为建立科学的标准体系,有效推动交旅融合可持续发展,首先通过标准发布平台,收集由不同层级和主体发布的交旅融合道路类标准104篇;然后运用政策文献计量、内容分析法及PMC指数模型,从制度体系、标准内容、组织管理3个维度对我国交旅融合道路类标准进行量化分析和评估。结果表明:从制度体系看,交旅融合道路类标准出台时间早,数量多,涉及面广,发文主体层级多,但由于中央与地方对接不匹配及配套性不足问题,尚未形成系统化的制度体系;从标准内容看,内容制订较为合理,具有较强的指导性、建议性和描述性,但主要集中在游憩服务设施等建设性内容方面,在资金、组织、人员保障等方面研究欠缺,且预测性较弱,全面性尚不足;在组织管理方面,文旅部门统领全局,发挥主导作用,地方旅游、交通相关部门广泛参与,但交通运输部门在全局引导方面的作用还有待加强,跨部门合作不足,联合协作机制尚未健全,不利于交旅融合发展的全面推进。最后,针对已有标准的不足提出建议:在未来交旅融合道路类标准编制和颁布过程中,应该重视系统化制度体系建设,从"建管养运"一体化视角,完善标准内容以使其更具综合性、预测性、指导性和可操作性;建立多部门、多主体参与的联合协作组织管理模式,强力推动我国交旅融合制度化、体系化的全面高效发展。

为评价发泡用水量对泡沫温拌沥青混合料力学性能的影响,以优化确定沥青的发泡用水量,研究了不同发泡用水量条件下泡沫温拌沥青混合料(FWMA)和泡沫温拌SBS改性沥青混合料(SBS-FWMA)力学性能的变化规律,包括抗水损坏性能、抗车辙性能、抗低温开裂性能、动态黏弹特性和抗疲劳性能,并与相应的热拌沥青混合料(HMA)和热拌SBS改性沥青混合料(SBS-HMA)进行了对比分析。结果表明:在一定发泡用水量条件下,FWMA的抗水损坏性能相比HMA无明显变化,SBS-FWMA 的冻融劈裂强度比略低于SBS-HMA;FWMA的抗车辙性能优于HMA,且随用水量的增大逐渐增强,SBS-FWMA的抗车辙性能受发泡用水量的影响较低;FWMA的抗低温开裂性能总体上不如HMA,SBS-FWMA则刚好相反,温度越低,FWMA和SBS-FWMA的低温抗裂性能对发泡用水量的敏感度越大;FWMA的动态模量主曲线分布特征与HMA一致,常规荷载作用频率下,用水量对FWMA的模量起正相关作用,对SBS-FWMA的影响较小; FWMA和SBS-FWMA的疲劳寿命均优于相应的HMA,随着发泡用水量的增加,FWMA的疲劳寿命总体上逐渐降低,SBS-FWMA的疲劳寿命先增后减,低应变水平条件下WMA的疲劳寿命大致是HMA的1.2倍。综合FWMA和SBS-FWMA的各项力学性能以及基质沥青和SBS改性沥青的发泡效果,建议基质沥青发泡用水量不宜超过1%,SBS改性沥青的发泡用水量不宜超过2%。

为研究Sasobit温拌剂对再生沥青及再生沥青混合料性能的影响,分析其作用机理。通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验测试了不同温拌剂掺量下沥青高、低温流变性能。采用马歇尔试验分析了温拌剂对再生沥青混合料压实温度的影响。结合水敏感性试验、车辙试验及低温弯曲试验分析了温拌剂掺加前后再生沥青混合料路用性能的变化规律。采用傅里叶变换红外光谱分析了温拌剂在再生沥青中的作用机理。结果表明:Sasobit温拌剂掺量增加可以改善再生沥青抗变形能力以及抗荷载变形程度,而抗疲劳开裂以及低温抗裂性则反之,对再生沥青抗永久变形能力影响不明显;当沥青混合料回收料(RAP)掺量为40%时,以4%为目标空隙率添加老化沥青质量3%的Sasobit温拌剂,可使热拌再生沥青混合料压实温度降低20~30℃;相同RAP掺量下,使用Sasobit温拌剂的再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性均低于普通热拌再生沥青混合料,而高温稳定性则反之;Sasobit温拌剂的使用不会改变再生沥青中羰基与亚砜基振动幅度,表明其在再生沥青中不发生化学反应,对再生沥青混合料降温的效果属于物理降黏作用;Sasobit温拌剂不能恢复老化沥青中已经降解的SBS改性剂性能;Sasobit温拌剂能够影响再生沥青混合料高、低温性能以及水稳定性,工程使用中应综合考虑路用性能与压实温度之间的平衡确定合理的温拌剂掺量。

采用长细比指标评价粗集料的形状特征,借助图像处理装置将13.2~16, 9.5~13.2, 4.75~9.5 mm的石灰岩粗集料按照长细比进行筛分,得到了长细比在1:1~2:1,2:1~3:1,>3:1这3个区间的粗集料。分别使用原状粗集料和不同长细比的粗集料制备了AC-13型沥青混合料试件。通过采用马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了粗集料形状对沥青混合料最佳油石比、体积指标和力学性能的影响。结果表明:粗集料的长细比越大,沥青混合料的最佳油石比越大,提高立方体粗集料颗粒的比例可以降低沥青混合料的最佳油石比;随着粗集料长细比的增大,沥青混合料的毛体积密度逐渐减小,矿料间隙率逐渐增大,沥青饱和度逐渐增加;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的马歇尔稳定度呈降低的趋势,流值呈增大的趋势,当粗集料长细比大于3:1时,沥青混合料的马歇尔稳定度急剧降低;采用长细比在2:1~3:1区间的粗集料制备的沥青混合料的动稳定度最高,当粗集料长细比大于3:1时,沥青混合料的动稳定度急剧降低;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的破坏应变呈增加趋势,浸水稳定性和冻融稳定性都逐渐降低。

为了研究丁苯橡胶(SBR)对水泥乳化沥青胶浆黏度及水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的影响,采用布氏黏度计和万能试验机分别测试了水泥乳化沥青胶浆黏度及CA砂浆力学性能。首先建立了水泥与沥青乳液相互作用模型和SBR分子与沥青乳液颗粒交联网状结构理论模型,并测试了不同温度和沥青乳液与水泥质量比(A/C)下,胶浆黏度随时间的变化规律,确定了水泥乳化沥青和SBR改性水泥乳化沥青砂浆配合比。然后测试了砂浆力学强度,利用扫描电镜(SEM)观测了砂浆的微观形貌,观察了水泥乳化沥青复合胶凝材料间相互工作特征和作用机理,进而分析了SBR分子对水泥乳化沥青复合胶凝材料性能改善机理。结果表明:SBR分子与乳化沥青颗粒发生交联作用,形成较为稳定的结构体系,提高胶浆的初始黏度,使胶浆能够保持较长时间的低黏度状态,有利于施工的进行;沥青乳液的掺量越多,砂浆力学强度越低,A/C为0.4时的SBR改性砂浆力学强度最优,相较于未改性砂浆28 d抗压强度和抗折强度分别提升了24.9%,14.3%;减水剂对未改性砂浆的力学强度具有明显改善效果,28 d抗压强度和抗折强分别提升了22.1%,17.4%;改性后的砂浆内部形成了由水泥水化产物与SBR改性乳化沥青交错联结的空间网状结构,界面处衔接致密连续,是黏度和力学性能提升的主要原因。

再生沥青混合料中因含有沥青混合料回收料(RAP)和再生剂,其高低温性能往往难以控制或评价。为此,利用三轴重复压缩蠕变试验和直接拉伸松弛试验测定了不同混合料的高温指标(永久变形ε_p与其对应的流变次数F_N)和低温指标(松弛时间t_s),进而分析了不同RAP掺量(20%, 30%, 50%)、油石比和再生剂掺量对再生沥青混合料高温蠕变和低温松弛性能的影响。结果表明:采用ε_p/F_N和t_s可以分别有效评价再生沥青混合料的高温蠕变和低温松弛性能。对于高温蠕变性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的ε_p/F_N减小,即高温蠕变性能变好, 当RAP掺量一定时,高温蠕变性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变差; 对于低温性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的t_s增大,即低温松弛性能变差, 当RAP掺量一定时,低温松弛性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变好, 且RAP掺量越大,再生剂和原样沥青对低温松弛性能的改善效果越明显。此外,由ε_p/F_N和t_s这2个指标的变化值可知,再生剂比原样沥青具有更好的再生效果。研究结果可为再生沥青混合料的耐久性能改善、生产和应用提供参考。

为探究沥青玛蹄脂碎石路面渗水成因，依托实体工程，分析了路面渗水系数与芯样空隙率之间的相关性。采用工业CT扫描并结合三维数字重构技术，研究了路面芯样内部空隙的空间分布规律，分析了路面不同深度处空隙的连通性，明确了结构层内部水的渗流路径。基于路面温度场有限元仿真技术并结合路面摊铺温度监测，进一步分析了结构层内部空隙非均态分布的原因。结果表明：玛蹄脂碎石路面现场检测渗水系数与芯样空隙率之间存在较好的指数关系；芯样内部空隙尺寸相对单一，单个空隙的等效直径约为2.02 mm，空隙多聚集于芯样两端，即沿路面深度方向空隙体积呈"由大变小、再增大"趋势；芯样顶端空隙的聚集现象，增加了空隙间的连通性，而连通空隙是导致路面渗水的直接原因，连通空隙率随路面深度的增加呈降低趋势，推断路面渗水形式以"水平渗水"为主；玛蹄脂碎石路面摊铺温度场有限元模拟结果与现场监测结果一致，即摊铺沥青玛蹄脂碎石结构层时，其内部热量向空气层、下承层中传递，导致结构层内部温度逐渐降低，且温度沿深度方向亦呈"由低到高、再到低"趋势；玛蹄脂碎石路面结构层内部空隙沿深度方向非均态分布，与路面碾压时不同深度处温度差异性有关。

针对水泥固化土作为简易机场道面材料时抗拉强度差、易开裂的问题,利用掺入纤维的办法来改善力学性能,采用玄武岩纤维、玻璃纤维、细聚丙烯和粗聚丙烯纤维对不同地域3种水泥固化土进行了加筋。使用路强仪和自行设计的直拉试验仪,以劈裂抗拉强度(STS)和直接抗拉强度(DTS)为评价指标,对固化土力学性能、受力破坏过程中应力应变曲线及破坏后的形态进行了分析。结果表明:水泥的加入可显著提高土样的劈裂抗拉强度和直接抗拉强度值;以劈裂抗拉强度为评价指标,玄武岩纤维最佳掺量下,西安加筋土的劈裂抗拉强度值相比水泥土增加了87%,细聚丙烯纤维掺量越高抗拉强度越高,但过高的掺量会造成试样成型困难;以直接抗拉强度为评价指标,粗、细聚丙烯纤维及混合纤维最佳掺量下,西安加筋土的直接抗拉强度值相比水泥土增加了26%;过多的纤维加入会占用土粒空间,造成纤维与纤维直接接触,减小土粒间的黏聚力;高压实度下纤维与固化土间结合更为紧密,更能发挥加筋作用;纤维的加入改善了试样的脆性破坏,且粗细混合聚丙烯纤维的改善效果最佳。纤维加筋作用显著增强了固化土的抗拉性能,用于简易机场可改善道面力学性能,增加使用寿命。

桥梁段是冬季高速公路最易结冰的隐患路段之一。针对桥梁路面结冰预警急需解决的路表温度实时预估问题,以云南高原山区麻(柳湾)-昭(通)高速公路不同环境特征、结构形式桥梁段为研究路段,以自动交通气象站采集的2019-2021年路表温度和常规气象实测数据为基础。首先,利用统计方法对不同环境特征、结构形式桥梁段的路表温度与气象因素进行了相关性分析,确定了各气象因素与桥梁段路表温度之间的关系。其次,基于随机森林模型,构建了适用于各桥梁段的冬季路表温度实时预估模型。最后,对路表温度预估模型进行了交互性的迁移试验。结果表明:不同环境特征及类型桥梁的气象因素与路表温度间的相关系数有着相似规律,均与大气温度显著正相关,均与湿度显著负相关,但风速、风向和冰层厚度等气象因素取值差异仍较大,区域差异显著;所构建的路表温度预估模型有较好的回归预估性能,在不同桥梁段上的平均绝对误差分别为0.637,0.282,0.516℃,预估结果优于线性回归、支持向量机、BP神经网络模型;模型在1℃以下的易结冰温度段表现优异,适用于冬季路表温度预估;环境特征对模型影响较大,应引入表征环境的指标以提升模型的可迁移性。

掺石灰石粉可以减少环境污染,降低混凝土的生产成本,并改善其相关性能,但也会带来硫酸盐侵蚀问题。在不同浓度的硫酸钠和硫酸镁溶液侵蚀下,掺石灰石粉水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能相差较大,限制了石灰石粉在硫酸盐侵蚀环境中的工程应用。为了研究不同硫酸盐对掺石灰石粉水泥基材料性能的影响,通过差热分析和X射线衍射仪分析了侵蚀产物,借助扫描电镜观测了侵蚀产物的微观形貌,研究了5%和10%硫酸钠和硫酸镁溶液对掺石灰石粉砂浆外观质量、强度、侵蚀产物和微观结构的影响。结果表明:不同硫酸盐溶液浸泡下,钙矾石含量相差不大,钙矾石不是砂浆硫酸盐腐蚀的主要原因; 当硫酸镁溶液的浓度从5%增大到10%时,水镁石的含量增大了92.8%,而石膏的含量降低了20.5%; 在5%和10%的硫酸镁溶液中浸泡1 a后,砂浆仍保持完整性,抗压强度变化系数分别为82.3%和86.5%, 硫酸镁溶液浸泡后的样品主要为石膏型化学侵蚀; 当硫酸钠溶液的浓度从5%增大到10%时,芒硝含量从10.0%增大到14.1%,浸泡1 a后,砂浆未能保持完整性并失去了强度,硫酸钠溶液浸泡后的样品主要为芒硝型物理侵蚀。研究结果可为提高掺石灰石粉水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能,并为石灰石粉在水泥基材料中的应用提供理论基础。

为研究钢-超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的疲劳性能,开展了肋-顶板、横隔-顶板和栓钉-顶板焊接细节的应力幅数值分析。采用有限元软件Abaqus建立了钢-UHTCC组合桥面板精细化有限元模型,计算了疲劳车荷载作用下焊接细节部位的应力幅。定量分析了3个关键设计参数对应力幅的影响,包括UHTCC层的厚度、剪力钉的布置密度和纵向板肋的数量。结果表明:增加UHTCC层厚度对肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,在疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,UHTCC层厚度从0 mm增加到40 mm,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低61.3%和33.2%;当疲劳单车荷载作用于跨中支座处时,提高纵向板肋数量对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅的影响相对较大,当纵向板肋个数从3增加到5时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低70.9%和45.7%;当疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,提高栓钉布置密度和增加板肋数量分别对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,当栓钉布置密度从5个/m²提高到25个/m²时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低74.2%和35.5%;当纵向板肋个数从3增加到5时,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低49.5%和35.8%。

为了提高铺层平整度,提升路面施工质量,对熨平板进行受力分析,建立了熨平板动力学模型,分析了熨平板响应特性,将熨平板简化为一阶系统。基于熨平板的响应特性,建立了熨平板动态特性与熨平板结构参数、铺层材料刚度与阻尼之间的关系。分析了3D摊铺控制系统的工作原理,对系统各组成部分建立了传递函数,得出了3D摊铺自动调平系统模型,并确定了系统的传递函数。采用正弦函数模拟下承层平整度,通过仿真研究,得出了激光接收器安装位置、铺层材料特性与系统响应之间的关系,并进行了试验研究。结果表明:铺层材料特性一定,激光接收器安装位置比由0.15增加至0.99,3D摊铺系统熨平板输出与扰动输入幅值比的最大值由0.6%增加至2.6%,扰动输入与熨平板输出幅值比的最大值变化较大;激光接收器安装位置比为0.65,铺层材料刚度由2.88×10⁶ N/m增加至3.96×10⁶ N/m,熨平板输出与扰动输入的幅值比由0.7%增加至1.2%,扰动输入与熨平板输出幅值比的最大值变化较低;铺层材料特性对3D摊铺自动调平系统的动态特性影响较小,激光接收器安装位置影响较大;为提升摊铺路面平整度,激光接收器距大臂牵引点长度与大臂长度的比值应小于0.65。

为研究机场复合道面PCC层接缝变形与反射裂缝的关系,采用ABAQUS有限元软件建立了复合道面三维有限元精细化模型,运用内聚力单元模拟了沥青层的损伤及开裂过程,提出了以退化因子及断裂面积率表征沥青层所受的整体损伤,开展正交试验分析了PCC层的板底脱空范围、接缝传荷系数、PCC层与沥青加铺层的层间摩擦系数及沥青加铺层厚度这4个因子对反射裂缝影响的显著性。基于显著性分析结果研究了板底脱空及接缝传荷系数与反射裂缝的内在联系,分析了弯沉、弯沉差与反射裂缝的相关关系。结果表明:仅受飞机荷载作用时,复合道面板底脱空对沥青加铺层反射裂缝有显著性影响,而通过改善层间黏结和增加沥青加铺层厚度对防治反射裂缝作用不大;沥青加铺层的反射裂缝与PCC层接缝处的弯沉和弯沉差紧密相关,采用弯沉差指标表征PCC层接缝变形对沥青加铺层反射裂缝的影响适应性更好;当PCC层存在板底脱空病害时,单侧脱空更易引起反射裂缝;良好的接缝传荷能力可有效减小接缝处的弯沉,延缓沥青加铺层的反射裂缝。因此,复合道面的防反设计应注意加强沥青层底部的抗开裂能力,建议采取措施恢复与提高接缝传荷系数,这对防治反射裂缝非常有效,尤其是对存在单侧脱空病害的情况。

为了探究空隙率对多孔隙沥青路面(PAC路面)降温效果的影响,从多孔隙沥青混合料的热物理特性、温度场数值模拟分析及无风条件下的日照模拟试验3方面开展了研究。首先通过相关的试验及计算,利用热流计对不同空隙率PAC沥青混合料的热传导系数进行实测,并与Williamson公式计算值线型拟合,分析了空隙率对PAC沥青混合料比热容、热传导系数及热扩散系数的影响,利用热流计实测及公式计算得到了PAC沥青混合料热传导系数与空隙率及各组分材料体积占比之间关系的计算模型。然后建立了ABAQUS有限元模型模拟不同空隙率下路面结构24 h内的温度场变化,对比了各结构形式下路表、路表以下4 cm及10 cm处在一天内的温度峰值,量化了PAC路面的降温效果,拟合了空隙率与降温幅度数据。最后在无风条件下进行日照模拟试验验证了PAC路面的降温效果。结果表明:随着空隙率的增加,相同最大粒径的PAC沥青混合料比热容和热扩散系数均呈现下降趋势;数值模拟表明PAC路面的降温效果随空隙率的增加而增加,计算模型数据表明两者之间存在良好的线性正相关关系;日照试验数据表明PAC路面相比普通AC路面有明显的降温效果,在一定程度上可有效提高路面的高温稳定性能。

高速公路ETC门架监控成像补光装置亮度过强会造成小客车驾驶员目眩，从而使驾驶员无法清晰识别出车辆前方的障碍物，影响行车安全指数。基于此，首先针对ETC门架补光装置的失能眩光问题进行了建模分析，总结出了影响观察者视觉能力的两个重要参数：目标物体与环境的亮度对比、眩光源与观察者眼睛视看方向的夹角。其次，结合试验路段实际环境，通过调整ETC门架补光装置的发光强度、照射角度等参数，在距离ETC门架前方10~150 m范围内设置多个测试点，并获取其亮度值与照度值数据。最后，利用阈值增量TI法对本研究所提方案进行失能眩光程度分析。结果表明：在满足ETC门架车辆牌照识别准确率前提下，优化ETC门架补光装置的照射角度对路面亮度的弱化效果更为显著，因此在调节路面亮度指标时宜以补光装置照射角度调整为主；对ETC门架补光装置进行单一或双重参数优化调整，均能显著降低测试点处的TI值，单一参数优化对眩光阈值增量TI值的下调幅度可达30%以上，而双重参数优化对眩光阈值增量TI值的下调幅度可达88%，所有测试点的TI值均满足标准规定的限制眩光阈值增量最大值要求，可有效缓解因ETC门架补光装置过亮而造成驾驶员视觉能力严重下降的现象。

针对高速公路场景的天气识别问题,提出了基于Vision Transformer的天气种类自动识别算法。采集了广东省多条高速公路的监控视频图像,建立了高速公路监控场景下天气分类数据库,包括晴天、雨天、浓雾等天气场景。为了分析Vision Transformer自注意力机制的特性,利用特征图可视化手段对全连接层特征图的分类贡献作分析,分类贡献图像显示Vision Transformer分类网络的分类判断依据与人类视觉有相似之处,能有效关注到相同监控场景下不同天气图像的差异性。试验过程中,通过迁移学习方法以及数据增强的图片预处理方法提高了分类网络性能与鲁棒性,并测试对比了Vision Transformer与传统卷积神经网络在天气分类任务中的分类精度和识别速度。试验结果表明:由于具有自注意力机制,相比传统卷积神经网络,Vision Transformer特征提取能力更为高效,在天气图像分类任务中最高识别精度达到99.1%;在中小型数据集的分类任务中,压缩网络自注意力结构能保证识别精度的同时显著提高分类速度,达到与轻量化卷积神经网络相同的分类速度。试验过程中压缩自注意力层的Vision Transformer网络与原网络相比,识别精度仅降低了0.1%,识别速度提高了15.9%。

钢-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的纵向抗剪性能严重影响组合梁的正常使用和结构安全性。为探究钢-UHPC组合梁的纵向抗剪性能,完善钢-UHPC组合梁中UHPC板的纵向抗剪承载能力计算公式, 对2个钢-UHPC组合梁试件展开了四点弯曲试验,通过试验观测得到该组合梁的开裂损伤模式、荷载-挠度曲线、钢-混界面滑移发展等结构行为。在试验研究的基础上,基于Abaqus中混凝土塑性损伤模型建立了该组合梁的有限元模型,通过将有限元模拟得到的荷载-挠度曲线与试验得到的结果对比,证明了该有限元模型的正确性。基于该数值模型,通过参数分析确定了UHPC板中斜压杆发展角度,给出了斜压杆发展角度的拟合公式。基于传统的钢筋混凝土拉压杆理论,考虑UHPC抗拉强度,修正了钢-UHPC组合梁纵向抗剪承载能力计算公式。结果表明:布置纵向双排栓钉的钢-UHPC组合梁,UHPC板纵向剪切裂缝呈八字形延伸发展,其裂缝发展形式与相同栓钉布置方式的普通混凝土板相似;钢-混凝土组合梁采用UHPC翼缘板,拉-压杆模型中压杆与拉杆的承载力均得到提高,能有效提高混凝土板纵向抗剪承载能力;通过与数值结果对比,证明修正的钢-UHPC组合梁的纵向抗剪承载力计算公式具有良好的精度。

提升扁平箱梁的气动性能可同步提升大跨度桥梁的抗风性能,而增设气动措施则是简单易行的有效方法。基于节段模型风洞试验,在-5°~+5°风攻角范围内测试了某扁平箱梁的颤振和涡振性能,系统研究了上中央稳定板与侧边稳定板对改善扁平箱梁断面气动性能的影响。在此基础上,采用CFD数值模拟技术,研究了最不利风攻角下组合稳定板对流场的改善作用和涡致振动机理。风洞试验结果表明:扁平箱梁原设计断面在+3°与+5°风攻角下的颤振临界风速显著低于检验风速,且在各风攻角下均存在显著的涡激振动现象,气动性能不满足规范要求;设置上中央稳定板与侧边稳定板后,能显著提升扁平箱梁在+3°和+5°攻角下的颤振临界风速,可将最不利风攻角(+5°)下的颤振临界风速提高112%左右,并削弱检修车轨道对气动性能的影响;该组合措施能够显著抑制甚至完全消除扁平箱梁原有的涡激振动,相当于同时改善了颤振和涡振性能,使其满足设计要求。数值模拟计算结果表明:设置上中央稳定板与侧边稳定板后,断面会产生新的小尺度旋涡,可以干扰和削弱原设计断面在尾流处由于卡门涡所产生的周期性气动力,从而对涡振起到了有效的制振作用。

为保证大跨度地锚式悬索桥在运营的安全,探究运营中可能出现的破坏模式,对其弹塑性极限承载力及各构件的破坏顺序进行了研究。以我国某免涂装耐候钢-混组合梁公路悬索桥为工程背景,利用梁格法,采用Mises屈服准则,考虑几何非线性和材料非线性,基于U.L.列式编制了杆系有限元计算程序。选择受力最不利构件确定了6种最不利荷载工况,对各工况下悬索桥的弹塑性极限承载力及各构件的破坏顺序进行了分析。最后对6种荷载工况下的安全性进行了分析,重点分析了工况3和5下主缆与吊索的承载能力富余程度。结果表明:随着荷载的增加,钢梁局部应力达到屈服应力时结构体系依然可以保持弹性状态,但当主缆应力达到屈服应力时,体系开始进入弹塑性阶段;6种工况下该桥各构件破坏顺序不同,工况1~3体系破坏顺序为加劲梁→吊索,破坏模式为局部破坏,工况4~5体系破坏顺序为加劲梁→吊索→主缆→主塔接近破坏,破坏模式为主缆破坏引起的整体破坏;不考虑材料非线性时,会高估悬索桥的极限承载力,在分析极限承载力时材料非线性应予重视;工况3加载时,当加劲梁破坏后,吊索安全储备为37.2%,工况5加载时,当加劲梁破坏后,主缆承载能力富余为9.5%。

为了研究不同设置情况下的线形诱导标在小交通量农村公路平曲线上对驾驶人驾驶行为的影响,从而确定小交通量农村公路平曲线上线形诱导标设置方式,建立了包含两种平曲线半径、4种线形诱导标布置方式的小交通量农村公路的试验场景,对33名被试人进行驾驶模拟试验并设计问卷进行了调查,并对驾驶人在弯道及通过弯道关键点的驾驶行为进行了分析。结果表明:线形诱导标类型及布置方式对驾驶人的速度及在车道上的驾驶位置均有显著影响,且不同半径、不同转向的弯道影响不同;对于半径为40 m的弯道,设置1块三箭头线形诱导标在左转弯道上的效果最好,设置3块单箭头线形诱导标在右转曲线上的效果最好;对于单箭头线形诱导标的设置数量,在弯道长度允许的情况下应满足驾驶员视线范围内至少3块,在条件受限的情况下满足驾驶员视线范围内至少两块,且应设置在曲线起点处,设置间距宜为15 m;对于小半径回头弯,仅在左转曲线上设置3块单箭头线形诱导标能够使驾驶人在进入弯道前降低速度到30 km/h以下,在小半径回头弯上单独设置线形诱导标并不能起到足够的警示效果,不能使驾驶人采取适宜的速度及车道位置通过。最后对小交通量农村公路线形诱导标的设置及进一步研究提出了建议。

客土喷播是边坡及矿山修复的一种重要方式。为了找到客土喷播基材中纤维材料的最优纤维长度及掺量,通过室内直接剪切试验研究了不同长度及掺量的椰丝纤维加筋土体的抗剪强度特性,并对土-纤维剪切界面的纤维数量特征进行了统计分析。结果表明:不同长度椰丝纤维加筋土体的抗剪强度随着法向应力的增加呈线性增加趋势,这符合摩尔-库伦定律的基本规律;纤维长度对土体抗剪强度及其参数(内聚力和内摩擦角)的影响显著大于纤维掺量的影响,在纤维长度为3 cm时,土体内聚力达到最大,在纤维长度为4 cm时,内摩擦角达到最大;最优长度对抗剪强度的影响在不同法向应力下表现出一定差异性,随着法向应力的增加,最优纤维长度也增加;纤维长度和掺量对界面纤维数量、数量差值及纤维分散系数都有显著的影响;椰丝纤维在剪切面上的根数与纤维掺量之间并非线性关系,而是呈现指数型上升的趋势;随着纤维长度的增加,界面纤维数量差值呈现先下降后上升的趋势,而纤维的分散系数整体呈现线性上升的趋势,这对纤维在土体中的分散带来一定的考验。总之,椰丝纤维作为一种可持续性的植物纤维材料,加筋土体时可增强土体的界面作用力,明显提升土体的抗剪强度,有利于边坡的稳定,具有广阔的应用前景。

为了解决甘肃某公路项目水泥土搅拌桩成桩质量检测过程中效率低、时间成本高、费用大等问题,更好地开展桩体无损检测及评估方法应用,选用甘肃省定西市项目区黄土,加以不同配比的水泥和蒸馏水,利用LCR数字电桥测试仪获得了不同频率下的水泥土电阻率。根据水泥土颗粒的双电层结构和水泥、黄土孔隙水的化学反应变化模式,分析了含水率、水泥掺量以及测试频率对水泥土导电性能的影响。结果表明:塑限是影响水泥土电阻率变化的临界值,塑限之前,水泥土电阻率随含水率增加,孔隙水导水路径增多,导电性增强,电阻率快速降低,超过塑限后,电阻率趋于稳定值;电阻率测试结果的稳定性对于实际工程应用至关重要,水泥土含水率在塑限附近时,试验效果最优;水泥土团聚体内部的化学变化模式为水泥土中的3CaO·SiO₂和2CaO·SiO₂与水发生反应,黄土中移动的水分子不断转化为水泥中结合的氢合物,导致水化硅酸钙凝胶堆积,这是影响电阻率变化的主要原因;水泥土电阻率受测试频率的影响,二者之间存在幂指数关系,随着测试频率的增加,水泥土电阻率降低。研究结果可为水泥土的物理性质及其内部结构快速识别提供有价值的参考,并为甘肃某公路工程施工水泥土搅拌桩提供室内验证。

预制结构与现浇部分形成的新旧混凝土界面的抗剪性能对结构安全至关重要。为了准确分析界面各分项剪力及应力状态,采用ABAQUS软件建立了三维非线性有限元模型。考虑新旧混凝土界面的黏结滑移,并基于剪切-摩擦抗剪机理,采用内聚力-弹簧复合模型模拟了界面受力。基于前期设计制作的4组8个Z型直剪试件开展静载试验,从界面荷载-相对位移关系与破坏形态2个方面对有限元模型进行了验证,数值计算与试验结果吻合良好。研究了3组界面钢筋试件的界面正应力和剪应力沿界面高度的分布规律。分析了混凝土强度、界面配筋率、钢筋屈服强度对开裂荷载及抗剪承载力的影响。结果表明:加载过程中,各试件界面正应力沿高度非线性分布,界面中部应力较小;除两端应力集中区域,各阶段界面剪应力绝对值均大于正应力;峰值荷载下,剪应力均值为正应力的3.7~8.7倍,界面钢筋直径越大,对界面应力分布影响越大;增加混凝土强度可在一定范围内显著提高开裂荷载,建议新混凝土较旧混凝土提高2~3个等级;增加配筋率可带来更高的界面抗剪承载力,但对开裂荷载的影响不如混凝土强度大;界面钢筋的屈服强度对试件的抗剪承载力影响有限,使用高强钢筋较难提供更高的界面抗剪承载力。

为研究碳酸钙晶须（CCW）改性沥青及其混合料的性能，采用0.5%，1%，1.5%，2%的CCW改性沥青及沥青混合料进行常规性能试验。测定了改性沥青的针入度、延度、软化点，通过动态剪切流变仪测定改性沥青的流变性能，分析了不同掺量的CCW对沥青基本物理性能以及流变特性的影响。采用车辙试验、三点弯曲试验、冻融劈裂试验以及疲劳试验对不同掺量CCW沥青混合料的路用性能进行评价，对比分析了不同CCW掺量对沥青混合料性能的影响。结果表明：CCW的加入增加了改性沥青体系的硬度，提高了沥青的软化点；CCW可以降低沥青的延度，在掺量大于1%后，改性沥青的延度相对平稳；在试验温度范围内，同基质沥青相比，CCW改性沥青的车辙因子增大；同时，CCW可以提高沥青混合料的高温稳定性，纤维的掺入也一定程度上改善了沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性；CCW的最佳掺量为1.5%，与未掺纤维沥青混合料相比，掺1.5%的CCW改性沥青混合料的动稳定度、抗弯抗拉强度、冻融劈裂强度比和疲劳次数分别提高37.2%，18.0%，10.8%和45.8%；在应力比较高的水平下，1.5%含量的CCW改性沥青混合料的疲劳寿命显著高于常规沥青混合料；CCW具有高抗拉强度和较短的晶须长度，使得其可以在沥青混合料中起加筋填充作用，从而控制微裂纹延展，能有效延长沥青混合料寿命。

为了研究粗集料表面的三维纹理特征,基于粗集料表面三维点云数据提出了改进的拉普拉斯平滑算法。为了限制拉普拉斯平滑前后点云的过度变形,通过引入偏差限制参数控制粗集料颗粒表面的点允许移动的最大距离,将平滑尺度限制在纹理尺度范围内。根据改进的拉普拉斯平滑算法原理,基于粗集料在平滑前后表面积的变化幅度提出了三维纹理评价指标。采用商用蓝光三维扫描仪采集了不同粒径石灰岩集料和玄武岩集料的三维点云图像。采用改进的拉普拉斯平滑算法,研究了不同粒径石灰岩集料和玄武岩集料的纹理特征。结果表明:(1)2.36,4.75, 9.5 mm粒径的石灰岩集料的纹理指标都服从对数正态分布,13.2 mm和16 mm粒径的石灰岩集料纹理指标都服从正态分布,2.36,4.75, 9.5 mm粒径的玄武岩集料的纹理指标都服从正态分布;(2)在石灰岩集料中,4.75 mm集料的纹理指标最大,当粒径大于4.75 mm时,随着集料粒径的增大,纹理指标的均值逐渐减小;(3)在玄武岩集料中,随着集料粒径的增大,纹理指标的均值逐渐减小,2.36,4.75, 9.5 mm粒径的玄武岩集料的纹理指标均值都低于石灰岩集料;(4)在石灰岩和玄武岩集料中,随着粒径的增大,纹理指标的变异系数都是先增加后减小,4.75 mm集料纹理指标的离散性最显著。

为避免依托人工进行隧道定期检测方式中由于工作人员的专业水平差异及个人主观性对检测结果的影响,同时降低人工参与成本,提高巡检检测效率,提升检测精度,降低病害的漏检、错检概率,推动隧道检测智能化、数字化提升,提出了一种基于DeeplabV3+模型改进的快速隧道病害分割方法。采用Google团队提出的MobileNet-V2轻量化网络替换了原DeeplabV3+模型中的Xception主干网络。引入当前较为热门的主流且分割效果好的PSPNet,U-Net,与原网络、改进后的网络模型进行了多个项目的试验对比。所有模型均经过多次调参训练已达到最好效果。结果表明:原网络的准确率为97.67%,mAP为92.30,mIoU为85.01%,图片处理速度为9.211FPS,使用MobileNet-V2网络替换Xception作为DeepLabV3+的主干网络,其准确率为98.09%,mAP为94.38%,mIoU为85.14%,FPS为13.409,均为所有网络中最优值;在保证高性能图像分类准确率、分割精确度、交并比的前提下,图像分割网络的运算速度与效率提升了45.6%。U-Net模型、PSPNet模型的FPS分别为10.173,11.852,mIoU分别为78.58%,64.56%。改进网络的效率较U-Net,PSPNet的效率分别提高了31.8%,13.1%,mIoU分别提高了4.89%,23.87%;该方法不仅提升了图像处理速度,同时可以使得小型化低性能设备上部署图像分割任务变得可行,并且满足在小型移动设备上部署的要求。

针对粉土材料在道路工程中的应用问题,系统研究了赤泥基沥青粉柔性固化剂的固化机理、配置方法、储存稳定性以及固化粉土材料的物理力学性能和路用性能,设计了赤泥基沥青粉柔性固化剂材料配比试验、固化粉土材料性能室内试验和现场应用试验,确定了赤泥基沥青粉柔性固化剂及固化粉土材料的最优材料配比。针对齐河某农村公路工程,根据室内试验研究成果,进行了赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验。结果表明:沸石粉能够提高沥青的流动度与分散均匀性,随着柔性固化剂中赤泥掺量的增加,赤泥基沥青粉的细度和储存稳定性能逐渐提高,在赤泥掺量达到22份时赤泥基沥青粉柔性固化剂的各项性能达到最优,可以在密封条件下常温储存3个月;固化粉土的强度随着柔性固化剂掺量的增加而增加,在固化剂掺量达到7%时达到最优,浸水后强度损失较小,高温循环加热后强度提高,冻融循环后抗压强度损失较小,表明赤泥基沥青粉固化粉土材料具有良好的高低温稳定性、抗裂性能和抗水损害性能;赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验的压实度、7 d无侧限抗压强度、CBR值和弯沉值检测结果达到二级及二级以下公路中、轻交通基层设计要求,应用效果良好,可在低等级、轻交通道路基层中推广应用。

为了研究水泥改良风积沙发生冻融损伤后的动应力-应变特征,利用GDS冻土动态测试系统分析了水泥改良风积沙在不同负温条件下多次冻融循环后的动力变形特征,利用扫描电子显微镜(SEM)对多次冻融后的沙粒间孔隙演化特征进行了细观扫描。提出了基于二分法原理的临界动应力试验方法及其负指数衰减规律,利用MATLAB图像处理技术对冻融损伤后的水泥改良风积沙内部各组成部分比例进行确定,并计算出冻融损伤后孔隙的分形维数。构建了强度参数与温度和孔隙分形维数的数学联系,利用单元强度的Weibull分布规律确定了改良沙冻融循环损伤变量,建立了具有分形特征的改良风积沙冻融损伤本构模型。利用Weibull分布确定了改良沙发生冻融循环后的损伤变量参数,提出了具有分形特征的改良风积沙冻融循环损伤动荷载本构关系,为路基动力灾害防治提供理论依据。结果表明:利用二分法原理可确定改良风积沙临界动应力,随着冻融次数的增加,临界动应力具有衰减的特征并且衰减的速度会减慢;随着冻融次数的增加,SEM观测的区域内的孔隙分布区域不断扩大,水泥填充物逐渐退化,边缘不规则程度逐渐加剧,孔隙分形维数随之提高,但是孔隙在发展过程中局部相对于整体上具有高度的自相似特征。

为了探究量大面广的中小跨径桥梁墩-梁偏位监测困难的问题，提出了一种基于数字图像处理技术的墩-梁偏位计算方法。首先，根据摄像机的内外参数推导了图像像素尺寸与实际物理尺寸的像素尺度因子解析式，通过该解析式建立起图像监测坐标系与实际监测坐标系之间的映射关系。然后，进一步通过摄像头获取偏位前后数字图像，利用数字图像处理技术获取主梁底边特征点偏位前后图像特征点坐标。最后，通过像素尺度因子解析式结合特征角点坐标快速计算出墩梁结合部位的偏位位移量。对上述方法开展了室内模型试验，设计制作了桥梁墩-梁结合部位的模型，通过一个摄像头实现了墩-梁结合部位的图像采集。模拟实际工程中3种墩-梁偏位工况，采集了每种工况的图像，通过该方法得到了每种工况的墩-梁偏位计算值。结果表明：墩-梁偏位测试的平均误差为8.33%，平均误差偏移量为0.652 mm；测试误差与偏位量呈现相关性，偏位量越小误差越大。当偏移量小于5 mm的工况，平均误差为14.06%；偏移量在5~10 mm之间的工况，平均误差为7.75%；当偏位量大于10 mm时，平均误差为3.17%，误差小于5%；该方法具有成本低、维护方便、识别效率高、稳定性好等突出优势，对实际工程中常见的墩梁偏位具有良好的识别效果。

为了解决夏季西北盐渍土地区路基表层盐分积聚现象明显的现状,基于甘肃武威硫酸盐渍土地区的道路水温环境,采用自主设计的室内盐渍土水盐迁移装置,探究了蒸发作用下不同掺砂率的"黄土+砂"盐渍土路基换土填层的水盐迁移规律,从而进一步评价了盐渍土路基换土填层的处置效果。结果表明:在常温条件下,当掺砂率小于30%时,随着掺砂率的增大,水盐迁移速率增大,最大迁移高度位于土柱的中部区域;当掺砂率达到30%时,水盐迁移的高度和速率最高,最大迁移高度位于土柱的中上部区域;当掺砂率增加至50%时,水盐迁移速率显著下降,最大迁移高度位于土柱中下部区域;在强蒸发环境下,随着温度的升高及温度循环次数的增加,不同掺砂率条件下的换土填层土柱受到毛细作用和温度梯度的双重激励,水盐迁移速率较常温条件呈现不同幅度的增加;掺砂率越高,水盐迁移速率增幅越小,温度对土样盐分分布的影响作用越小,盐分主要集聚于土柱的中上层区域。采用"黄土+砂"的换土填层,可有效抑制盐分在土中的迁移速率,盐分与水分的整体变化可表现为"盐随水动"的特点,当掺砂率大于50%时,换土填层的水盐迁移的速率降低,迁移高度下降,对盐分的抑制效果最显著。

为了研究结构健康监测系统的振弦式应变传感器，开展了环境影响因素的量化评估，归纳分析了其稳定性和增量测量特点，旨在进行锈蚀补偿理论的推演和验证。由于结构监测系统长期服役的特点，锈蚀补偿理论的不足为量值溯源工作带来了挑战与难题，为此，对振弦式应变传感器进行了全寿命周期的测量及计量性能研究。通过对装有该传感器的混凝土梁进行加速锈蚀模拟试验，分析了锈蚀对传感器测量值的影响规律，形成了锈蚀角度和锈蚀频率的计算理论。采用T型C50混凝土梁，在恒温环境下进行加速锈蚀和静力加载，针对锈蚀偏转角度和模态频率两个主要影响因素，分别建立了补偿函数的理论模型及计算方法，并进行了相应的试验验证。结果表明：垂向夹角达到约5.7°、纵向夹角达到约2.9°时，锈蚀影响量的增长率会极大增加；锈蚀频率补偿主要受锈蚀率影响，且会因荷载耦合作用增加；通过比对本研究计算模型理论值与高精度计量仪器实测值，得出2种模型误差分别为±0.5%和-0.000 8 με，精确度较高，可有效应用于锈蚀工况下长期服役振弦式应变传感器的补偿计算及计量校准。所形成的锈蚀补偿理论及计算方法，可有效支撑行业量值保障体系构建，保障结构健康监测系统的可靠性及准确性。

路面裂缝病害的智能化识别与分割是道路工程领域的关键研究方向。为了探究裂缝分割过程中正负样本不均衡的优化问题，提升裂缝分割精度，采用解码器-编码器模型建立了路面裂缝的分割体系，选取U-Net网络作为分割基准网络。通过在U-Net卷积层添加残差模块对网络进行改进，形成U-Net-R卷积神经网络。研究了焦点损失函数、带权交叉熵损失函数、软骰子-交叉熵复合损失函数、焦点-骰子复合损失函数对裂缝分割精度的影响。通过半人工标注的方法进行路面裂缝的像素级标注，标注路面裂缝图像1 290张，随机选取路面裂缝病害1 144张作训练集，146张图像作测试集。通过交并比、召回率、准确率和调和均值评判裂缝分割的精度。结果表明：以相同的像素级标记数据作为训练集，采用焦点-骰子复合损失函数的U-Net-R具备最优的训练效率，能够在训练前期快速拟合且达到分割精度最优的目的；在裂缝分割方面选用焦点-骰子复合损失函数能够缓和路面裂缝在识别过程中的正负样本不均衡问题；此外，U-Net-R网络的交并比和调和均值指标相较传统U-Net网络提高10.75%和7.73%，显著提高了裂缝病害的分割精度，表明U-Net-R网络能够提高对路面裂缝的细节特征提取能力。

针对国内尚缺乏协同自适应巡航控制环境下的车辆轨迹数据集,且现有轨迹重构方法存在处理单一、缺乏实测数据验证等问题,设计了协同自适应巡航控制环境下交通流视频数据采集试验并组织实施。所采集的视频数据包含调研路段所有非自动驾驶车辆行驶信息以及3辆自动驾驶车辆的行驶信息,基于视频识别技术对所采集视频进行提取,获得了原始车辆轨迹数据。针对原始车辆轨迹数据深度分析了误差来源,融合拉格朗日算法与卡尔曼滤波理论,设计了两步轨迹数据重构方法。识别速度和加速度异常值并反向修正了车辆位置数据,直至速度和加速度都在正常范围之内,实现了对数据集异常数据的插值替换以及降噪处理。最后,基于车辆实测数据对重构后的轨迹数据进行了验证,以避免出现降噪不足或过拟合现象。结果表明:两步轨迹数据重构方法能够有效修正原始车辆轨迹数据并保留原始数据的结构特征;通过对插值效果进行分析发现,受原始数据时间粒度影响,拉格朗日3次插值比5次插值收敛速度更快,因此,应结合数据特征与计算工作量确定拉格朗日次数;通过对卡尔曼滤波效果进行分析发现,观测噪声协方差与系统噪声协方差比值对重构误差产生影响,该比值的确定应满足误差要求,且避免出现车辆轨迹数据重构过拟合现象。

为进一步探究循环荷载下路基土中动应力累积效应的影响特征及变化规律，以华南地区典型花岗岩残积土为研究对象，开展了多组室内循环荷载试验。分别研究了不同循环荷载量、加载频率、应力状态及卸荷量对土体中动应力累积效应的影响，并揭示了循环荷载下土体动应力累积效应的发生条件，同时对动应力累积机理进行了初步分析。结果表明：循环荷载量越大，土体中的动应力累积效应更加显著；加载频率越大，土体中残余应力释放越不彻底，其动应力累积效应也越明显；卸荷量越大，试样的峰值应力、残余应力与累积应变逐渐减小，所产生的动应力累积效应越不明显；相较于有侧限三轴应力状态，无侧限单轴应力状态下土体的动应力累积效应更加显著；由整体结果分析可知，土体中的动应力累积现象存在门槛效应，在极低应力水平时不会发生此效应，在较高应力水平下，随着循环次数的增加残余应力会逐渐累积增大，动应力累积效应也越明显，而当循环次数达到一定程度后残余应力最终会趋于一个稳定值；在循环荷载下，土体材料会被压密，刚度随之增大，有利于应力在土体中传递，外荷载能量耗散减小，从而使更多应力波传递至土体内部，与残余应力累积二者作用形成峰值应力累积增加的结果，为削弱土体内动应力累积效应的负面影响提供参考。

为了研究预应力钢筋混凝土(PC)箱梁损伤演化的声发射特性,开展了PC箱梁的静力破坏试验。综合采用常规应力、应变和挠度测试技术,记录了加载过程中PC箱梁主要位置混凝土、普通纵筋和箍筋的应变情况、梁体挠度及声发射信号,以全面分析PC箱梁损伤演化过程中的声发射特性。采用声发射特征参数分析方法(包括计数-幅值、能量-平均频率和幅值-持续时间的关联分析及b值分析法),获取了该结构表面裂纹出现、弹塑性工作状态转变点和结构破坏的声发射信号特征。试验结果表明:PC箱梁试验过程以中低幅值(40~80 dB)和低频(20~80 kHz)声发射信号为主,斜截面开裂后,平均频率逐渐向较高频率转移;斜截面开裂对应的荷载阶段(355~410 kN),各幅值范围下的总计数突然呈倍数增加,声发射活性突然增强,且相对正截面开裂时声发射信号更活跃,说明斜裂纹越多释放出的声发射信号更强,且更易被识别出;临近破坏前,大于140 kHz的能量占比急剧增加,超过10%,该特征变化可作为试件破坏的前兆;幅值随持续时间的分布从分散趋于集中时预示试件进入弹塑性工作状态;b值出现极小值时预示试件出现弯曲开裂,且随荷载持续增加过程是弯剪开裂过程,b值分析法能良好地反映出PC箱梁结构损伤演化过程。

为了更好地描述沥青混合料的时间和温度依赖性，优选表征动态力学性质的黏弹力学模型，推广黏弹性动态力学设计方法。基于线性黏弹性Kramers-Kronig近似解析式，通过对存储模量Sigmoidal函数解析式求导后，得到损失模量解析式，称为Sigmoidal Ⅱ类模型。应用黏弹性材料时-温等效原理，通过构造不同目标函数，建立了上述模型黏弹函数主曲线，并与Sigmoidal Ⅰ-Ⅰ模型、Sigmoidal Ⅰ-Ⅱ模型进行了对比分析。结果表明：3个模型均能应用时-温等效原理建立黏弹函数（动态模量和相位角）的主曲线，与AASHTO R 62-131规范对比，3个模型均提出了相位角主曲线解析式，目标函数构造时，黏弹参数的选择影响Sigmoidal模型的拟合效果。对比另外2个模型，Sigmoidal Ⅱ模型仅采用一个黏弹参数（动态模量）构造目标函数即可建立所有黏弹参数主曲线及Cole-Cole曲线，且黏弹函数测试值与预测值吻合较好，其中，动态模量和相位角曲线的拟合优度均在0.95以上，说明该模型能更好地描述沥青混合料的动态黏弹参数。Sigmoidal Ⅱ模型存储模量和损失模量（动态模量和相位角）共用一套模型参数，黏弹参数之间满足线性黏弹性因果关系且符合力学模型的要求。Sigmoidal Ⅱ模型可为沥青混合料设计和沥青路面层状黏弹动力学计算提供新的参考。

为了研究材料不均匀性和透水孔隙对透水型水稳基层材料破裂演化的影响，在充分考虑骨料和孔隙在空间中的随机分布特征后，构建了透水型水稳基层材料的离散元模型。结合室内试验对离散元模型的细观强度参数进行了校正，并对透水型水稳基层材料开展了不同材料随机场和不同孔隙条件下的离散元数值模拟研究。结果表明：基于随机骨料算法、接触算法和材料随机场方法构建的离散元模型对透水型水稳基层混合料的细观特征具有很好的映射能力，充分模拟了透水型水稳基层材料的细观裂纹演化特征；基于室内试验的离散元参数标定试验验证了离散元模型的有效性，表明离散元模型所获得的细观强度参数对表征透水型水稳材料物理力学规律具有一定的鲁棒性；离散元数值模拟结果揭示了透水孔隙和材料随机场对其裂纹拓展和力学响应的影响机理，明确了透水孔隙在试样裂纹拓展过程中的控制作用；透水型水稳基层材料对外部荷载具有较高的敏感性，敏感性主要来源于试样中孔隙和界面的薄弱位置，微裂纹通常在这些薄弱区域开始发育；水泥的随机强度场对试样的力学强度具有较大的影响，水泥材料的强度非均匀性过大，对试样的强度会产生较大的消极影响，使用过程中应该更好地控制胶凝材料的均匀性。

被动正斜桩工程响应受到关注,为了解决坡脚处侧向约束桩可能向坡脚外倾斜,在路堤荷载作用下形成被动正斜桩的问题,在模型桩两侧对称粘贴应变片,使用双面胶黏贴土压力盒,通过PVC管设置百分表探针,设计杠杆加载装置,进行室内模型试验。对底端位置相同但向坡脚外倾斜0°,10°,20°的坡脚侧向约束桩进行研究。根据路堤填筑过程中的受力响应,获得坡脚正斜桩的弯矩、桩侧水平土压力和水平位移变化规律,为倾斜桩应用于软弱路基加固提供试验依据。结果表明:被动正斜桩桩身弯矩沿桩身自上而下先增大后减小再稍增大,峰值位置随倾斜度增大而略提高;加载侧水平土压力沿桩身自上而下先增大后减小再略增大,峰值位于桩长的0.3倍处;桩前土抗力沿桩身自上而下先增大后减小,峰值位于桩长的0.3倍处;直桩在荷载作用下以转动为主,稍有平移,正斜桩既平移也转动;p/p_u-y/y₅₀曲线平滑可以拟合;增加被动正斜桩倾斜角,其桩身弯矩、桩侧水平土压力、桩前土抗力、转动量减小,桩身平移量增大,桩自身越来越安全,但路基沉降增大,侧向约束作用降低。在实际工程中,为了发挥坡脚侧向约束桩的侧向约束效果,坡脚处侧向约束桩不宜设计为向坡脚外倾斜的正斜桩,并防止坡脚处侧向约束桩向坡脚外倾斜。

为研究玉山桥转体施工过程中桥梁的振动状态,以桥梁最大悬臂状态为研究对象,在桥面关键位置布设加速度传感器监测列车通过时转体桥梁的动力响应。首先,采用基线校正方法消除了加速度测量数据的基线漂移和误差,结合随机子空间法和稳定图法识别了转体桥梁的模态信息。其次,分析了客运列车和货运列车在不同车速下诱发振动对转体桥梁加速度动力响应的影响规律,并以客运列车车速110 km/h工况为例,分析了桥梁悬臂状态下加速度能量的分布规律。最后,研究了不同车速诱发的转体桥梁加速度反应谱衰减规律。结果表明:基线校正方法可有效消除测量数据的基线漂移,玉山桥最大悬臂状态下前五阶自振频率分别为1.01,1.57,2.19,3.75,4.47 Hz;桥面3个方向的加速度响应峰值与客运和货运列车行驶速度均存在正相关关系,其中列车诱发振动对转体桥梁竖向加速度影响最为明显;同一车速下,转体桥梁悬臂两端加速度能量谱的频率分布范围较转体结构上承台更广且能量更大,转体桥梁悬臂两端应重点监控;转体桥梁加速度反应谱衰减周期在0.3 s左右,转体桥梁加速度反应谱衰减速度与列车行驶速度存在正相关关系。研究结果可为不中断列车通行实施类似桥梁转体提供技术参考。

针对新建澳氹第4条跨海大桥采用690 MPa级高性能桥梁结构钢应用于主桥边跨桁架上弦杆受压区的设计,对690 MPa级高性能桥梁结构钢的研究现状和应用情况进行了研究。综合比较了国内外690 MPa级高性能桥梁钢的力学特性和工艺特点,并对高性能钢在桥梁工程的适用性和优劣性等问题进行了对比,重点说明了690 MPa级桥梁钢具有较好的冶金质量、低温韧性以及断裂韧性等。结合主桥钢梁设计,对典型厚度24,28,44 mm的Q690qD钢板取样,按照规范要求对母材性能进行了化学成分和下屈服强度、抗拉强度等力学性能指标的试验。针对不同的焊接方法,采用了不同厂家的埋弧焊丝、实心焊丝、药芯焊丝、焊条4种常用焊材组合,进行了焊缝的熔敷金属力学性能选材试验。结果表明:母材试验所选Q690qD采用"TMCP+回火"的交货状态,在强度、延伸率、冲击韧性等各方面均具有良好的性能;焊材试验中,埋弧自动焊、实心焊丝富氩气体保护焊、药芯焊丝CO₂气体保护焊均可以应用于Q690qD钢的焊接,与母材化学成分相匹配,在保证焊缝强度的同时,仍然有着良好的低温冲击韧性。690 MPa高性能桥梁结构钢具有较高强度外兼有良好的焊接性能,试验为进一步完善我国高性能钢技术体系提供了参考。