总结分析了多年冻土的国内外研究现状，通过对青藏高原西部的新藏公路、腹部的青藏公路、东部的青康公路及小兴安岭地区的黑北公路的4个观测场、5个观测站、100多个观测断面和1处桥梁桩基实验场30多年的观测研究，取得了各时期的观测数据200多万组。从冻土工程理论、勘察设计方法、工程稳定措施、冻土工程病害预防养护与工程寿命保障，到高寒缺氧恶劣环境下的生态环境保护与筑养路职工生命健康关怀等方面，对所取得的数据开展了系统研究，创新、集成了针对中国实际的多年冻土地区公路修筑成套技术，推动了中国冻土工程领域的技术进步，进一步提升了中国公路冻土工程研究的世界领先水平。
首先建立动态荷载作用下，饱和状态沥青路面轴对称瞬态动力分析有限元模型，并给出有限元分析的荷载条件、边界条件和材料参数;而后分析表面排水和表面不排水两种条件下的竖向位移、竖向应力、水平应力、剪应力和孔隙水压力沿深度方向的分布和时程变化，以确定表面排水条件对饱和状态沥青路面动力响应的影响。结果表明，与表面排水条件相比，表面不排水状况对位移场影响不大，而对应力场影响较大;后者在轮胎边缘外侧产生了较大的竖向拉应力，同时产生了更大的正孔隙水压力，使得路面结构处于更加不利的受力状态。
应用有限元软件ANASYS建立了包括橡胶胎面和柔性路面结构的有限元模型，探讨了车辆处于自由滚动和紧急制动过程中在不同轮胎/路面界面摩擦系数下的胎面、路表的变形特性和接触应力分布状态。研究结果表明，界面摩擦系数是影响胎面与柔性路面摩擦性能的主要原因，随其值的增加路面弯沉减小，摩擦应力先增加然后保持稳定，但轮胎的磨耗增加，接触压应力增加。适当地丰富路表构造、提高界面摩擦系数能降低路面弯沉，增强紧急制动状态下的抗滑性能;但是当摩擦系数超过某临界值时，随其数值的增大所对应制动状态下的抗滑性能不再提高，且路面压应力明显增加。摩擦特性对路表抗滑性能和路面力学响应的研究提供了一定的理论基础。
采用一维弹塑性锚索单元及三维弹塑性锚杆单元与三维线弹性梁单元耦合的方法，模拟边坡工程中的锚杆框架、预应力锚索框架以及它们与加固岩体的相互作用，对西攀高速公路K132岩质高边坡加固进行了方案的评价比选。结果表明，与锚杆框架梁相似，无框架的锚杆加固方案能对坡体浅部位移及应力场有所改进，不同的是，锚杆框架能够显著限制坡体表面变形;预应力锚索框架体系中，锚索的布置及预应力设计值在较大范围内显著影响坡体内部的位移及应力场的分布。因此，预应力锚索框架梁方案是提高K132岩质高边坡稳定性的首选方法之一。
针对在深厚软弱地基上进行高速公路的拼接拓宽工程，新老路基之间将会产生差异沉降的特点，基于理论分析和差异沉降控制标准的要求，提出采用EPS超轻质硬泡沫塑料作为路堤填料，以达到减小路堤荷载和控制新老路基间差异沉降的目的，并依托具体工程实例对EPS轻质路堤的沉降变形特性进行了现场试验研究，揭示了现场实际加载条件下EPS的压缩特性和地基竖向沉降、水平位移、不同深度处土体孔隙水压力的变化规律，在对实测资料进行理论分析的基础上，提出了高速公路拼接拓宽工程EPS轻质路堤的设计方法，并依据现场实践对设计施工要点进行了总结。实践表明，EPS显著改善拓宽路堤的受力特性，减小新老路基间的差异沉降，在设计施工中应解决好EPS块体密度、上覆层厚度的选择，路基排水和地下水位的控制、EPS材料质量检验和控制以及施工放样等问题。
为了能快速、准确地评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能，提出了利用冲击韧性评价其抗裂性能的方法。利用冲击韧性试验评价织物加筋沥青混凝土小梁的抗冲击能力，并利用沥青路面自动分析仪(AAPA)来模拟路面车辆荷载作用，通过改进AAPA的模具来评价加筋沥青混凝土抗疲劳能力。利用该试验方法对多种土工织物加筋沥青混凝土进行了评价，比选出了不同土工织物加筋沥青混凝土的抗裂能力。试验结果表明，土工织物加筋沥青混凝土抗反射裂缝的能力明显高于没有加铺土工织物的纯沥青混凝土，不同的土工织物具有不同的抗反射裂缝能力;冲击韧性与AAPA疲劳寿命间有很好的相关性，可以用冲击韧性的试验方法来快速评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能。
选用5种沥青分别进行5个温度下的针入度和动力粘度试验，用指标PI、PVN25-60、CI、PVN25-135、VTS来评价沥青材料感温性的大小。结果表明，前3种指标评价结果是相同的，后两种与前3种有微小的差别，总体趋势差别不大。在此基础上，对所选的沥青针对同一种级配AC-13做混合料车辙试验，研究沥青材料的不同感温性指标与其混合料高温稳定性之间的关系，比较分析了各感温性指标与动稳定度的相关性。结果表明，感温性指标PI和CI与动稳定度的相关性好，沥青材料的感温性越好，其混合料的高温抗车辙性能就越好。
通过对半刚性基层在温度应力作用下裂缝扩展机理的分析，以线弹性断裂力学理论和有限单元方法为基础、利用ANSYS计算软件，研究了产生反射裂缝的力学机理，分析了各参数对含裂纹路面结构的应力场以及裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明，得出裂纹尖端的应力集中是导致裂缝向上扩展的根本原因，降低基层材料的弹性模量能抑制或延缓基层裂缝的扩展;当裂缝已经反射到面层后，降低面层材料的弹性模量也可以起到抑制或延缓基层裂缝的扩展;同时，外界环境和路面结构对裂缝的扩展亦有较大的影响，应根据当地的气候条件合理地设计沥青面层和基层的厚度，以保证路面结构具有预期设计的抗裂性。为防止或减少反射性裂缝有重要的参考价值。
收集了珠江三角洲地区158个原状软土的物理力学指标数据，对指标的变化范围、变异性、指标间的相互关系和各指标的统计分布规律进行研究。研究的结果表明:不同地区软土的物理力学性质差异较大;各参数与含水量ω、孔隙比e存在一定的关系;天然密度ρ、干密度ρd、液限lω、塑限ωp、塑性指数Ip、无侧限抗压强度qu和灵敏度St服从正态分布;含水量、孔隙比和粘聚力服从近似正态分布;饱和度Sr、比重Gs、渗透系数Kv、压缩系数av1-2、压缩模量Es1-2和内摩擦角为非正态分布。研究的结果对开展软土工程有一定的意义。
为了在车-路或车-桥相互作用的耦合体系中更准确地模拟由路面不平整度引起的车辆动荷载，以及分析由动荷载引起的路面动响应，论述了路面平整度的各种定义，回顾了路面平整度的各项评价指标、评价方法及各种评价指标之间的关系。分类阐述了针对各种评价指标的现场检测方法及仪器，分析了路面平整度的各种数值模拟方法，并推荐了更符合实际情况的平整度数值模型，介绍了用于分析路面不平度引起的车辆动荷载的各种车辆振动模型。最后总结了研究路面平整度评价指标、不平度的数值模拟方法及车辆振动模型的发展趋势，提出了用于分析车辆与路面作用的耦合振动体系的各项参数的采用建议，为研究车辆随机动荷载作用下的路面或桥面动响应提供了理论依据。
由于曲率的影响，曲线梁桥易产生弯扭耦合作用，因此曲线梁桥的内力、变形计算远比直线梁桥复杂，实际工程中也出现了不少问题。应用有限元方法，以曲线连续箱梁桥为工程背景，对温度荷载作用下曲线连续梁桥的受力与变形特点进行了分析。计算结果表明，温度作用对曲线连续梁桥的内力有显著的影响，容易产生工程病害;原公路桥涵设计规范中对混凝土箱梁竖向温度梯度的规定不够合理;箱梁顶、底板的温差效应是造成曲线连续箱梁扭转的主要因素，而整体升温则是曲线连续箱梁桥直接发生径向偏移的主要原因。这一结论将对改进曲线连续梁桥的设计，具有较强的理论与实践意义。
为了分析采用移动模架法进行逐段现浇的PC(Prestressed Concrete)连续箱梁悬臂端底板出现纵向裂缝的原因，结合工程实例，采用有限元方法建立了3种不同计算模型进行比较，确立了一种高效而又精确的有限元计算模型，并通过对箱梁悬臂段空间效应及相关影响参数的研究，分析了底板纵向裂缝的形成原因。研究表明:端部预应力纵向分量和门形吊架支反力是导致悬臂端底板横向拉应力过大而出现纵向裂缝的主要因素。简单地采用增加底板宽度、厚度等措施并不能有效降低悬臂端底板横向拉应力，必须从结构、力学及材料3个方面采取综合的裂缝防治措施。
基于波形钢腹板组合箱梁独特的受力特点，建立了系统的弹性阶段受弯分析理论:从弯曲正应变分布的拟平截面假定出发，采用材料力学方法，推导了正应力、剪应力及波形钢腹板承担的剪力占整个截面所受剪力比例的计算公式;运用能量原理推导了挠度的计算公式。分析表明:在完全忽略波形钢腹板弯曲刚度的情况下，其剪应力沿梁高是不变的;波形钢腹板承担的剪力比例一般在80%以上;在设计常用的高跨比下，波形腹板剪切变形引起的挠度不可忽略。在此基础上，进行了1根模型梁的试验研究，理论分析值与试验结果、空间有限元计算值吻合良好，说明本文理论公式可以在设计中应用。
焊接钢桥的腹板在交通荷载作用下产生的出平面变形可以导致腹板空隙处的疲劳开裂，为了分析导致腹板空隙处疲劳开裂的位置、形式以及原因，对一座钢桥的一跨建立了三维有限元模型，并采用了子模型方法对腹板空隙处进行了细致的分析，得到腹板空隙处的应力水平和分布规律。通过分析得到焊接钢桥腹板出平面变形导致腹板空隙处的应力十分复杂，造成多个区域的应力集中。在AASHTO疲劳车的作用下，腹板空隙处的最大应力可以达到200 MPa，这样就导致在交通荷载的反复作用下疲劳裂纹的产生，同时对相应的维修加固策略进行了探讨。研究也显示出了有限元方法分析复杂区域的优越性。
采用等效节点力的概念，以虚拟层合单元程序为平台，分析推导了预应力空间效应分析的方法，并以此为基础，考查了一座先简支后连续小箱梁桥后连续预应力张拉引起的结构空间效应。针对先简支后连续的施工特点，重点考查了结构在不同的后连续端浇注与张拉顺序下的预应力效应及其对结构受力的影响。结果表明，采用不同的张拉顺序，对于结构的受力和变形，尤其是临时支座的合理受力影响很大。并从中选择一次性浇注所有后连续端部的施工顺序作为最优的工序，推荐为施工所采用。
基于大跨度斜拉桥风致抖振时域分析的复杂性，为提高时域分析效率，引入模态综合理论，提出一种斜拉桥抖振时域分析方法，并通过算例自编程序验证其正确性与可行性。考虑自然风的相关特性，采用谱解法将三维随机风场简化，横桥向和顺桥向风速谱采用沿高度变化的Simiu谱，竖向风速谱采用Lumley-Panofsky谱，编制程序实现大跨度斜拉桥随机风场的数值模拟，得到施加于结构上的风荷载时程。研究表明，大型结构的动力响应主要受若干低阶振型控制，因此在斜拉桥时域分析过程中引入模态综合理论，实现了抖振力和自激力的时域化过程，并且全面地考虑了气动阻尼、气动刚度和气动耦合作用的影响，有效地解决了考虑自激力的时域化过程复杂、计算代价过大的问题;最后通过编制程序对一座大跨度斜拉桥进行不同风速下的抖振时域分析，验证了其实用性。
首先分析了碳纤维薄板(Carbon Fiber Laminates简称CFL)加固梁在静载作用下的变形，提出了静载下加固梁挠度的计算公式，该公式在表达方式上与普通钢筋混凝土梁的截面计算刚度相似，同时与试验结果比较具有较高精度。在疲劳载荷下加固梁的疲劳变形分为3个阶段:快速增长、平稳增加和失稳扩展。残余挠度也随循环次数的增加而增加，初期和后期增长快，而中间阶段发展较慢。通过考虑试验梁在疲劳荷载作用下的残余变形和瞬时变形，运用递推的方法，提出了在常幅和随机载荷下，碳纤维薄板加固梁挠度的计算公式。通过与试验结果的对比表明，计算结果能够很好地反映梁的挠度变化趋势。
利用国内现有的钢结构X射线探伤设备，对后张预应力混凝土结构中灌浆空洞和预应力筋束的断丝进行无损检测的试验研究。基于混凝土内空洞的X射线透照原理，提出了波纹管内灌浆空洞的透照方法及技术指标，包括管电压、曝光时间、焦距和灵敏度等。不同强度和不同厚度混凝土试块的透照试验表明:在相同的照片黑度范围内，透照同标号混凝土的管电压和曝光时间随着混凝土厚度的增加而明显增加;在相同的透照参数下，同厚度不同标号混凝土的照片黑度差异较小;混凝土-钢材的厚度等效系数可近似取为0.2。最后，在对大量底片分析研究的基础上，给出了判别金属波纹管和PVC波纹管(包括圆形和扁形两种形式)内灌浆空洞及预应力筋束断丝的方法和步骤。
通过对自制大吨位徐变仪的可行性研究，针对高标号混凝土徐变试验的需要，成功地设计并制作出了32 t徐变试验仪，解决了高标号混凝土的徐变试验问题;系统地介绍了32 t徐变仪的研制过程，并将其应用于具体的在建连续梁桥的徐变试验中;在试验中安排了施工现场和标准徐变实验室两组对比试验，得到了环境因素对混凝土徐变的具体影响;通过对徐变试验的长期观测和对观测数据的计算分析，得出了相应的徐变系数变化曲线，并将试验结果与国内外几种常用规范的理论计算结果作了对比分析。结果表明，试验效果良好，较准确地反映出了高标号混凝土的徐变规律。同时还详细介绍了标准受压徐变试验的操作步骤以及试验中一些常见问题的解决方案，并提出了一些实用的试验操作方法。
在隧道的建设过程中，因地质条件、施工等因素的影响在衬砌背后留有空洞的现象是比较普遍的，为了研究这种隧道病害对衬砌结构承载力造成的影响大小及对不同病害工况条件下衬砌结构受力破坏特征，通过对重庆某高速公路隧道典型断面因施工或环境原因造成二衬背后空洞的结构缺陷情况，在室内采用几何比为1∶25的大比例模型试验，全面研究结构在不同围岩条件下、不同空洞位置以及不同地应力场(塑性地压、偏压及围岩松弛的垂直地压)作用下，隧道产生病害的形式、规律以及承载力的大小。同时采用相同的补强形式加固隧道结构，再进行破坏试验，最终得出空洞对结构承载力的影响是明显的，相同条件下，围岩类别越高，其承载能力越大，空洞对水平应力敏感，在水平应力为主应力时，拱顶空洞的影响大于拱腰空洞的影响;竖直应力作用为主的地应力场，产生病害时对应的竖直荷载高低排序为:无缺陷时最高，中等空洞最低。
采用启发式搜索算法标定联网高速公路路径伸展系数的值，确定高速公路路网有效多路径搜索范围，利用改进的标号法算法搜索给定路网上任两站点之间的有效多路径。提出联网高速公路多路径交通量计算模型和各路段流量偏差计算模型，分别按最短路法和实际行驶路径(调查取得)在有效多路径集合上进行流量加载，得到有效多路径上交通流漂移量。利用上述模型，对山东省高速公路车辆行驶路径调查数据进行统计分析，标定得出山东省高速公路网路径伸展系数为0.3，出行有效多路径交通量占所有路径总交通量的比例为6.1‰。
介绍了收费站仿真模型的主要模块，讨论了仿真程序的总体框架及数据结构，介绍了关键类的主要成员变量和成员函数，在此基础上开发了ETC收费站仿真程序。选择沪宁高速公路无锡东收费站作为仿真对象，对其交通流特性做了调查和分析。利用仿真程序ETSP对1条、2条和3条ETC专用车道情况下的收费站平均延误进行仿真，绘制出低、中、高三个代表性交通量下的ETC车道数对收费站整体服务水平的影响图，分析了ETC车道数和收费站通行能力之间的关系，以确定最适当的ETC车道配置数量，为ETC的实施提供依据。
为了提高公路交通量季节性预测的精度，在介绍一般ARIMA模型的基础上，推导出一种具有周期的季节ARI-MA模型的一般表达式，以及使用这种模型进行建模和预报的一般过程。在实证分析中，先用傅立叶周期分析法检验时间序列的周期性并求出周期长度，然后用Eviews软件对时间序列作平稳性检验以及实现模型的识别、建立、选择与预测过程。与三个常用季节预测模型:分组回归模型、可变季节指数预测模型和季节周期回归模型相比，季节ARIMA模型的预测精度最高。研究结果对于更为科学准确地预测公路交通量具有一定意义。
以城市道路短期交通特征为基础，提出在使用季节自回归求和移动平均(SARIMA)模型进行预测时还应该考虑交通流日周期性特征，以提高模型的预测能力。预测研究不仅考虑了模型的样本内预测而且考虑了样本外预测，并通过两个预测误差统计量，即预测误差绝对值均值和预测误差百分比绝对值均值，来对模型预测表现进行衡量与比较。研究结果显示，虽然只考虑城市道路短期交通流数据中周周期性的SARIMA模型预测能力比只考虑日周期性特征的SARIMA模型好，但是却比既考虑交通流数据中周周期性又考虑数据中的日周期性的SARIMA模型表现差。
基于激光扫描仪的数据分析，对智能车辆前方地形数据的三维可视化技术进行了研究。首先对采集的离散数据进行预处理:采用中值滤波算法减弱噪声的影响，通过车体坐标系到世界坐标系的转换实现车辆行走过程中不同场景的拼接;然后基于Splatting理论，选取椭圆高斯足印函数实现了离散三维数据的直接体绘制;最后结合可视化工具包VTK(Visualization Toolkit)的连续数据场轮廓提取和交互操作功能，在Visual C++开发环境下实现了基于激光扫描的环境信息可视化技术，可以达到逼真重构真实环境的可视化效果。
以路网拓扑结构为基础，采用图论中的支撑树理论来研究高速公路标识站数量及选址问题。基于支撑树任意两点之间恰有一条路径的性质，定义了余边集的概念，在此基础上提出了标识站确定理论，从根本上确立了标识站最优数量，并将破圈法与展开树法有机结合，提出了适合大型路网的标识站选址算法。标识站数量确定理论和展开树算法，从根本上解决了路网收费中二义性路径的标识问题，可以直接用于高速公路及城市轨道的标识站设计与建设中，能够确定所有标识站选址方案。给出了一个试验实例以证明该理论与算法的可行性。
基于非线性车辆动力学方程和固定车辆间距跟随策略，对具有时间滞后的自动化公路系统车辆纵向跟随控制问题进行了研究。在假定车队中的每个被控制车辆能够接收到车队领头车辆以及该车前面一个车辆的位移、速度和加速度信息的情况下，应用滑模变结构控制方法，通过对滑模运动方程的分析，得到了关于车辆间距误差的车辆纵向跟随系统的数学模型。该模型属于一类具有时间滞后的无限维非线性关联大系统。在具有时间滞后的车辆纵向跟随控制器设计中，利用该类非线性关联大系统的稳定性判定条件来设计控制参数，可确保车辆纵向跟随控制系统的稳定性。
首先建立了在离线信号配时方案下，单个车辆通过信号控制交叉口群的信号延误计算模型;进而以车均延误最小为目标，建立了停靠站最佳布置的选择模型。通过对优化模型解的分析表明，不同的信号协调配时方案对应不同的停靠站最佳布置方案，单点最优解的叠加并非是全局最优解。以两个交叉口和两个停靠站的实际案例进行计算分析，得出在信号优先协调控制方案下的停靠站最佳布置方案，最佳布置方案的下车辆延误明显低于其他方案。最后通过微观仿真软件VISSIM验证了模型的计算结果。
根据环境科学中有关环境容量和环境承载力的相关理论，结合发展可持续交通的要求，提出交通环境承载力的概念及其组成体系，认为交通环境承载力是由交通环境污染承载力、交通环境资源承载力、交通环境心理承载力和交通环境经济承载力组成，提出各个组成分量的基本概念和具有很强操纵性的定量化计算公式。此外，探讨了基于交通环境承载力的城市生态交通规划的演化阶段。在各阶段中，交通环境承载力的计算侧重点、计算内容和制约因素也各不相同，可根据实际情况进行选择。交通环境承载力的计量模型不仅可以用于交通系统规划和交通结构优化，还可为道路建设项目可行性研究提供决策依据。
把由各向异性磁阻传感器检测获得的地磁曲线视为车辆磁偶极模型的映像，通过分析车辆地磁曲线的峰值、峰谷比、峰值时间、谷值时间、车身长等特征的选择和提取，建立相应车型特征向量;然后，依据各类车型特征，应用三角形隶属度函数特征描述和模糊数据融合，提出了一种基于地磁传感器实时数据采集的车辆检测与车型识别流程和车型识别分类算法;最后，通过一组实际采集的车辆检测数据的分类结果，比较了4种模糊数据融合算式的差异，证明了车辆识别分类算法的有效性，并讨论了有待进一步研究的问题。
