测/监测技术，对贯彻交通强国战略、落实交通运输部桥梁健康监测建设要求、保障路网运营安全、推动桥梁管养模式转型升级具有重要现实意义与工程价值。
    近年来，随着计算机视觉技术持续突破、非接触传感装备快速普及，以及人工智能算法与力学机理深度融合，桥梁检测监测技术正发生深刻范式变革——从依赖密集传感器阵列的传统结构健康监测体系，转向以指标精简、成本可控、部署便捷、运维高效为核心特征的轻量化技术路线。为系统梳理并集中展示我国在该领域的最新科研进展与工程实践成果，推动桥梁轻量化检测/监测技术高质量发展，《中国公路学报》编辑部特邀岳清瑞院士、杜修力院士担任专栏顾问专家，联合长安大学赵煜教授、北京交通大学雷俊卿教授共同策划本期“桥梁轻量化检测/监测”专栏；并邀请长安大学贺拴海教授、广州大学刘爱荣教授、中铁大桥科学研究院有限公司钟继卫教授级高级工程师、苏交科集团股份有限公司张宇峰教授级高级工程师、北京交通大学战家旺教授、东南大学熊文教授、浙江大学叶肖伟教授、西南交通大学勾红叶教授、北京科技大学陈洪兵教授、北京工业大学焦峪波教授、长安大学王凌波教授、同济大学夏烨副教授担任组稿专家，共同协作，面向领域内知名专家学者征集优秀论文，形成本期专栏成果。
    本专栏共收到投稿论文30余篇，经严格评审最终录用12篇，研究内容聚焦以下四大方向：
    （1）轻量化监测系统设计与评估方法。重点涵盖：以挠度为单一核心指标的简支梁桥监测系统、桥梁下部结构荷载-参数-响应联合估计、物理-数据双驱动的特种荷载快速评估等内容，所报道内容可为中小跨径桥梁轻量化监测体系构建提供理论支撑与技术参考。
    （2）传感技术与信号增强方法。主要包括：黑洞波导杆内嵌声学黑洞的声发射信号增强技术、融合计算机视觉与FastDTW算法的桥梁动态称重技术等，研究成果可为桥梁钢束断丝监测、车辆荷载精准识别提供创新技术方案。
    （3）数据处理与特征提取技术。内容涉及：样本熵二次分解结合GRU/BiLSTM组合模型的风速预测、裂缝图像显性几何纹理与多重分形隐性特征融合分析等，研究成果可为监测数据智能化处理提供高效技术工具。
    （4）结构性能评估与预应力检测技术。主要包含：随机车流挠度监测下的桥梁时变刚度评估、基于聚类-回归优化的锚下有效预应力评估方法等，研究成果可为桥梁长期性能演化分析与施工质量精准控制提供可靠技术路径。
    在此特向专栏顾问专家、组稿专家、审稿专家、论文作者的辛勤付出致谢！希望本期专栏的出版可以进一步推动桥梁轻量化检测/监测技术的进步，助力桥梁管养模式数字化、智能化转型升级。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展，以期为广大专家、学者及工程技术人员提供学习、交流的平台，促进我国桥梁建设事业的高质量与可持续发展。由于水平及时间有限，专栏中的不足之处在所难免，恳请各位专家不吝指出。

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工业固废沥青路面建造技术专栏导语

中国公路学报. 2026, 39(6): 5-5.

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    随着“交通强国”战略深入实施和“双碳”目标持续推进，交通基础设施绿色低碳建设与资源循环利用已成为行业高质量发展的重要方向。工业固废作为资源消耗型工业活动的重要产物，其产生量和累积堆存量持续增长，历年堆存量已超过600亿t，由此带来的资源浪费、环境污染及安全风险问题日益突出。如何实现工业固废规模化消纳与高值化利用，已成为资源环境领域和交通工程领域共同关注的重要课题。道路工程具有材料用量大、应用场景广和资源承载强等特点，是工业固废资源化利用最具潜力的应用领域之一。推动工业固废与沥青路面建造技术深度融合，对于提升资源循环利用水平、促进交通基础设施绿色转型以及实现行业可持续发展具有重要意义。
    近年来，随着材料设计理论、微观表征技术、多尺度评价方法以及智能预测技术的快速发展，工业固废沥青路面建造技术取得了显著进展。围绕工业固废高值化循环利用目标，广大科研工作者和工程技术人员在新型路用固废材料开发、沥青材料组成设计与界面调控、路面材料服役行为与耐久性评价等方面开展了大量创新性研究，并取得了一系列重要成果。为系统梳理并集中展示工业固废沥青路面建造技术领域的最新研究进展与工程实践成果，推动工业固废资源化利用与绿色交通基础设施建设深度融合，《中国公路学报》编辑部联合石家庄铁道大学司春棣教授、长安大学王朝辉教授、东南大学董侨教授共同策划了“工业固废沥青路面建造技术”专栏，并邀请长安大学裴建中教授、武汉理工大学吴少鹏教授、长沙理工大学吕松涛教授、同济大学肖飞鹏教授、东南大学马涛教授、哈尔滨工业大学董泽蛟教授、长安大学纪小平教授、哈尔滨工业大学易军艳教授作为组稿专家，共同协作，向该领域知名专家学者约稿，出版本期“工业固废沥青路面建造技术”专栏。
    本专栏共收到相关论文30余篇，经同行专家评审最终录用12篇，研究内容主要集中于以下3个方面：
    （1）工业固废路用材料开发与功能化利用。主要内容包括：铁尾矿制备胶凝材料的潜能与机制研究综述，全固废锂渣轻集料制备及工程性能研究，无机复合固化剂制备流态固化淤泥性能及其强化机理，以及赤泥基复合路面基层材料的力学性能及有害物质浸出特性研究等。相关研究从材料来源、制备技术及工程适用性等方面系统揭示了工业固废路用资源化利用规律，可为工业固废高值化利用及绿色路用材料开发奠定理论基础。
    （2）工业固废沥青材料设计与界面调控。主要内容包括：铁尾矿砂沥青混合料组成调控及功能特性评价，聚氨酯醇解副产物沥青的分子相容机制与路用性能研究，西部盐渍环境下钢渣-沥青界面性能劣化规律及机理研究，考虑界面效应的铁尾矿砂沥青混合料疲劳特性研究，以及新旧沥青融合度与再生沥青砂浆力学性能研究等。相关研究从分子尺度、界面尺度到混合料尺度系统阐释了工业固废沥青材料性能形成机制，可为工业固废与再生资源在沥青路面中的高效利用及高性能材料设计提供理论支撑和技术路径。
    （3）工业固废路面材料服役行为与耐久性评价。主要内容包括：全固废胶凝材料稳定钢渣路面基层冻融损伤机制及本构模型研究，基于近场动力学的建筑固废水稳再生材料裂缝修复效果评估，以及基于声发射的冻融循环下温拌再生沥青混合料损伤机制研究等。相关研究聚焦工业固废路面材料在复杂环境与长期服役条件下的性能演化规律，可为工业固废路面材料耐久性评价、寿命预测及工程应用提供理论依据和技术支撑。
    在此特向专栏组稿专家、审稿专家及论文作者的辛勤付出致谢！希望本期专栏的出版能够进一步推动工业固废资源化利用与绿色道路工程领域的理论创新和技术进步，促进工业固废路用材料开发、性能优化及工程应用水平的持续提升，为交通基础设施绿色低碳建设和高质量发展提供科技支撑。《中国公路学报》将持续关注工业固废沥青路面建造技术领域的最新研究进展与工程实践成果，为广大专家学者和工程技术人员搭建高水平学术交流平台，共同推动我国道路工程领域绿色化、低碳化与可持续发展。由于水平及时间有限，专栏中的不足之处在所难免，恳请各位专家不吝指出。

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铁尾矿制备胶凝材料的潜能与机制研究综述

司春棣, 李天旺, 张义, 李彦伟, 张新永, 贾彦顺

中国公路学报. 2026, 39(6): 1-21. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.001

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中国铁尾矿资源堆存量庞大，长期堆积不仅严重占用土地资源，还带来粉尘扩散、重金属迁移等环境安全隐患。与此同时，传统胶凝材料如水泥的生产过程能耗高、碳排放大，不利于绿色低碳发展。铁尾矿资源化用于制备胶凝材料成为缓解资源与环境双重压力的有效途径。通过系统综述铁尾矿的颗粒特性、化学矿物组成及其潜在胶凝活性，归纳了当前机械活化、化学激发及热处理等多种激发方式对其活性的增强机制，探讨了不同激发方式下铁尾矿基胶凝材料的力学性能、耐久性表现及典型水化产物的生成机制，分析了铁尾矿在碱激发体系中与矿渣、粉煤灰协同反应的潜力，及其在胶凝材料制备中的应用优势与面临挑战；最后，提出了未来应加强关于矿物反应机制、复合激发策略和多尺度性能评价体系等方面的深入研究，以推动铁尾矿在低碳胶凝材料领域的高效资源化与工程化应用。

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铁尾矿砂沥青混合料组成调控及功能特性评价

王朝辉, 程乐, 问鹏辉, 王亚军, 晁先磊, 郜梓克

中国公路学报. 2026, 39(6): 22-37. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.002

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为推动铁尾矿砂在新疆公路沥青路面多层位的规模化高值利用，制备了铁尾矿砂沥青砂浆及沥青混合料，确定了铁尾矿砂最佳表面改性方案，分析了不同掺配比例下铁尾矿砂沥青混合料的路用性能，推荐了最佳铁尾矿砂掺配方案，明晰了铁尾矿砂沥青混合料在升温及降温环境下的传热特性，揭示了不同因素对铁尾矿砂沥青混合料损伤愈合性能的影响规律，评价了铁尾矿砂沥青路面服役效果。结果表明：1%硅烷偶联剂对铁尾矿砂与沥青黏附性的改善效果显著，推荐AC-25与AC-16沥青混合料中改性铁尾矿砂最佳掺量均为60%；升温工况下，60%掺量的铁尾矿砂沥青混合料热传递效率高于普通沥青混合料，其上表面与下表面平均温度分别高出后者1.55 ℃、0.78 ℃；铁尾矿砂沥青混合料光照愈合性能与裂缝扩展区温度强相关，铁尾矿砂掺量越高，光照愈合效果越好；在光照4 h、愈合8 h的工况下，60%掺量的铁尾矿砂沥青混合料峰值荷载愈合率(H_P)达54.5%；微波功率900 W、加热时间60 s时，铁尾矿砂沥青混合料H_P达68.3%。实体工程中铁尾矿砂沥青混合料下面层平均升温速率范围为0.157~3.477 ℃·h^-1，吸热性更好，其用于高寒大温差地区有益于提升沥青面层的自愈合性。

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聚氨酯醇解副产物沥青的分子相容机制与路用性能研究

王大为, 林娇, 刘峻甫, 樊泽鹏, 李添帅, 上官佳琪, 宋立昊, 梁栋

中国公路学报. 2026, 39(6): 38-55. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.003

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在中国交通基础设施持续发展的背景下，沥青作为关键材料因性能优异被广泛应用。然而，随着建设规模不断扩大，石油沥青这一不可再生资源面临需求攀升与价格波动的双重压力，亟需开发环保、低成本的替代材料以实现行业可持续发展。聚氨酯作为高性能高分子材料，因工业和生活领域的广泛应用已成为固体废弃物重要来源，其回收利用备受关注。其中，醇解法因可通过简单的工艺将聚氨酯转化为多元醇回收而广受青睐，但醇解过程产生的副产物(By-products of Polyurethane Alcoholysis， BPF)因处理困难增加了聚氨酯回收工业化的负担。BPF与沥青在物理性质和表观形态上高度相似，基于此，提出将BPF用于部分替代沥青并开展深入研究。首先通过化学表征明确了BPF的主要成分为环氧乙烷/环氧丙烷共聚醚和芳香胺类化合物。通过试验表征和分子动力学方法研究发现，BPF与沥青的共混作用以物理相容为主，BPF中环氧共聚醚的极性羟基与芳香胺的氨基通过非共价氢键与沥青分子形成缔合；另外，芳香胺与沥青质芳香分及胶质组分间产生π-π共轭堆积效应，促进了BPF与沥青的相容。随着BPF掺量增加，BPF 沥青抗老化性能逐渐增强，低温抗裂性能与疲劳性能则表现出先降低、随后提升、最终再次降低的规律；而高温性能则与BPF成分具有更强的关联性，环氧共聚醚是导致BPF沥青高温性能下降的主要成分，当BPF中包含小分子聚苯乙烯时，其热聚合作用则是提高高温性能的关键。当BPF掺量为10%时，能够作为沥青的有效替代材料，使沥青表现出除高温性能外，其他性能均不低于甚至优于基质沥青的综合性能。该研究验证了BPF作为沥青替代材料的可行性，在保障沥青路用性能的同时，显著促进了固废资源化利用，降低了对石油沥青的依赖，兼具工程应用与可持续发展的双重价值。

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西部盐渍环境下钢渣-沥青界面性能劣化规律及机理研究

惠迎新, 李博文, 吕慧杰, 王欣宇, 韩方元

中国公路学报. 2026, 39(6): 56-74. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.004

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为揭示西北盐渍地区硫酸盐侵蚀环境下钢渣-沥青界面性能劣化规律与微观机理，推动钢渣固废的资源化利用，以2种沥青(90#基质沥青和SBS改性沥青)和4种集料(钢渣、石灰岩、花岗岩和玄武岩)为研究对象，通过宏观拉拔试验测定沥青-集料的界面拉拔强度与剥落率，分析不同侵蚀条件对界面性能的影响。采用分子动力学(MD)模拟方法开展纳观拉拔试验，计算界面黏附功、沥青纳观剥落率及分子空间分布系数，从微观层面解析了沥青-集料界面性能劣化机理。基于Fick第二定律构建了损伤演化主曲线模型，表征了硫酸盐侵蚀环境下沥青-集料界面长期性能劣化规律。研究结果表明：硫酸钠溶液的侵蚀作用导致沥青-集料界面拉拔强度降低、剥落率升高。随溶液浓度的增大和侵蚀时间的延长，界面主导破坏模式由内聚破坏向黏附破坏转变。溶液中的盐离子及水分子侵入沥青-集料界面，导致二者质心距增大，界面黏附功降低。在不同侵蚀工况下，损伤演化主曲线与试验数据吻合良好(拟合优度均大于0.9)，验证了时间-浓度等效原理和主曲线模型的有效性。与其他组合相比，钢渣与SBS改性沥青所形成的界面体系兼具优异的黏结性能和较强的抗硫酸盐侵蚀能力，可作为盐渍地区沥青混合料原材料的理想选择。研究成果为盐渍地区沥青路面耐久性提升与钢渣的高值化利用提供了理论依据与技术路径。

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赤泥基地聚合物-轻集料路面基层材料力学性能与有害物质浸出特性

纪小平, 唐荣超, 李晓娟, 李婷婷, 杨永恒, 姚鸿飞, 徐雯

中国公路学报. 2026, 39(6): 75-88. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.005

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为探索赤泥在道路基层中的高值化利用路径，提出一种赤泥基地聚合物(RMG)与赤泥基轻集料(RA)协同制备赤泥基地聚合物-轻集料路面基层材料(RGAC)的技术方案。以赤泥、粉煤灰和矿渣粉为前驱体，经复合碱激发制备RMG；以赤泥和矿渣粉为基体，经挤压造粒制备RA，并按15%和23%的体积掺量替代4.75~9.5 mm天然集料。研究RMG掺量和RA掺量对RGAC不同龄期力学强度、微观结构、有害物质浸出特性及碳足迹的影响。结果表明：RGAC的7 d无侧限抗压强度为4.42～7.65 MPa，28 d强度达到90 d强度的82.7%～90.7%；随着RMG掺量增加，各龄期无侧限抗压强度、劈裂强度及弹性模量均显著提升，但增幅在RMG掺量超过7%后趋于平缓；RA掺量由15%增至23%时，RGAC各龄期无侧限抗压强度、劈裂强度及弹性模量整体呈下降趋势。微观分析表明：RMG水化生成N—A—S—H、C—A—S—H等凝胶产物可填充孔隙，包裹颗粒并增强界面黏结；当赤泥掺量为40%～60%，体系Si/Al比为1.6～2.3时，凝胶网络较致密，宏观力学性能较优；赤泥掺量过高则因活性组分不足导致凝胶生成量减少、结构疏松、强度劣化。各配比RGAC的重金属浸出浓度均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类限值，且提高RMG掺量可显著增强重金属固化效果，其固化机制涉及物理吸附、化学键合、离子交换及沉淀反应等多重协同作用。与水泥稳定碎石基层相比，RGAC胶凝材料相关CO₂当量排放降低约46%。

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全固废胶凝材料稳定钢渣路面基层冻融损伤机制及本构模型研究

许健, 汪梦琪, 陈和宇, 闫振超, 屈磊, 刘志成

中国公路学报. 2026, 39(6): 89-102. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.006

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为揭示冻融循环对全固废胶凝材料稳定钢渣路面基层的损伤作用机制，采用超声波技术测试试件冻融前后纵波声速变化，结合声发射技术监测其单轴压缩过程中的损伤演化特征，并基于Lemaitre等效应变理论与修正的Weibull分布建立冻融-荷载耦合作用下的损伤本构模型，同时从界面过渡区微观特征探讨其冻融损伤机理。结果表明：冻融循环显著降低了试件抗压强度及动弹性模量，但提高全固废胶凝材料掺量可有效增强试件抗冻融损伤能力，冻融5次后抗压强度比由45%提高至79%；受“骨料强-胶结弱”结构特征影响，动弹性模量与抗压强度变化不完全同步，前者更适合作为内部损伤总体变化的定性表征指标；冻融作用显著改变了试件受压过程中声发射参数的演化规律，高胶凝材料掺量组冻融后仍保持较明显的b值下降和累计能量持续增长特征。所建冻融-荷载耦合损伤本构模型可将总损伤分解为初始损伤与荷载损伤两部分，其中冻融引起的初始损伤在胶凝材料掺量为6%的试件中约为0.29，低掺量组普遍约为0.6。微观分析表明：钢渣骨料表面富Ca-Si相中的活性物相可能参与界面附近的水化反应，从而形成较砂浆区域更为致密的界面过渡区；冻融循环会改变砂浆区与界面过渡区的孔结构分布特征，并破坏原有致密界面结构，进而导致试件强度与弹性模量下降。

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全固废锂渣轻集料及其工程性能研究

周承旺, 刘玉, 王立坤, 赵明阳, 马加集

中国公路学报. 2026, 39(6): 103-120. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.007

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为实现锂渣资源化消纳与利用，采用锂渣、矿渣粉、煤矸石、电石渣和脱硫石膏构建全固废胶凝体系，经冷粘造粒制备锂渣轻集料(LS-LA)。设置30%、50%、70%和90%四种锂渣掺量，测试LS-LA的物理性能、单颗粒抗压强度、长期水稳定性、重金属浸出，并分析其经济性；采用XRD、SEM、FTIR、TG-DTG和MIP分析其水化产物与孔结构演化规律；基于Talbot级配评价轻集料水泥稳定混合料(LA-HBM)的7 d无侧限抗压强度。结果表明，LS-LA堆积密度为946～1 021 kg·m^-3，表观密度约为1 600 kg·m^-3，具有轻质化特征；当锂渣掺量由30%增至90%时，LS-LA密度和单颗粒强度降低，吸水率和浸水质量损失率升高。连续浸水120 d后，LS-30和LS-50质量损失率均低于5%。浸出试验结果显示，冷粘造粒降低了重金属释放风险，Mn浸出浓度由原始锂渣的0.827 mg·L^-1最低降至LS-LA中的0.002 mg·L^-1。微观分析表明，C—(A)—S—H凝胶和钙矾石(AFt)可填充颗粒孔隙并细化孔结构，凝胶相化学结合和颗粒结构物理包封共同限制重金属迁移。LA-HBM的7 d无侧限抗压强度受级配影响明显，Talbot指数n=0.5时强度最高，但低于天然集料对照组。经济性分析表明，LS-LA材料成本为18.56～67.76 元·t^-1，LS-50单位强度成本最低。综上，采用全固废胶凝体系的冷粘造粒技术可将锂渣等多源固废转化为轻质、低浸出风险的人造集料。LS-50综合性能与经济性较优，可作为低等级公路基层或底基层的替代集料。

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考虑界面效应的掺铁尾矿砂沥青混合料疲劳特性研究

崔亚宁, 司春棣, 李彦伟, 蒲昌瑜, 李松, 张志强, 孙超

中国公路学报. 2026, 39(6): 121-136. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.008

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铁尾矿砂与沥青的界面黏附性不足，制约了铁尾矿在沥青路面中的长期应用。从界面角度出发对掺铁尾矿砂沥青混合料的疲劳特性进行综合研究。首先，通过频率扫描试验测得铁尾矿沥青胶砂的复数模量，阐释了铁尾矿-沥青以及铁尾矿沥青胶浆-细集料的界面交互作用，进一步通过宏观拉拔试验直观表征了铁尾矿沥青胶浆-粗集料的界面黏附强度；接着，通过红外光谱(FT-IR)与原子力显微镜(AFM)试验揭示了铁尾矿-沥青界面交互机理以及水泥、硅烷偶联剂对铁尾矿沥青胶浆的黏附增强机制；然后，基于线性振幅扫描试验(LAS)和半圆弯曲疲劳试验(SCB)分别探究了掺铁尾矿砂的沥青砂浆及沥青混合料的疲劳特性，并构建各尺度材料疲劳参数与界面参数的关联关系。研究结果表明：水泥和硅烷偶联剂改性后的铁尾矿沥青胶浆-细集料界面交互作用及黏附强度明显提升，硅烷偶联剂改性后铁尾矿-沥青界面交互作用指数降幅明显变缓；水泥对70#沥青制备的铁尾矿沥青胶浆界面黏附强度改善效果更佳，改性后铁尾矿沥青混合料的疲劳寿命相对于改性前最高提升80%；硅烷偶联剂KH-550对由SBS改性沥青制备的掺铁尾矿砂沥青混合料的疲劳性能提升效果更好，其疲劳寿命相对于改性前提升82%。通过红外光谱特征峰分析发现，铁尾矿与沥青界面黏附机制主要为物理吸附；由原子力显微镜分析发现，水泥、矿粉和硅烷偶联剂改性后的铁尾矿沥青胶浆表面微观粗糙度、微观模量和黏附力明显提升。沥青混合料疲劳寿命与铁尾矿沥青胶砂界面交互作用指数、界面黏附强度以及砂浆的疲劳寿命相关性均超过0.9。研究结果对提升固废基沥青混合料耐久性具有重要意义。

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新旧沥青融合度与再生沥青砂浆力学性能研究

张园, 王叶飞, 肖月, 裴珂, 高佳琪, 邓庸, 虞将苗

中国公路学报. 2026, 39(6): 137-149. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.009

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高RAP掺量再生混合料因新旧沥青融合不足导致性能退化，已成为推广应用的关键限制因素。基于砂浆尺度构建新旧沥青融合度(D_b)指标，通过沥青动态剪切流变试验、沥青砂浆疲劳测试系统和弯曲梁流变试验，分析不同RAP掺量和生物基再生剂条件下再生沥青及砂浆的多温域黏弹性能、疲劳寿命和低温抗裂性能，探明融合状态在砂浆尺度的性能变化规律。结果表明：新旧沥青融合不足导致再生沥青及砂浆的模量显著增强，流变性能劣化，疲劳性能表现出明显的应变敏感性，在较大应变下的疲劳寿命急剧下降，低温抗裂能力同步下降且砂浆尺度更为敏感；基于主曲线偏移计算的融合度显示，25%RAP与50%RAP砂浆的D_b分别为75.2%、38.7%，且50%RAP砂浆的复数模量增幅仅为胶结料的1/6，印证了高模量细集料骨架对胶结料差异的显著削弱作用。添加生物基再生剂后，新旧沥青融合程度明显提高，使50%RAP砂浆的疲劳寿命和低温抗裂性能均恢复至接近25%RAP水平；提出的D_b指标与砂浆疲劳寿命及低温抗裂性能呈显著正相关，可有效表征界面融合状态，为高掺量再生沥青混合料的性能评价与设计优化提供了科学依据。

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基于近场动力学的透水型建筑固废再生水稳材料裂缝修复效果评估

肖源杰, 周佳慧, 侯可, 华文俊, 陈宇亮

中国公路学报. 2026, 39(6): 150-163. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.010

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建筑固废再生水稳材料(Cement-treated Recycled Aggregate Material, CRAM)在服役过程中极易发生开裂，进而对道路结构层的整体性和稳定性产生显著的负面影响。微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcite Precipitation, MICP)技术有望弥补透水型CRAM性能缺陷，但其适用性尚未得到充分验证。为评估MICP技术对CRAM的力学性能恢复效果，提出一种基于近场动力学理论的裂缝修复表征方法，以利用MICP技术实现裂缝修复的水泥砂浆为研究对象，考虑裂缝修复行为，开展了水泥砂浆抗折强度试验的数值模拟研究，并进一步开展使用了该类型水泥砂浆的CRAM弯拉强度试验的数值模拟研究。研究结果表明：所提出的裂缝愈合行为近场动力学表征方法能够准确描述裂缝修复引起的材料力学性能恢复。基于MICP的裂缝修复技术对水泥砂浆抗拉强度具有充足的修复效果，但其针对透水型CRAM弯拉强度的修复效果并不理想。水泥用量的减少会显著降低基于MICP的裂缝修复效果，基体填充比小于0.76后即便在28 d的养护时间下，裂缝修复的性能恢复作用基本消失；增加愈合养护时间可以有效提升材料抗拉强度恢复率，同时减轻裂缝分叉现象，实现MICP裂缝修复对材料力学性能的恢复应至少满足7 d的愈合养护时间。

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基于声发射的冻融循环下温拌再生沥青混合料损伤机制研究

冯瑞胜, 罗钰鸿, 郭鹏, 石晨光, 高俊锋, 程圣洁

中国公路学报. 2026, 39(6): 164-180. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.011

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为揭示冻融循环作用下温拌再生沥青混合料低温开裂损伤演化机制，对普通沥青混合料(AM)和2类温拌再生沥青混合料(WAM-S、WAM-M)开展低温弯曲试验，并同步进行声发射监测。结果表明：15次冻融循环作用后，3类混合料的抗弯拉强度和最大弯拉应变降幅均超过30%；裂纹演化由小尺度扩展逐步转变为大尺度裂纹主导；裂纹形态以张拉型裂纹为主，比例超过90%，同时，冻融循环降低了微观裂纹发展和裂纹扩展失效阶段中混合破坏和集料破坏的参与度，使损伤机制由多类型并行演化转变为黏聚破坏和黏附破坏主导。2类温拌再生沥青混合料的对比结果表明，WAM-S裂纹尺度更大，张拉型裂纹和黏附破坏的主导特征更为显著；而WAM-M能够延缓裂纹尺度增长及裂纹形态收敛，表现出更优的冻融适应性。相关性分析结果验证了张拉型裂纹比例与低温抗裂性能呈显著负相关，而不同损伤机制簇与低温抗裂性能之间的关系具有明显的阶段性特征。因此，通过界面调控延缓裂纹集中及形态收敛，是提升温拌再生沥青混合料低温抗裂性能的重要途径。

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无机复合固化剂制备流态固化淤泥性能及其强化机理

问鹏辉, 程乐, 王朝辉, 曾伟, 成诚, 邵捷

中国公路学报. 2026, 39(6): 181-196. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.012

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为推动淤泥等固废在公路工程中的资源化与规模化利用，采用矿渣(Slag, SL)、高贝利特硫铝酸盐水泥(High Belite Sulphoaluminate Cement， HBSC)、石膏(Gypsum， G)、电石渣(Calcium Carbide Residue， CCR)制备了无机复合固化剂及流态固化淤泥(Fluidized Solidified Silt， FSS)，推荐了无机复合固化剂的最佳配比，分析了泥浆含水率及固化剂掺量对FSS强度及变形特性的影响，并揭示了FSS的强化机理。结果表明：CCR掺量变化对FSS性能影响最显著，面向选定滨海淤泥优选无机复合固化剂组成配比为m_SL∶m_HBSC∶m_G∶m_CCR=1∶0.8∶0.6∶0.2；综合力学强度及变形特征推荐FSS的泥浆含水率为79%~85%，固化剂掺量为12%~16%，按此比例制备FSS的7 d无侧限抗压强度(Unconfined Compressive Strength， UCS)均高于0.6 MPa，干缩率及自收缩率分别低于2.5%及2%；FSS的峰值应变、变形模量与UCS间相关性均较高，分别服从幂函数模型及线性模型；固化剂配比确定后其流动度、凝结时间、泌水率、UCS等性能间的相关性显著增加；无机复合固化剂材料的水化反应、碱激发反应、离子交换反应共同促进FSS的强度形成。采用无机复合固化剂进行淤泥流态固化可降低水泥用量并保障早期强度，完全满足路基等回填工程承载要求。

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基于边缘智能的轻量化桥梁健康监测：综述与展望

夏烨, 沈周辉, 舒江鹏, 孙利民

中国公路学报. 2026, 39(6): 197-218. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.013

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结构健康监测(Structural Health Monitoring， SHM)技术已成为保障桥梁运维安全与辅助养护决策的关键手段，而传统桥梁SHM范式依赖高成本商用传感器、封闭式数据采集仪与集中式云端分析，面临成本高昂、可拓展性差与数据传输压力大的挑战。在此背景下，以现场端信息提炼与快速响应为核心的边缘智能，为桥梁SHM缓解成本、传输与拓展性约束提供了新的系统路径。低成本传感器与嵌入式平台分别构成其前端感知基础与计算载体，共同推动桥梁SHM由“高成本设备依赖、原始数据集中上传、云端诊断为主”的传统范式，向“低成本密集感知、可拓展调控、边缘侧信息提炼”的轻量化边缘智能范式转变。以此为主线，对基于边缘智能的轻量化桥梁健康监测进行系统综述:首先，总结了轻量化桥梁SHM的研究现状与范式跃迁；其次，从传感层出发，系统梳理了惯性与力学、环境与声学、光学成像3类低成本传感器在桥梁SHM中的应用现状、技术边界及常见误差来源；接着，从传输分析层出发，系统梳理了嵌入式平台的硬件性能，及其在轻量化桥梁SHM系统中的3类典型定位；随后，从通信机制、部署架构与应用场景3个维度梳理轻量化桥梁SHM的体系特征;最后，总结现阶段技术瓶颈，并展望其在多模态感知、边缘自适应智能与智能化管养决策三方面的发展趋势。

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基于挠度单指标的简支梁桥轻量化监测系统与评估方法

赵煜, 胡海洋, 药天运, 熊家豪, 邢国华, 孙士尧

中国公路学报. 2026, 39(6): 219-233. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.014

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为解决中小跨径桥梁监测中系统复杂、成本高昂、难以规模化推广等问题，提出一种基于挠度单指标的简支梁桥轻量化监测系统与评估方法。首先，以挠度为核心监测指标，构建了“精准感知-智能处理-动态评估”的轻量化监测系统。其次，提出了融合变分模态分解(VMD)与低通滤波的挠度信号效应分离方法，有效剥离温度效应与高频噪声，提取活载引起的挠度成分。同时，建立了基于实时挠度的结构等效荷载反算与刚度评估模型，并提出了蓝、黄、红三级预警阈值设定方法。随后，通过引入可靠度理论与极值统计方法，构建了挠度长期性能评估与服役寿命预测模型。最后，通过实桥工程应用验证，该系统能够稳定采集数据、准确分离荷载效应，预警响应合理，长期可靠指标满足规范要求。研究结果表明：该方法在保证监测精度的同时显著降低了系统成本与复杂度，为中小跨径桥梁的长期、经济、智能化监测提供了有效解决方案。

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基于荷载-参数-响应联合估计的桥梁下部结构轻量化监测方法

王闯, 战家旺, 孙全胜

中国公路学报. 2026, 39(6): 234-245. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.015

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为实现未知运营荷载下桥梁下部结构服役状态实时在线监测，提出了基于荷载-参数-响应联合估计和稀疏观测响应的下部结构轻量化监测方法。首先，开发了一种未知激励下改进自适应无迹卡尔曼滤波算法，通过融合桥梁下部结构动力学分析模型，构建了适用于下部结构实时在线评估的荷载-参数-响应联合估计框架。其次，通过数值模拟验证了噪声干扰和随机荷载作用下算法识别的有效性，并分析了结构参数初始误差对算法鲁棒性的影响。最后，基于某真实桥梁下部结构的现场监测数据，对所提方法在复杂运营环境下的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明：在仅观测墩顶和墩底加速度响应下，所提算法能够有效实现桥梁下部结构未知荷载、结构参数和响应的同步估计，识别的结构响应和未知随机荷载均与真实值高度一致，有效抑制了噪声干扰和累积误差导致的漂移现象；在5%噪声水平和±50%结构参数初始误差的影响下，结构参数、响应和未知荷载的识别误差均在5%以内，桥墩基底约束刚度和墩身刚度能够准确、快速收敛至真实值；现场监测试验进一步表明该方法能够有效识别未知运营荷载作用下桥梁下部结构的结构参数与动力特性，其识别的结构时频域响应与实测数据吻合较好。

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基于物理-数据双驱动的特种荷载通行中小桥轻量化评估方法

惠启祥, 侯炜, 栾新启, 郑小博, 王凌波

中国公路学报. 2026, 39(6): 246-256. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.016

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针对特种荷载通行中小跨径桥梁传统评估方法计算复杂、效率偏低的问题，旨在构建轻量化评估方法以提升此类桥梁通行安全性评估效能。采用力学机理与数据驱动相融合的建模手段，通过“理论建模-数据修正-工程验证”的递进式路径开展。首先，基于特种荷载行驶特性，建立三弯矩方程推导参数化位移影响线公式，提出位移放大系数K_amp修正横向分布系数，形成理论位移实用提取方法；其次，基于40座桥梁实测数据，结合机器学习理论构建位移误差修正模型；最后，选取测试桥梁开展实例计算，并与有限元分析结果进行对比验证。研究结果表明：理论位移实用提取方法经现场实测验证，可偏安全覆盖实际位移(覆盖幅度26%)；位移误差修正模型使绝对误差从0~7 mm收敛至0~3 mm，平均绝对误差(MAE)由3.351 mm降至1.778 mm，误差降低率平均达17.06%，理论值与实测数据拟合度R²从0.308增至0.752，SHAP(SHapley Additive exPlanations)可解释性分析表明刚度EI对误差模型输出贡献权重最高(37.36%，正相关)，刚度比R_k呈稳定负相关，位移横向分布系数η影响微弱；实例对比结果表明，所提方法与有限元计算结果具有良好一致性，在保证评估精度的同时显著提高了计算效率。通过将力学机理与数据驱动深度耦合，构建的轻量化评估方法为提升特种荷载环境下中小跨径桥梁通行评估效能提供了可靠技术路径。

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黑洞波导杆引波信号增强方法及其在桥梁钢束断丝声发射监测中的应用研究

侯杰, 薛运平, 李胜利, 胡少伟, 姜楠, 毋光明

中国公路学报. 2026, 39(6): 257-266. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.017

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波导杆可用于桥梁预应力钢束断丝的声发射监测，然而声发射波在波导杆内的传播衰减特性导致传播距离短，监测范围小，因此需要布置数量较多的传感器以满足监测需求，增加了监测成本。为扩大声发射监测范围，首先建立了声发射波在黑洞波导杆内传播理论，构建了圆柱形波导杆内嵌声学黑洞结构的几何模型；然后，通过数值模拟方法可视化了声发射波在黑洞波导杆内的传播机理，分析了声学黑洞长度、幂指数几何参数对损伤源声发射波信号增强效率的影响；最后，通过全尺寸高铁箱梁实际工程试验，验证黑洞波导杆结构在工程应用的可行性。结果表明:黑洞波导杆结构可实现声发射信号增强，声发射波在有截断高度的声学黑洞内会发生逆时针反射现象，声发射波向声学黑洞截断高度方向传播时幅值与传播距离呈幂指数函数关系，声学黑洞长度和幂指数与声发射幅值增强效率成正比。因此，该研究提出的黑洞波导杆引波方法可实现信号增强，扩大声发射波传播距离，提高监测范围，降低监测成本，为该方法在实际工程结构健康监测应用时提供理论基础与经验参考。

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结合车辆追踪技术与FastDTW算法的桥梁动态称重方法

靳阳, 杨干, 陈鹏涛, 王涛, 陈适之, 王红霞, 韩万水

中国公路学报. 2026, 39(6): 267-281. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.018

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传统桥梁动态称重算法往往假设车辆匀速直线行驶，且默认上下桥时刻已知。然而，在实际工程中，车辆行驶特征复杂，上下桥时刻也难以从监测数据精确获取。为解决这些难题，提出一种融合计算机视觉技术与快速动态时间规整(FastDTW)算法的桥梁动态称重方法。该方法能充分考虑车辆真实行驶特性，即便上下桥时间存在偏差，仍可实现精准称重。在具体操作流程上，先利用计算机视觉技术识别、追踪车辆，获取其时空信息；接着结合车辆重量统计数据，初始化车辆荷载，为后续迭代求解真实车辆荷载提供原始数据。然后，借助FastDTW算法关联桥梁响应的计算与实测时程曲线，通过不断迭代调整轴距、轴重信息，使两者逐步逼近，进而得到准确的车辆轴距和轴重。经模拟计算与模型试验验证，该方法在考虑车辆加减速、变道等行驶特征时，轴距、轴重识别平均相对误差仅为2.83%和2.67%，最大相对误差分别为5.60%和5.84%，总重最大相对误差为4.28%。此外，在实桥试验验证中，最大轴距、最大轴重识别相对误差分别为10.03%和6.16%，最大总重识别相对误差为5.72%。这充分展现出该算法的准确性与适用性，应用前景十分广阔。

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板梁桥空间传力性能劣化快速荷载试验诊断方法

杨东辉, 王极, 伊廷华, 魏明光, 周新伟, 杜海鑫, 李永波

中国公路学报. 2026, 39(6): 282-295. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.019

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铰缝是空心板梁桥横向连接和内力传递的关键构造。长期服役过程中，铰缝损伤会显著削弱桥梁横向协同受力能力，增加车辆荷载作用下单板受力风险，进而影响桥梁承载性能与服役安全。现有工程中，对空心板梁桥传力性能劣化的判断仍主要依赖铰缝外观检查，评估结果以定性为主，主观性较强，缺乏对横桥向传力退化程度的客观表征。为此，提出一种面向空心板梁桥横桥向传力性能劣化筛查的快速荷载试验诊断方法。首先，推导铰缝刚度与板梁挠度、应变响应之间的关系，揭示铰缝损伤引起的横桥向响应重分布规律；在此基础上，建立快速移动荷载试验实施方法，并构建响应相对差值指标及其突变判据，实现铰缝损伤的快速筛查与定位。进一步地，在定性识别基础上，引入基于模型修正的量化评估方法，构建横桥向响应分布置信准则目标函数，对损伤铰缝横向传力性能退化程度进行量化评估。最后，以一座22 m跨长、16片板梁的城市高架空心板梁桥为对象进行现场验证。结果表明：全桥7个加载工况测试时长约30 min，识别结果能够较好反映主要损伤铰缝的位置分布，并与现场外观检查揭示的主要病害区域总体一致；所提方法可为既有空心板梁桥传力性能劣化的快速筛查与补充评估提供技术支撑，具有一定工程应用价值。

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基于样本熵分解和组合模型的短期风速预测研究

赵国辉, 王珞歆, 李加武

中国公路学报. 2026, 39(6): 296-308. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.020

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针对现有短期风速预测精度较低的问题，提出了一种基于样本熵二次分解的混合预测模型。该模型首先利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)分解原始风速序列，并通过样本熵量化各子序列的复杂性；随后，对复杂度较高的子序列进一步采用变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)进行二次分解；再基于K-means方法按照熵值相近原则对分解后的子序列进行重构；最后，针对不同复杂度的重构子序列分别建立门控循环单元网络(Gated Recurrent Unit, GRU)与双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory, BiLSTM)的组合预测模型，并将各子序列的预测结果叠加得到最终预测值。实测风场数据验证表明：所提模型相较于常见单一预测模型，平均绝对误差(MAE)降低幅度超过50%；与单次分解的低混合模型及二次分解的双预测模型相比，MAE亦降低25%以上，且具有良好的泛化能力。

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融合裂缝图像显-隐性多尺度特征的PC梁结构损伤评估

王俊峰, 袁阳光, 杨干, 蒲广宁, 孙建鹏, 李新宁

中国公路学报. 2026, 39(6): 309-326. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.021

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预应力混凝土(Prestressed Concrete, PC)桥梁在中国路网中广泛应用，服役中常出现裂缝等结构损伤，及时有效地评估其损伤情况对保障桥梁运营安全具有重要意义。裂缝是结构损伤的直观体现，利用数字图像技术进行裂缝多元表征，建立其与结构损伤状态之间的内在关联，是快速获取结构损伤状态的有效途径。基于此，提出一种融合裂缝图像显性几何纹理特征与多重分形隐性特征的多元表征方法，构建了包含45维量化指标的特征体系；通过开展不同锈蚀程度PC梁的静载破坏试验，系统采集裂缝发展全过程图像，并结合承载率损伤因子，构建了包含113个有效样本的损伤预测数据集；在此基础上，采用多种机器学习算法，系统对比分析了组合特征、仅显性特征与仅多重分形特征3类特征工程策略的建模效果，并评估了模型在不同试验梁间的性能一致性及结构级迁移泛化能力。研究结果表明：由试验梁裂缝图像中提取的各项特征与损伤因子之间具有明确相关性，其中显性特征表现更为显著；多重分形谱参数与广义分形维数随荷载增加呈现规律性演化，且在正、负权重系数区间内分布特征差异明显，验证了多尺度裂缝量化体系的有效性；在多种特征策略下的损伤因子建模分析中，多层感知机(Multi-layer Perception, MLP)模型表现最为稳健，组合特征策略下的预测性能显著优于任一单一特征策略；模型在不同试验梁之间具有良好的一致性，样本个体差异影响较小；结构级迁移试验中，组合特征策略展现出最优的泛化能力，显著高于显性特征策略，表明多重分形特征在跨结构预测中具备良好的信息补充能力。所提出的显-隐性多尺度特征融合框架，能够有效揭示裂缝演化与结构损伤之间的内在联系，可为公路桥梁裂缝损伤的智能识别与量化评估提供可靠的方法支撑。

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基于视觉的桥梁振动监测——感知、识别与部署

胡梦涵, 张盛飞, 贾献卓, 倪萍禾, 韩强

中国公路学报. 2026, 39(6): 327-340. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.022

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传统面向大型桥梁的健康监测系统存在布设复杂、维护成本高和电力通信依赖性强等问题，难以满足中国大量中小跨径桥梁在常态化监测中的规模化应用需求。近年来，由于人工智能与图像处理技术的飞速进步，基于计算机视觉的桥梁健康监测以其非接触、轻量化和灵活部署等优势，正成为传统监测手段颇具竞争力的替代方案。为此，基于视觉方法，围绕“感知、识别、部署”这一技术路径，在综述国内外研究进展的基础上，系统开展了针对桥梁振动监测这3个关键层面的研究工作：首先，在感知层面，提出了自动化的二维/三维位移测量方法，结合编码标靶设计与图像处理算法，实现桥梁多目标、多平面、多维度位移的高效感知，并通过桥梁模型振动台试验验证其测量精度与稳定性；其次，在识别层面，构建了基于视觉的移动车辆荷载识别方法，实现从输出响应监测到输入荷载识别的技术跨越，并通过车-桥耦合动力试验验证其有效性；最后，在部署层面，研发了一套集成物联网与边缘计算的嵌入式视觉传感系统，可实时获取缆索振动特性并估算索力，有效规避了大规模数据传输与离线处理带来的延迟问题。研究成果为桥梁健康监测的智能化、轻量化与规模化应用提供了新路径，具有良好的工程适应性和推广价值。

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随机车流下桥梁时变刚度量化评估理论与验证

彭卫兵, 张啸鑫, 姚晓平, 段敏, 沈泽楠

中国公路学报. 2026, 39(6): 341-351. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.023

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现有桥梁时变性能评估多依赖静载或低速荷载试验，不仅需中断交通、成本高且效率低，其测试结果还易受环境与车辆随机性影响，也难以实时反映结构性能演化过程。针对上述问题，提出一种基于随机车流响应的桥梁时变刚度量化评估方法，并围绕理论构建、指标推导与工程验证开展研究。首先，基于概率论构建随机车流模型，结合数值模拟与芜湖长江二桥实测数据分析车流模型特性；然后，结合分层贝叶斯数据融合框架与集合经验模态分解(EEMD)理论，建立随机车流激励下挠度监测的桥梁时变刚度评估方法，推导刚度退化程度与挠度残差偏差率之间的定量关系；最后，依托温州石埠大桥开展工程实践，验证方法在实际工程环境中的适用性。结果表明:该方法具有良好的分布适应性与鲁棒性，能够有效识别石埠大桥加固前后挠度动态残差偏差率的变化幅度(分别降低24.57%和17.68%)，对应刚度提升10%~20%，实现了不中断交通条件下桥梁刚度变化的有效评估。

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融合聚类与回归优化的后张法预制梁锚下有效预应力评估方法

蔺渠通, 李源, 吕鹏飞, 李荣, 董勤龙, 王凌波, 侯炜

中国公路学报. 2026, 39(6): 352-365. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.024

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为了给预应力结构检测与智能化评定提供有效技术路径，针对锚下预应力检测评价方法存在的理论不完善与标准不统一问题，以后张法预制梁锚下有效预应力评价方法为研究对象，基于某在建高速公路桥梁实测数据，结合“肘部法”、轮廓系数法及参数组合构建了三类聚类算法模型，确定了锚下有效预应力标准值；进一步结合5折交叉验证与L1、L2正则化抑制过拟合，并利用网格搜索调优建立4种回归模型，界定了整束平均力值偏差范围。结果表明，通过聚类算法评价指标结合工程实际，优选K-means聚类和层次聚类，给出锚下有效预应力标准值：钢束在张拉系数为0.75时，长度不超过30 m，标准值取178 kN，超过30 m则取180 kN；当张拉系数为0.7且钢束长度超过40 m时，标准值为171 kN。基于评价指标优选出的XGBoost预测模型，结合保形预测给出不同置信水平的预应力预测区间，最终确定整束锚下有效预应力合理偏差范围为±6 kN。

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钻爆法隧道施工装备动态配置与智能调度系统的研发及应用

张志强, 魏荣华, 张康健, 朱星宇

中国公路学报. 2026, 39(6): 366-380. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.025

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钻爆法隧道施工装备配置适应性差，且洞内复杂环境导致装备调度与管理困难。为保障隧道施工装备的行驶安全与通行效率，提升钻爆法隧道全工序机械化、智能化与高效化建造水平，针对施工装备动态配置及智能调度系统开展研发与应用工作。通过分析钻爆法隧道施工装备的通行方式与道路特征，提出了一种基于启发函数优化、搜索优化和建模优化的改进Astar多机调度算法，构建了UWB与TOF融合的隧道二维精准定位与装备最优路径动态规划方法。MATLAB软件仿真结果表明：路径搜索效率提升22.5%，避障路线规划时间小于1 s，验证了该优化算法在隧道装备路径动态规划中兼具可行性与高效性。进一步建立了基于NSGA-Ⅱ算法和熵权-TOPSIS决策的时间-成本多目标优化关键装备配置模型，形成了一套综合考量隧道断面类型、围岩条件、掘进里程及施工进度要求的全工序施工装备配置方法。研发了集装备动态配置、实时调度、模拟调度与施工规划于一体的钻爆法隧道智能调度系统，并在某铁路隧道工程中成功应用。应用结果表明：工序衔接时间降低38.9%，施工作业时间减少19.7%，总体施工工效提升21.5%，验证了该系统对于钻爆法隧道工程的显著应用价值。

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不同岩性洞渣骨料对混凝土工作性和力学性能的影响研究

李文广, 安明喆, 李良顺, 王来振

中国公路学报. 2026, 39(6): 381-392. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.026

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为推动隧道洞渣骨料在混凝土中的高质化利用，掌握不同岩性洞渣骨料对混凝土性能的影响规律，选取了石灰岩、片麻岩、砂岩和花岗岩4种洞渣骨料，研究骨料岩性对不同强度等级混凝土工作性、力学性能、钢筋黏结性能的影响，并建立了抗压强度预测模型。结果表明：不同岩性洞渣骨料混凝土拌合物达到相同坍落度所需减水剂掺量呈石灰岩＜片麻岩＜砂岩＜花岗岩的规律。洞渣骨料岩性会对混凝土的力学与界面黏结性能产生明显的影响，石灰岩骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量最高，花岗岩骨料混凝土最低；混凝土与钢筋的黏结强度大小为石灰岩＞砂岩＞片麻岩＞花岗岩。考虑石粉含量和亚甲蓝(MB)值的影响,建立了Abrams水胶比-强度关系修正模型，能够较好地预测洞渣骨料混凝土28 d抗压强度。微观分析表明:洞渣骨料岩性会对混凝土水化产物连续性和界面过渡区致密程度产生影响。石灰岩石粉的填充和成核作用有利于提高基体和界面过渡区的致密性，而花岗岩机制砂高石粉含量、高MB值和较低石粉活性导致孔隙与界面缺陷增多，削弱了应力传递能力，基体和界面过渡区孔隙率大小均呈石灰岩＜片麻岩＜砂岩＜花岗岩的趋势，这也是导致不同岩性洞渣骨料混凝土力学性能产生差异的微观原因。研究结果可为不同岩性隧道洞渣骨料混凝土制备与应用提供理论依据。

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智能网联无车道线高速公路内边界与匝道入流协同控制

王亦兵, 靳凤悦, 金旭峰, PAPAGEORGIOU Markos, PAPAMICHAIL Ioannis, 郑彭军, 郭静秋, 章立辉

中国公路学报. 2026, 39(6): 393-406. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.027

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随着智能网联技术的快速发展，网联自动驾驶汽车依托精准环境感知与自主控制能力，可逐步消除人因失误带来的安全隐患，在无车道线环境中实现安全高效运行，显著提升传统人工驾驶模式下大量闲置的横向道路空间利用率。首先，针对智能网联无车道线高速公路，提出一种新型交通控制手段“道路内边界控制”,利用该控制方法实现了高速公路双向道路资源与交通需求的动态适配，并针对双向交通总需求(包含入匝需求)超过道路总通行能力的情形，系统探索了内边界和入匝流量的协同控制机制，以实现道路交通效率的全时空优化;其次，构建了适用于智能网联无车道高速公路的交通流建模框架，建立了内边界自适应的基本图模型，并对经典一阶元胞传输模型进行了扩展;最后，基于该模型，将内边界与匝道流量协同控制问题表述为以总行程时间最小化为目标的二次规划模型。研究结果表明：所构建的宏观模型能够准确刻画无车道交通流的动态演化特征，并能有效模拟瓶颈路段通行能力陡降等关键现象;内边界控制和协同控制策略可显著提升系统运行效率，与无控制情形相比，单一内边界控制能够降低约57%的路网行程延误，而协同控制则能降低约78%的路网行程延误。智能网联无车道交通模式代表了一种根本性的交通系统范式变革，而内边界控制则为道路资源的弹性调配提供了创新机制，为未来智能网联高速公路的管控体系设计与效能优化提供了重要理论与方法支撑。

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需求响应模块化接驳公交灵活调度系统设计研究

董显龙, 王力, 岳昊, 常笑

中国公路学报. 2026, 39(6): 407-423. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.028

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可视化

模块化公交技术允许不同公交车辆在运行中通过速度协同与物理编组的方式形成公交队列，并允许乘客在队列运行方式下实现车内不停车换乘。为探索模块化公交技术在需求响应接驳服务中的潜在优势，缓解“首末一公里”现实出行难题，设计了模块化接驳公交灵活调度系统，基于时空网络建模方法构建以公交车辆运营成本与乘客出行时间成本最小化为目标的混合整数非线性规划(Mixed Integer Non-Linear Programming, MINLP)模型，实现了预约出行需求下的公交车辆路径、乘客与公交车辆分配、公交车辆编组及乘客换乘决策同步优化。基于模型特征，将模型线性化处理重构为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)模型，并设计特定的搜索空间减小策略，以提高求解效率。为验证构建模型的有效性，基于北京市石景山区部分区域开展数值试验，并进行灵敏度分析。试验结果表明：对比常规需求响应接驳公交系统，在不同时段案例中模块化接驳公交灵活调度系统能够使系统总成本降低约5.50%～10.94%，运营成本降低约16.60%～23.36%，在降低运营成本方面具有显著优势，能够有效提升需求响应接驳服务的综合效益。灵敏度分析结果可为实际运营中公交车辆容量设计与车辆投入数量提供决策依据。

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基于运动跟踪的全矢量四轴无人重载车辆横纵向分层协同控制

贺宜, 张亚卿, 杜宇豪, 张鸣, 肖跃, 邱志军

中国公路学报. 2026, 39(6): 424-441. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.029

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可视化

全矢量线控多轴重载车辆具备高负载、高机动和高通过性，是国防和物资输送的重要运载装备。针对全矢量四轴无人重载车辆(8WID-8WIS)极限工况下稳定性与操纵性难以同时兼顾的难题，提出一种基于运动跟踪的全矢量四轴无人重载车辆横纵向分层协同控制策略。首先，基于零质心侧偏角最优控制方法，建立自适应LQR轨迹跟踪模型，计算全轮转向下期望行驶状态。其次，通过设计横纵向分层协同控制策略，建立三层式底盘域一体化集成控制架构：顶层参考为状态生成器，负责解算期望行驶状态对应的全局广义力；中层为轮胎力分配层，实现从轮胎层面对轮胎力的最优分配；底层为驱动执行层，结合Dugoff轮胎逆模型，完成轮胎力到驱动空间的动态映射，从而实现无人重载车辆路径跟踪与力分配的协同控制。最后，基于MATLAB/Simulink和TruckSim联合仿真平台对所提方法进行验证。结果表明：所提的横纵向分层协同控制方法能显著提升多轴重载车辆的极限运动稳定性，更精准地跟踪期望运动状态并扩大稳定裕度，同时有效兼顾多轴车辆底盘的全局动力学性能，可为无人重载车辆的集成控制提供参考价值。

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基于改进Bouc-Wen模型的线控转向管柱非线性动态摩擦模型分析与优化

郭栋, 李红玖, 李明, 方川, 辛玉

中国公路学报. 2026, 39(6): 442-452. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2026.06.030

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可视化

线控转向系统上管柱间的非线性摩擦特性对转向系统控制精度具有显著影响，但是，传统摩擦模型对摩擦滞后、摩擦滞回等特性考虑不足，难以精确描述线控转向系统上管柱的非线性摩擦特性。为此，针对线控转向系统上管柱内部的摩擦特性，提出了改进型Bouc-Wen摩擦模型。首先，结合Stribeck摩擦效应及摩擦滞后特性，深入分析了线控转向系统上管柱的非线性摩擦特性。其次，基于规范化Bouc-Wen模型结合Stribeck效应，通过引入摩擦力依赖加速度特性参数项与摩擦过冲特性项提出适用于线控转向系统上管柱的改进型Bouc-Wen摩擦模型。然后，采用台架试验法与粒子群算法相结合的方法，精确识别改进Bouc-Wen模型中M_e、δ、ρ、σ等关键参数；试验数据表明，改进型Bouc-Wen模型在描述管柱摩擦滞回和滞后特性方面具有显著优势，且预测的摩擦滞后环与实测数据吻合良好，显示出较饱满的封闭曲线环，验证了模型的有效性。最后，改进型模型在摩擦补偿预测方面超越传统模型，均方根误差为0.133 5，平均绝对误差为0.084 1。该模型可精准捕捉摩擦数据特征，并通过粒子群算法高效识别参数，有效表征线控转向系统管柱内部摩擦。研究成果可为线控转向系统管柱的摩擦补偿提供新的理论和方法，并为后续路感电机模拟转向手感力矩研究奠定基础。

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2026年, 第39卷, 第6期　刊出日期：2026-06-30

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