通过对4种超热老化温度下(190、210、230、250℃)浇注式改性沥青常规力学性能(软化点、针入度、延度)和流变力学性能的变化规律进行研究,研究结果表明:随着超热温度的提高,浇注式改性沥青低温和疲劳性能衰变明显,250℃时的低温延度只有190℃时的50%.若以劲度模量300 MPa时的开裂温度作为临界温度,250℃时的临界开裂温度比190℃时约高4℃.而随着超热温度的提高,改性沥青的高温性能则明显提高,车辙因子成倍数提高,因此改变超热温度对浇注式改性沥青力学性能影响显著.
通过对4种超热老化温度下（190、210、230、250℃）浇注式改性沥青常规力学性能（软化点、针入度、延度）和流变力学性能的变化规律进行研究，研究结果表明：随着超热温度的提高，浇注式改性沥青低温和疲劳性能衰变明显，250℃时的低温延度只有190℃时的50%。若以劲度模量300 MPa时的开裂温度作为临界温度，250 ℃时的临界开裂温度比190 ℃时约高4 ℃。而随着超热温度的提高，改性沥青的高温性能则明显提高，车辙因子成倍数提高，因此改变超热温度对浇注式改性沥青力学性能影响显著。
为了研究相关因素对沥青与矿料交互作用能力的影响，利用动态剪切流变仪（DSR）对沥青与矿料交互作用能力的影响因素进行了研究，并通过方差分析法对影响因素的显著性进行了排序，结果表明：在温度与荷载频率一定时，随着粉胶比的增大，沥青和矿料的交互作用能力呈先增大再减小的趋势，出现最佳粉胶比；胶质和沥青质含量高的沥青与矿料的交互作用能力强；石粉的碱性越强，粒度越小，表面积越大，与沥青的交互作用能力越强；各因素对沥青与矿料交互作用能力的贡献大小顺序是胶质+沥青质含量>石粉粒径> SiO2含量>粉胶比。
为了研究相关因素对沥青与矿料交互作用能力的影响,利用动态剪切流变仪(DSR)对沥青与矿料交互作用能力的影响因素进行了研究,并通过方差分析法对影响因素的显著性进行了排序,结果表明:在温度与荷载频率一定时,随着粉胶比的增大,沥青和矿料的交互作用能力呈先增大再减小的趋势,出现最佳粉胶比;胶质和沥青质含量高的沥青与矿料的交互作用能力强;石粉的碱性越强,粒度越小,表面积越大,与沥青的交互作用能力越强;各因素对沥青与矿料交互作用能力的贡献大小顺序是胶质+沥青质含量>石粉粒径>SiO2含量>粉胶比.
为更准确地确定重载沥青路面设计的交通参数，首先提出了车辆分类方法，然后通过调查收集京沪高速公路鲁苏省界的车辆类型及轴载数据和长深高速公路滨州段的动态称重数据，创建了车辆轴载信息数据库。根据数据库查询统计，分析了沥青路面设计的交通参数，包括车辆类型分布系数、卡车月调节系数、卡车小时分布系数、轴数系数和轴载分布系数，并给出了相应的推荐值。最后分别统计分析了前轴、双轮组单轴、双联轴和三联轴的轴载累积分布率。结果表明，在进行路面结构设计时，宜根据交通等级和类似道路车辆轴载统计确定设计代表荷载；基于实测轴载分析提出以单轴160 kN作为重载交通设计轴载，以双联轴380 kN作为验算荷载。
为更准确地确定重载沥青路面设计的交通参数,首先提出了车辆分类方法,然后通过调查收集京沪高速公路鲁苏省界的车辆类型及轴载数据和长深高速公路滨州段的动态称重数据,创建了车辆轴载信息数据库.根据数据库查询统计,分析了沥青路面设计的交通参数,包括车辆类型分布系数、卡车月调节系数、卡车小时分布系数、轴数系数和轴载分布系数,并给出了相应的推荐值.最后分别统计分析了前轴、双轮组单轴、双联轴和三联轴的轴载累积分布率.结果表明,在进行路面结构设计时,宜根据交通等级和类似道路车辆轴载统计确定设计代表荷载;基于实测轴载分析提出以单轴160 kN作为重载交通设计轴载,以双联轴380 kN作为验算荷载.
分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理。为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性，确定混合料类型采用骨架密实结构。由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大，传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料。根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点，针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化，提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法。依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析。结果表明：按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求，设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能。
分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理.为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性,确定混合料类型采用骨架密实结构.由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大,传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料.根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点,针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法.依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析.结果表明:按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求,设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能.
为更准确探明不同测量标距对沥青混合料动态模量的影响机制，选用国内常用的3种沥青混合料，采用国际上通用的2种不同测量标距，进行2个不同温度和3个不同频率下的间接拉伸动态模量测试，考虑到细观空隙分布与受荷条件下混合料的动态模量值密切相关，利用Xray CT技术分析混合料内部空隙分布特征，测试结果表明采用较大的测量标距可以有效提高试验的精密度，减小动态模量的离散程度和变异性，不同测量标距范围内混合料的空隙变异情况与动态模量变异情况类似，该方法从细观尺度合理解释了不同测量标距条件下混合料动态模量差异机理，为今后进一步研究提供有益参考。
为更准确探明不同测量标距对沥青混合料动态模量的影响机制,选用国内常用的3种沥青混合料,采用国际上通用的2种不同测量标距,进行2个不同温度和3个不同频率下的间接拉伸动态模量测试,考虑到细观空隙分布与受荷条件下混合料的动态模量值密切相关,利用X-ray CT技术分析混合料内部空隙分布特征,测试结果表明采用较大的测量标距可以有效提高试验的精密度,减小动态模量的离散程度和变异性,不同测量标距范围内混合料的空隙变异情况与动态模量变异情况类似,该方法从细观尺度合理解释了不同测量标距条件下混合料动态模量差异机理,为今后进一步研究提供有益参考.
结合浙江省320国道嘉兴世贸花园路段再生项目，采用ANSYS有限元对乳化沥青冷再生路面结构的力学性能进行理论计算与分析，研究得出：乳化沥青冷再生层铺筑完后，应保证足够的养生龄期至少在7 d以上,否则沥青面层及乳化沥青再生层均易发生车辙及开裂等病害；乳化层厚度在本试验段中，厚度不宜低于10 cm；底基层模量增加，沥青层层底最大拉应力和拉应变有所降低，路基顶面压应变和路表弯沉明显降低，因此试验段采用水泥厂拌再生混合料铺筑底基层，既经济又稳定。
结合浙江省320国道嘉兴世贸花园路段再生项目,采用ANSYS有限元对乳化沥青冷再生路面结构的力学性能进行理论计算与分析,研究得出:乳化沥青冷再生层铺筑完后,应保证足够的养生龄期至少在7 d以上,否则沥青面层及乳化沥青再生层均易发生车辙及开裂等病害;乳化层厚度在本试验段中,厚度不宜低于10 cm;底基层模量增加,沥青层层底最大拉应力和拉应变有所降低,路基顶面压应变和路表弯沉明显降低,因此试验段采用水泥厂拌再生混合料铺筑底基层,既经济又稳定.
针对我国水泥混凝土路面设计与施工中很少关注在刚性基层和水泥混凝土面层之间设置功能层等相关问题,通过动态分析有限元方法,揭示了设置功能层的刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下,各因素对力学响应的影响程度.并采用灰色关联分析,对各因素的影响程度进行了定量分析.结果表明:对路面结构力学响应的影响顺序依次为面层厚度>基层厚度>面层模量>功能层模量>基层模量>功能层厚度>地基模量>行车速度,最后通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式.
针对我国水泥混凝土路面设计与施工中很少关注在刚性基层和水泥混凝土面层之间设置功能层等相关问题，通过动态分析有限元方法，揭示了设置功能层的刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下，各因素对力学响应的影响程度。并采用灰色关联分析，对各因素的影响程度进行了定量分析。结果表明：对路面结构力学响应的影响顺序依次为面层厚度>基层厚度>面层模量>功能层模量>基层模量>功能层厚度>地基模量>行车速度，最后通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式。
为了讨论边坡坡面形态对地震边坡加速度、速度以及位移分布规律的影响,将边坡按坡面形态分为凹面坡以及凸面坡,并引入底面角的概念表述了坡面的凹凸强烈程度.通过三维数值建模,利用动力有限元计算方法计算了不同坡形和底面角对三量分布的影响.研究结果表明:在同一水平高度,其放大系数在凹面坡和凸面坡坡面中心达到最大值,并且向两侧逐渐减小,放大系数随着坡底角的增大而增大;同时,边坡坡面形态对边坡内部的三量分布影响较小,但其分布随着坡高的增高而增大.
为了讨论边坡坡面形态对地震边坡加速度、速度以及位移分布规律的影响，将边坡按坡面形态分为凹面坡以及凸面坡，并引入底面角的概念表述了坡面的凹凸强烈程度。通过三维数值建模，利用动力有限元计算方法计算了不同坡形和底面角对三量分布的影响。研究结果表明：在同一水平高度，其放大系数在凹面坡和凸面坡坡面中心达到最大值，并且向两侧逐渐减小，放大系数随着坡底角的增大而增大；同时，边坡坡面形态对边坡内部的三量分布影响较小，但其分布随着坡高的增高而增大。
结合永寿至咸阳高速公路咸阳机场立交试验区静载试验，研究了现场3根试桩浸水前后竖向受压的荷载传递性状，包括桩身轴力分布特征、桩侧摩阻力分布特征、桩侧摩阻力与桩端阻力的发挥性状以及极限承载力的确定，并对其进行了浸水前后对比分析。结果表明：试桩桩周分布的黄土湿陷性小，浸水后的轴力分布规律与浸水前大体一致。在同级荷载作用下，浸水后的桩侧最大摩阻力普遍比浸水前小。浸水后桩侧摩阻力的发挥比浸水前小，相应的浸水后桩端阻力发挥比浸水前大。另外，从桩端荷载所占总荷载的百分比看，试桩显示出摩擦桩的特性。从竖向极限承载力的确定分析出，浸水后单桩竖向极限承载力比浸水前均降低2级，并提出了相应的处理措施。
结合永寿至咸阳高速公路咸阳机场立交试验区静载试验,研究了现场3根试桩浸水前后竖向受压的荷载传递性状,包括桩身轴力分布特征、桩侧摩阻力分布特征、桩侧摩阻力与桩端阻力的发挥性状以及极限承载力的确定,并对其进行了浸水前后对比分析.结果表明:试桩桩周分布的黄土湿陷性小,浸水后的轴力分布规律与浸水前大体一致.在同级荷载作用下,浸水后的桩侧最大摩阻力普遍比浸水前小.浸水后桩侧摩阻力的发挥比浸水前小,相应的浸水后桩端阻力发挥比浸水前大.另外,从桩端荷载所占总荷载的百分比看,试桩显示出摩擦桩的特性.从竖向极限承载力的确定分析出,浸水后单桩竖向极限承载力比浸水前均降低2级,并提出了相应的处理措施.
分析了岩溶区桥梁基桩极限承载力组成特性及桩端破坏模式，将其极限承载力分为桩侧土体极限侧阻力、嵌岩段极限侧阻力及端阻力3部分。其中，桩侧土体极限侧阻力由各土层极限摩阻力求和可得，嵌岩段极限承载力则引入HoekBrown岩石强度准则，采用岩体质量评价指标进行描述。而后，针对岩溶区基桩工程的特点，结合突变理论的基本概念，建立了岩溶区基桩的力学简化模型及其势能函数的表达形式，并导出岩溶区桥梁基桩桩端极限阻力的尖点突变模型的分叉集方程。在此基础上，根据下伏溶洞顶板失稳破坏条件，求解分叉集方程导得岩溶区桥梁基桩桩端极限荷载的表达式，由此提出了岩溶区桥梁基桩极限承载力的确定方法。工程实例对比分析表明该方法的可行性。
分析了岩溶区桥梁基桩极限承载力组成特性及桩端破坏模式,将其极限承载力分为桩侧土体极限侧阻力、嵌岩段极限侧阻力及端阻力3部分.其中,桩侧土体极限侧阻力由各土层极限摩阻力求和可得,嵌岩段极限承载力则引入Hoek-Brown岩石强度准则,采用岩体质量评价指标进行描述.而后,针对岩溶区基桩工程的特点,结合突变理论的基本概念,建立了岩溶区基桩的力学简化模型及其势能函数的表达形式,并导出岩溶区桥梁基桩桩端极限阻力的尖点突变模型的分叉集方程.在此基础上,根据下伏溶洞顶板失稳破坏条件,求解分叉集方程导得岩溶区桥梁基桩桩端极限荷载的表达式,由此提出了岩溶区桥梁基桩极限承载力的确定方法.工程实例对比分析表明该方法的可行性.
多塔连跨悬索桥的动力特性与中塔刚度、主跨数目等设计参数密切相关，而我国现有规范中的悬索桥基频估算公式是基于单跨悬索桥推导的，无法体现这些设计参数的影响，故不适用于多塔连跨悬索桥。基于能量原理，提出了多塔连跨悬索桥的竖弯和扭转自由振动基本方程，并通过修正振型基函数的Rayleigh法求解，得到了多塔连跨悬索桥的基频估算公式。考虑到工程实用性，通过量级分析略去了公式中的次要项，并对设计中难以获得的部分参数进行了近似处理，得到了多塔连跨悬索桥基频估算实用公式。最后给出了中塔刚度、主跨数、中塔约束条件、跨径等多个设计参数变化下的多塔连跨悬索桥算例。通过估算公式结果与有限元模型计算结果的对比表明，该基频估算实用公式有较高的精度，在多塔连跨悬索桥的初步设计阶段有较好的应用价值。
多塔连跨悬索桥的动力特性与中塔刚度、主跨数目等设计参数密切相关,而我国现有规范中的悬索桥基频估算公式是基于单跨悬索桥推导的,无法体现这些设计参数的影响,故不适用于多塔连跨悬索桥.基于能量原理,提出了多塔连跨悬索桥的竖弯和扭转自由振动基本方程,并通过修正振型基函数的Rayleigh法求解,得到了多塔连跨悬索桥的基频估算公式.考虑到工程实用性,通过量级分析略去了公式中的次要项,并对设计中难以获得的部分参数进行了近似处理,得到了多塔连跨悬索桥基频估算实用公式.最后给出了中塔刚度、主跨数、中塔约束条件、跨径等多个设计参数变化下的多塔连跨悬索桥算例.通过估算公式结果与有限元模型计算结果的对比表明,该基频估算实用公式有较高的精度,在多塔连跨悬索桥的初步设计阶段有较好的应用价值.
针对工程中常见的钢筋混凝土简支梁结构进行研究，利用静力加载试验模拟简支梁的损伤累积过程，试验中采用沙袋对简支梁施加一突变荷载，对简支梁的自由振动信号进行分析，分析不同阻尼取值时模型的计算结果，分别采用粘性阻尼和库仑阻尼2种模型，利用自由振动信号分析2种阻尼在不同损伤等级下的变化规律，对已有的研究结果进行论证，从而进一步提出一种基于阻尼特征的损伤识别指标，并验证了该指标的优越性，将其应用到实际桥梁的检测中。结果表明：阻尼在钢筋混凝土桥梁中具有弱的非线性，提出的耗能指标较阻尼参数鲁棒性强，可在实际桥梁检测中的应用。
针对工程中常见的钢筋混凝土简支梁结构进行研究,利用静力加载试验模拟简支梁的损伤累积过程,试验中采用沙袋对简支梁施加一突变荷载,对简支梁的自由振动信号进行分析,分析不同阻尼取值时模型的计算结果,分别采用粘性阻尼和库仑阻尼2种模型,利用自由振动信号分析2种阻尼在不同损伤等级下的变化规律,对已有的研究结果进行论证,从而进一步提出一种基于阻尼特征的损伤识别指标,并验证了该指标的优越性,将其应用到实际桥梁的检测中.结果表明:阻尼在钢筋混凝土桥梁中具有弱的非线性,提出的耗能指标较阻尼参数鲁棒性强,可在实际桥梁检测中的应用.
为了研究摩擦摆支座隔震曲线桥梁地震反应的空间耦合效应，分析了输入地震动维数对摩擦摆支座隔震曲线桥梁地震反应的影响。基于空间有限元方法，采用能考虑动轴力影响的多维耦合FPB恢复力模型，以一座2联6跨的预应力混凝土连续箱梁桥为例，输入3条强震记录，分别进行了一维、二维及三维地震动下的非线性时程反应分析及其对比分析。结果表明：输入地震动维数引起的耦合效应对隔震曲线桥梁的地震反应有重要影响；输入地震维数对支座的力-位移滞回曲线形状有较大影响；FPB隔震曲线桥的支座位移大小与输入地震动的维数有关。
为了研究摩擦摆支座隔震曲线桥梁地震反应的空间耦合效应,分析了输入地震动维数对摩擦摆支座隔震曲线桥梁地震反应的影响.基于空间有限元方法,采用能考虑动轴力影响的多维耦合FPB恢复力模型,以一座2联6跨的预应力混凝土连续箱梁桥为例,输入3条强震记录,分别进行了一维、二维及三维地震动下的非线性时程反应分析及其对比分析.结果表明:输入地震动维数引起的耦合效应对隔震曲线桥梁的地震反应有重要影响;输入地震维数对支座的力-位移滞回曲线形状有较大影响;FPB隔震曲线桥的支座位移大小与输入地震动的维数有关.
基于土质隧道围岩破坏模式的模型试验结果,通过临界尺度分析了未支护段围岩发生破坏的机理.根据围岩破坏形态和破坏机理建立了分析模型,推导了未支护段围岩发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件,并结合工程实例进行了分析.研究表明:围岩开挖的临界尺度控制了围岩的破坏模式,当开挖跨度或进尺分别大于相应的临界尺度时,未支护段就分别发生自稳破坏模式或进尺破坏模式;分别得到了发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件及破坏高度计算式;工程实例验证表明理论分析结果与实际相符.
基于土质隧道围岩破坏模式的模型试验结果，通过临界尺度分析了未支护段围岩发生破坏的机理。根据围岩破坏形态和破坏机理建立了分析模型，推导了未支护段围岩发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件，并结合工程实例进行了分析。研究表明：围岩开挖的临界尺度控制了围岩的破坏模式，当开挖跨度或进尺分别大于相应的临界尺度时，未支护段就分别发生自稳破坏模式或进尺破坏模式；分别得到了发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件及破坏高度计算式；工程实例验证表明理论分析结果与实际相符。
针对目前公路隧道穿越采空区的研究热点，以成渝高速公路（复线）巴岳山隧道为研究对象，介绍了急倾斜采空区治理技术现状，对公路隧道穿越急倾斜采空区治理的原则进行了总结，计算了巴岳山隧道急倾斜采空区对隧道稳定性的影响，并结合急倾斜采空区治理实践，对隧道穿越急倾斜采空区治理技术进行了分析。研究表明，急倾斜采空区治理应首先对隧道上部采空区进行超前支护，然后对围岩塑性变形区进行加固。实践证明，利用注浆加固技术强化采空区围岩结构，并配合双层小导管超前支护措施在公路隧道急倾斜采空区治理中具有重要推广价值。巴岳山隧道采空区影响段现场监控量测结果显示，治理技术方案实施40 d后，格栅拱架应力基本稳定在1.2～1.8 MPa，各监测断面水平收敛和拱顶沉降总变形量均未超过40 mm。
针对目前公路隧道穿越采空区的研究热点,以成渝高速公路(复线)巴岳山隧道为研究对象,介绍了急倾斜采空区治理技术现状,对公路隧道穿越急倾斜采空区治理的原则进行了总结,计算了巴岳山隧道急倾斜采空区对隧道稳定性的影响,并结合急倾斜采空区治理实践,对隧道穿越急倾斜采空区治理技术进行了分析.研究表明,急倾斜采空区治理应首先对隧道上部采空区进行超前支护,然后对围岩塑性变形区进行加固.实践证明,利用注浆加固技术强化采空区围岩结构,并配合双层小导管超前支护措施在公路隧道急倾斜采空区治理中具有重要推广价值.巴岳山隧道采空区影响段现场监控量测结果显示,治理技术方案实施40 d后,格栅拱架应力基本稳定在1.2～1.8MPa,各监测断面水平收敛和拱顶沉降总变形量均未超过40 mm.
以避免交叉口出现死锁和减少绿灯时间浪费为目标，利用交通流波动理论，建立了一种过饱和条件下的信号交叉口协调控制的可靠性优化模型，并提供了可靠性区间的计算方法。该模型基于信号控制交叉口处不同的排队溢出形式和交通流波动状态的分类研究，以控制排队溢出形式和上下游交叉口通行能力匹配作为约束条件，以增大排队溢出缓冲时间作为优化目标。通过仿真试验表明，该策略可以减少延误24.6%，同时交叉口的死锁概率降低30%，能有效地承受过饱和交通流的冲击，提高路网的可靠性。
以避免交叉口出现死锁和减少绿灯时间浪费为目标,利用交通流波动理论,建立了一种过饱和条件下的信号交叉口协调控制的可靠性优化模型,并提供了可靠性区间的计算方法.该模型基于信号控制交叉口处不同的排队溢出形式和交通流波动状态的分类研究,以控制排队溢出形式和上下游交叉口通行能力匹配作为约束条件,以增大排队溢出缓冲时间作为优化目标.通过仿真试验表明,该策略可以减少延误24.6%,同时交叉口的死锁概率降低30%,能有效地承受过饱和交通流的冲击,提高路网的可靠性.
以减少机动车在交叉口的延误时间和尾气排放为目标,针对目前交通信号控制模型中普遍采用单一目标进行求解的问题,以非饱和交叉口为研究对象建立了信号交叉口多目标动态决策模型(MODD模型),对信号周期时长、绿信比和相序3个信号配时参数同时进行优化,提出交叉口多目标评价满意度函数,制定交叉口信号控制决策准则并应用混合遗传算法求解最优决策变量.算例的求解结果显示,混合遗传算法能够均匀地逼近Pareto最优前端,多目标优化方法更能减少车辆在交叉口上的停车延误和停车次数,对单交叉口信号配时有理论指导和应用价值.
以减少机动车在交叉口的延误时间和尾气排放为目标，针对目前交通信号控制模型中普遍采用单一目标进行求解的问题，以非饱和交叉口为研究对象建立了信号交叉口多目标动态决策模型(MODD模型），对信号周期时长、绿信比和相序3个信号配时参数同时进行优化，提出交叉口多目标评价满意度函数，制定交叉口信号控制决策准则并应用混合遗传算法求解最优决策变量。算例的求解结果显示，混合遗传算法能够均匀地逼近Pareto最优前端，多目标优化方法更能减少车辆在交叉口上的停车延误和停车次数，对单交叉口信号配时有理论指导和应用价值。
在城市经济和交通大发展的背景下,了解二者之间的协调演化规律,明确城市发展过程中的滞后因素,对帮助政府决策具有十分重要的意义.分形理论是刻画城市形态演变和网络空间结构的有力工具,依据成都市2000、2003、2006 和2010 年的经济与路网数据,通过研究经济分布的zipf 指数和道路网络的分枝维数,定量分析经济分布和道路网络在城市发展中的协调程度,针对成都市分形拟合曲线的不同标度区,建立了差异因子和先行因子,以差异因子定量确定标度区之间的发展差异程度,以先行因子确定城市发展的主导因素,明确不同时期城市经济和交通的发展侧重点,给政府工作决策提供依据,所得数据结论与成都实际情况基本相符.
对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究。在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上，建立了快速路主线车速-密度动态关系模型，提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件。利用积分调节器建立了入口匝道控制模型；提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数，利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大，行程时间最短；中密度状态下路段通行能力最大，入口匝道平均等待时间最短；以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短，主线车流行程时间延误最短。利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析，得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果，验证了可变限速控制策略的有效性。
在城市经济和交通大发展的背景下，了解二者之间的协调演化规律，明确城市发展过程中的滞后因素，对帮助政府决策具有十分重要的意义。分形理论是刻画城市形态演变和网络空间结构的有力工具，依据成都市2000、2003、2006和2010年的经济与路网数据，通过研究经济分布的zipf指数和道路网络的分枝维数，定量分析经济分布和道路网络在城市发展中的协调程度，针对成都市分形拟合曲线的不同标度区，建立了差异因子和先行因子，以差异因子定量确定标度区之间的发展差异程度，以先行因子确定城市发展的主导因素，明确不同时期城市经济和交通的发展侧重点，给政府工作决策提供依据，所得数据结论与成都实际情况基本相符。
对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究.在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件.利用积分调节器建立了入口匝道控制模型;提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数,利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大,行程时间最短;中密度状态下路段通行能力最大,入口匝道平均等待时间最短;以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短,主线车流行程时间延误最短.利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析,得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果,验证了可变限速控制策略的有效性.
为实现对指路标志指引信息连贯性的分析评价，首先介绍了基于路网拓扑结构的指路标志指引信息表述模型，该模型可支持对指路标志布设现状的分析评价。进一步分析了出行者在指路标志诱导系统中的寻路过程，基于此对指引信息的连贯性进行了定义。以上述理论为基础，建立了用于搜寻指路标志指引路径并对其连贯性进行分析的算法模型，同时构建了指引信息连贯性的评价指标。最后，以广州珠江新城为例，对其指路标志诱导系统指引信息的连贯性进行了分析评价。实例表明：本算法模型是有效可行的。
为实现对指路标志指引信息连贯性的分析评价,首先介绍了基于路网拓扑结构的指路标志指引信息表述模型,该模型可支持对指路标志布设现状的分析评价.进一步分析了出行者在指路标志诱导系统中的寻路过程,基于此对指引信息的连贯性进行了定义.以上述理论为基础,建立了用于搜寻指路标志指引路径并对其连贯性进行分析的算法模型,同时构建了指引信息连贯性的评价指标.最后,以广州珠江新城为例,对其指路标志诱导系统指引信息的连贯性进行了分析评价.实例表明:本算法模型是有效可行的.
车道变换是一种复杂的刺激-反应行为，为了准确表示车辆变换车道的决策过程，克服现有模型的不足，重点考虑驾驶员特征和车辆类型对车道变换的影响，并将车道变换过程可划分为3个阶段，即车辆换道意图的产生、换道可行性分析和换道的执行；引入随机效用理论描述换道需求的产生，建立了基于车道效用选择的自主性车道变换模型，利用视频处理软件获取大量车辆运行轨迹微观数据，采用极大似然估计法对构建的自主性车道变换模型进行了标定；最后，基于换道次数的仿真值与实测值，选取均方根偏差、均方根百分比偏差2个评价指标对车道变换模型的有效性进行了验证，误差指标小于10%，表明建立的自主性车道变换模型可以较好地描述车道变换复杂的运行行为。
车道变换是一种复杂的刺激-反应行为,为了准确表示车辆变换车道的决策过程,克服现有模型的不足,重点考虑驾驶员特征和车辆类型对车道变换的影响,并将车道变换过程可划分为3个阶段,即车辆换道意图的产生、换道可行性分析和换道的执行;引入随机效用理论描述换道需求的产生,建立了基于车道效用选择的自主性车道变换模型,利用视频处理软件获取大量车辆运行轨迹微观数据,采用极大似然估计法对构建的自主性车道变换模型进行了标定;最后,基于换道次数的仿真值与实测值,选取均方根偏差、均方根百分比偏差2个评价指标对车道变换模型的有效性进行了验证,误差指标小于10%,表明建立的自主性车道变换模型可以较好地描述车道变换复杂的运行行为.
针对现有换道超车辅助系统的不足，提出了基于车车通信的换道超车辅助系统。以嵌入式系统为核心，使用了IEEE 802.11p无线通信技术。对系统的硬件架构和软件算法进行了描述，使用2台试验车于同济大学校园内对系统进行了实地测试，分析了换道超车过程中的时间和速、时间和转速之间变化的相互关系。试验得出在装载辅助系统情况下，2车的平均速度相对于正常情况下分别提高了17.32%和13.92%，速度标准差分别减少了5.34%和49.43%。2车转速分别提高了24.91%和12.31%，转速标准差分别减少了50.06%和48.62%。测试结果表明了该换道超车辅助系统在实地测试中可行，且能提高车辆的行驶速度。
针对现有换道超车辅助系统的不足,提出了基于车车通信的换道超车辅助系统.以嵌入式系统为核心,使用了IEEE 802.11p无线通信技术.对系统的硬件架构和软件算法进行了描述,使用2台试验车于同济大学校园内对系统进行了实地测试,分析了换道超车过程中的时间和速、时间和转速之间变化的相互关系.试验得出在装载辅助系统情况下,2车的平均速度相对于正常情况下分别提高了17.32%和13.92%,速度标准差分别减少了5.34%和49.43%.2车转速分别提高了24.91%和12.31%,转速标准差分别减少了50.06%和48.62%.测试结果表明了该换道超车辅助系统在实地测试中可行,且能提高车辆的行驶速度.
针对传统矢量地图制作中存在的道路位置误差及当前矢量地图校正算法中存在的不足，提出了一种新的矢量地图校正算法。利用大量浮动车GPS数据的地理空间分布特征，构建了道路节点的自适应缓冲区，并对缓冲区内的有效GPS数据进行了筛选，然后通过对筛选后的GPS数据进行层次聚类分析处理，获得了更准确道路节点位置。通过对道路节点校正完成道路校正，运用该算法对重庆市某区域原始矢量地图中的道路进行了校正试验。结果表明：算法能够对存在位置误差的路段进行有效校正，且对于误差较大路段的校正效果更加明显，校正后矢量地图的平均位置误差显著降低。
针对传统矢量地图制作中存在的道路位置误差及当前矢量地图校正算法中存在的不足,提出了一种新的矢量地图校正算法.利用大量浮动车GPS数据的地理空间分布特征,构建了道路节点的自适应缓冲区,并对缓冲区内的有效GPS数据进行了筛选,然后通过对筛选后的GPS数据进行层次聚类分析处理,获得了更准确道路节点位置.通过对道路节点校正完成道路校正,运用该算法对重庆市某区域原始矢量地图中的道路进行了校正试验.结果表明:算法能够对存在位置误差的路段进行有效校正,且对于误差较大路段的校正效果更加明显,校正后矢量地图的平均位置误差显著降低.
为了获取各路段的交通流量，解决任意路网的交通检测器布点问题，提出了一种基于图论与矩阵论的交通检测器布设方法。从图论的角度出发，给出了顶点的度数、平衡点与非平衡点的定义；利用平衡点的平衡公式，提出交通量关系矩阵，计算出布设交通检测器的路段的数量；提出２条交通检测器的设置原则来进行交通检测器的设置；最后从矩阵运算推导出未对于设置交通检测器的路段，其交通流量的计算方法。该方法能在任意路网上进行交通检测器的优化布设。算例选取兰州市西关什子附近的路网，结果验证了所提出方法的有效性与可操作性。
为了获取各路段的交通流量,解决任意路网的交通检测器布点问题,提出了一种基于图论与矩阵论的交通检测器布设方法.从图论的角度出发,给出了顶点的度数、平衡点与非平衡点的定义;利用平衡点的平衡公式,提出交通量关系矩阵,计算出布设交通检测器的路段的数量;提出2条交通检测器的设置原则来进行交通检测器的设置;最后从矩阵运算推导出未对于设置交通检测器的路段,其交通流量的计算方法.该方法能在任意路网上进行交通检测器的优化布设.算例选取兰州市西关什子附近的路网,结果验证了所提出方法的有效性与可操作性.
以高速公路抽样收费数据和小时降雨量为基础数据，对各个时段的小型车行程时间根据降雨类别分类，通过数理统计方法研究不同降雨类别对各个时段的行程时间影响。以均值分析为基础，分析各个时段不同降雨类别的行程时间均值差异性。通过绘制小型车行程时间累计频率分析不同降雨类别下的行程时间累计频率特性差异。利用KruskalWallis非参数检验方法检验不同降雨类别下的各时段行程时间差距的显著性和总体行程时间分布差异性，并对不同类别下的行程时间进行最优分布拟合、正态分布拟合、以及Lognormal拟合。最后依据拟合参数得出行程时间增长系数。
以高速公路抽样收费数据和小时降雨量为基础数据,对各个时段的小型车行程时间根据降雨类别分类,通过数理统计方法研究不同降雨类别对各个时段的行程时间影响.以均值分析为基础,分析各个时段不同降雨类别的行程时间均值差异性.通过绘制小型车行程时间累计频率分析不同降雨类别下的行程时间累计频率特性差异.利用Kruskal-Wallis非参数检验方法检验不同降雨类别下的各时段行程时间差距的显著性和总体行程时间分布差异性,并对不同类别下的行程时间进行最优分布拟合、正态分布拟合、以及Lognormal拟合.最后依据拟合参数得出行程时间增长系数.
交通拥挤识别实质上是一种不平衡分类问题，通过解决不平衡分类问题，在数据层面对原始数据集进行重采样，并采用不同的采样倍率进行向上和向下采样，降低数据集类间不平衡程度，从而提高拥挤类识别精度。选取南京市虎踞路（主干道）某一路段作为研究对象，调查获得7:30—9:00交通流数据，并在此基础上，通过vissim软件仿真得到更多数据。借助weka软件平台运用朴素贝叶斯分类器进行分类试验，并对检测结果对比分析，结果表明重采样方法在对总体识别率影响较小的情况下，能够提高拥挤类的识别率。
交通拥挤识别实质上是一种不平衡分类问题,通过解决不平衡分类问题,在数据层面对原始数据集进行重采样,并采用不同的采样倍率进行向上和向下采样,降低数据集类间不平衡程度,从而提高拥挤类识别精度.选取南京市虎踞路(主干道)某一路段作为研究对象,调查获得7:30—9:00交通流数据,并在此基础上,通过vissim软件仿真得到更多数据.借助weka软件平台运用朴素贝叶斯分类器进行分类试验,并对检测结果对比分析,结果表明重采样方法在对总体识别率影响较小的情况下,能够提高拥挤类的识别率.
为了了解和解决高速公路建设给周边带来的生态问题，通过对案例和中外文献的剖析，深入分析了高速公路建设和运营所带来的生态环境影响，对应这些造成生态环境影响的原因，得出切实有效的景观生态系统恢复策略，即针对公路建设的不同阶段（规划、设计、施工及运营）和高速公路所处的地理位置（城市、郊区、乡村及郊野），从高速公路规划和设计阶段开始，布局行之有效的景观生态恢复策略：(1) 明确生态系统恢复的目标和节点；(2)建立景观生态系统影响的评价体系；(3) 缓解设计行为的积累影响；(4) 引导动植物生境修复；(5) 降低建设过程对本地生态环境的影响。
为了了解和解决高速公路建设给周边带来的生态问题,通过对案例和中外文献的剖析,深入分析了高速公路建设和运营所带来的生态环境影响,对应这些造成生态环境影响的原因,得出切实有效的景观生态系统恢复策略,即针对公路建设的不同阶段(规划、设计、施工及运营)和高速公路所处的地理位置(城市、郊区、乡村及郊野),从高速公路规划和设计阶段开始,布局行之有效的景观生态恢复策略:(1)明确生态系统恢复的目标和节点;(2)建立景观生态系统影响的评价体系;(3)缓解设计行为的积累影响;(4)引导动植物生境修复;(5)降低建设过程对本地生态环境的影响.
通过进气氧体积分数分别为21%、23%和25%,实现了汽油发动机富氧燃烧.研究了在不同氧体积分数下汽油发动机的缸压、瞬时放热率和循环波动率变化的燃烧特性以及THC、CO、NOx的排放特性.研究结果表明:随着氧体积分数的增加,气缸压力增加,最大缸压相位提前,压力升高率增大,瞬时放热率增加,放热峰值相位提前,缸内循环波动率明显减小,发动机燃烧稳定性增加;同时THC、CO排放降低,但是NOx排放增加,排气温度呈上升趋势.因此,提高富氧浓度在改善发动机燃烧与排放特性中具有重要作用和应用潜力.
通过进气氧体积分数分别为21%、23%和25%，实现了汽油发动机富氧燃烧。研究了在不同氧体积分数下汽油发动机的缸压、瞬时放热率和循环波动率变化的燃烧特性以及THC、CO、NOx的排放特性。研究结果表明：随着氧体积分数的增加，气缸压力增加，最大缸压相位提前，压力升高率增大，瞬时放热率增加，放热峰值相位提前,缸内循环波动率明显减小，发动机燃烧稳定性增加；同时THC、CO排放降低，但是NOx排放增加，排气温度呈上升趋势。因此，提高富氧浓度在改善发动机燃烧与排放特性中具有重要作用和应用潜力。
