为实现超刚柔并济的半柔性路面的设计与应用，对乳胶水泥砂浆的性能与乳胶水泥砂浆灌入复合式试件进行全面试验评价。首先选用等级42.5的硅酸盐水泥，采用流动度、抗折强度与抗压强度试验，对乳胶水泥砂浆的配比进行了试验研究，确定乳胶水泥砂浆质量配比为m（水）∶m（水泥）∶m（细砂）∶m（矿粉）∶m（乳胶粉）=720∶1 000∶497∶249∶30。同时选用SBS改性沥青与相应级配的石灰岩集料，以肯特堡飞散、马歇尔试验对大孔隙沥青混合料的配比组成进行了研究，得出了乳胶水泥砂浆和沥青混合料的最佳配合比；而后采用马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂性能、渗透性试验和摆式摩擦系数试验，对未灌浆的大孔隙沥青混合料、灌浆养生7 d和28 d的乳胶水泥砂浆灌入式沥青混合料的性能进行试验评价。试验结果显示，乳胶水泥砂浆的灌入可以有效提升沥青混合料的强度、高温抗车辙、水稳定性、摩擦性能，并且随着养生时间的增长，灌入式试件的强度会提升。同时，乳胶改性剂的添加能够较好地改善水泥砂浆的灌入对混合料低温变形能力的影响。
动态回弹模量的滞回曲线是动态加载作用下混合料的荷载和变形曲线，可反映沥青混合料内部应力应变状态随荷载和温度等的演变规律。基于黏弹理论可确定滞回曲线的3种形态参数：长轴斜率k、椭圆离心率e、滞回曲线面积S，分别表征沥青混合料的动态回弹模量、黏滞性及耗散能。并由此进行不同温度、荷载的动态回弹模量试验，结果发现：随温度升高SBS与70#沥青混合料形态参数存在较大差异，且其变化曲线均在15~20℃出现明显拐点；随荷载级位变大k，S呈一定的变化规律但e值基本不变。表明：（1）相对级配而言，沥青品质对混合料性能影响更大，而黏滞性与荷载大小无关；（2）在15~20℃间沥青混合料的力学性能差异较大，对温度的敏感性较高；（3）不同的滞回曲线形态参数取值体现了沥青混合料间的性能差异，可以采用3种形态参数对沥青混合料的黏滞性、耐疲劳性等基本力学性能进行评价。最后，基于试验曲线的变化规律，建立了回弹模量的应力依赖性模型，可反映不同应力水平条件下沥青混合料的响应行为，且预测结果较接近真实状态；基于Miner线性损伤准则，推导了变荷载累积耗散能预估方程，并建立了基于能量耗散理论的疲劳方程，可以通过动态模量试验得到的形态参数S对混合料疲劳性能进行预测。
废旧水泥混凝土再生集料具有吸水率较高的特点，将其用于路面半刚性基层时传统的击实设计方法得到的水泥稳定再生集料含水量偏高，半刚性材料更加容易发生干缩开裂。为了解决这一问题，提出采用旋转压实成型方法设计水泥稳定再生集料，减小再生混合料的干缩变形，形成适用于再生集料的水泥稳定再生材料设计方法。通过室内试验对比水泥稳定再生集料在传统成型方法下与旋转压实成型方法下的配合比设计结果，试验结果表明：采用旋转压实成型法设计得到的水泥稳定再生集料的最佳含水量较传统方法得到的小；旋转压实80次的干密度指标对应于传统击实法的设计结果，但旋转压实试件的强度高于静压法试件；当水泥用量超过7%时，材料的强度主要受水泥控制，成型方法对强度影响较小；存在一个使水泥稳定再生集料的最佳含水量与最大干密度达到稳定的压实次数，可通过设置合理的压实次数，以最大干密度与抗压强度稳定状态为设计目的确定配合比。研究提出的旋转压实设计方法更适用于水泥稳定再生集料的配合比设计，可用于指导水泥稳定再生集料基层或垫层的材料设计。
以天津滨海新区结构性海积软土为研究对象，采用GCTS动静扭剪试验仪，基于正弦波与方波两种波形，在固结排水条件下施加不同初始静偏应力，通过考虑循环振次、应力幅值、振动频率以及围压等因素对土体结构的影响，研究结构性软黏土的动力特性。试验结果表明：初始静偏应力小于土体初始屈服应力时，施加静偏应力增加了土体固结度，提高了其结构强度，应变软化现象减弱，累积塑性应变曲线中屈服点对应的应力值大。初始静偏应力大于土体初始屈服应力时，土体初始结构破坏，出现严重的应变软化现象，累积塑性应变曲线迅速由稳定型转变为临界型，且在同条件下，方波应变值始终大于正弦波。孔压变化与初始静偏应力有关，随着静偏应力增大其孔压滞后现象严重。土体屈服应变随初始静偏应力增大而增加，静偏应力及振次相同时，方波作用下的土体屈服应变值小于正弦波。两种波形下，土体屈服应变随振次增加均呈减小趋势，且最终均会趋于一点，正弦波趋于相同数值下的振次远大于方波。土体动强度随应变标准提高而呈现增大趋势，应变标准为屈服应变值时，动强度曲线表现为先陡后缓，其他应变标准下动强度曲线较为平缓。两种波形下的动强度随振次增加而减小，最终均会趋于一点，且正弦波值大于方波。
公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施，而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题，采用连续-离散耦合数值分析方法，对路堤边坡断面建立二维模型，连续、离散网格区域分别采用有限差分连续元和颗粒离散元进行建模。基于模型不平衡力变化规律、细观接触力链与宏观变形特征、细观配位数与土体沉降机理等模拟结果，从宏观和细观两个角度协同分析拓宽路堤差异沉降及其对路基变形的影响，并针对采用轻质土方式进行道路拓宽的工程效果进行了模拟分析。结果表明：（1）细观颗粒的不平衡单元面积比参数可与宏观不平衡力共同判定计算模型的收敛性及计算结果的合理性；（2）路基拓宽前后，细观接触力的分布规律可表明土体宏观位移变化的发展方向；（3）模型中细观颗粒在计算过程中的配位数变化可解释土体沉降变形机理；（4）采用轻质土换填方式拓宽路基，可大幅减少路基的沉降变形及新旧路堤的差异沉降，表明该技术应用于软土区域的公路拓宽工程具有显著优势；（5）连续-离散耦合分析方法可反映公路路基变形破坏的力学机制及差异沉降产生的内在本质，可在岩土工程灾害防控措施及其机理研究方面进一步推广应用。
为了解决多年冻土区路基变形控制与稳定性问题，满足高海拔多年冻土区路基调控措施的选型需求，以青藏公路、国道214线共和至玉树公路、中科院北麓河高等级试验公路中已试验应用的一些典型路基调控措施为研究对象，采用实测数据分析、数值模拟等方法，将实体试验工程长时间序列监测数据反映的情形与数值模拟结果对照，并结合道路运营状态调查等技术手段对各类典型调控措施的长期作用效能进行验证，探讨其在高等级公路中的适应性。研究表明：隔热层工程措施、热棒工程措施、空心块护坡工程措施等基于温度调控的冻土路基变形调控措施，主要通过减少路基基底吸热、调控路基基底温度场的变化趋势与强度，实现对冻土路基变形进行调控，它们对路基自身结构安全与稳定性要求较高，长期作用效能没有达到设计预期，该类调控措施在路基变形调控应用中不宜单独使用，应注重与其他调控措施组合使用；块石路基、通风管路基、全断面通风路基等主要基于水、热同时调控的工程措施，它们通过减弱水的影响，对流换热增加基底冷储量，减少路基体水热影响作用明显，虽然也存在有些措施热效能不足、路基基底整体处于净吸热状态的问题，但其自身结构力学稳定性和水稳定性较好，综合使用效能经长期观察是积极的，路基变形能基本达到设计预期。
为预防桥梁施工过程中安全事故的发生，完善施工风险预警机制，提升施工风险评估的可靠性，结合大跨径斜拉桥施工风险特点，提出了基于MCMC法与CCRAA法的大跨径斜拉桥施工风险预警模型。依据施工工序，对大跨径斜拉桥施工过程进行风险源识别，建立了施工风险层次评价体系。由于大跨径斜拉桥施工风险分析的信息较少，为最大限度地利用已有信息，采用MCMC方法中的Gibbs抽样，通过数值模拟直接从后验分布中生成参数向量的仿真样本，并针对这些仿真样本进行了统计推断，求解了复杂后验分布高维积分，进而得到了一级风险源的施工风险概率。运用CCRAA法首先确定风险基值，计算了相对海明距离，按比例对各一级风险源的风险值进行了补偿，得到风险区间后再进行风险聚合，求得二级风险源的施工风险概率，避免了聚合风险出现极值或者对风险概率产生依赖。基于以上两种方法，并结合大跨径斜拉桥施工实际，构建了施工风险概率区间，进而建立了大跨径斜拉桥施工风险预警模型，并实施了施工风险二次评估，以确保桥梁施工安全。通过工程实例分析表明：该预警模型对大跨径斜拉桥实际施工风险能做到有效评估，对于保证桥梁施工安全具有一定的实用价值。
港珠澳大桥是我国内地第一个采用不锈钢钢筋的工程。为消除工程中使用国产不锈钢钢筋的疑虑，对不锈钢钢筋的耐蚀性能以及不锈钢钢筋与碳钢钢筋搭接可能产生的电偶腐蚀问题进行了研究。通过M-S曲线研究比较了碳钢钢筋（Q235）、304L、316L和2304不锈钢钢筋钝化膜特性。通过测量2304不锈钢钢筋在含氯盐的模拟混凝土孔隙溶液中的极化曲线确定其临界氯离子浓度。结果显示2304不锈钢钢筋在此环境中的临界氯离子浓度与316L相近，几十倍于碳钢钢筋。通过零电阻法获取不锈钢钢筋与碳钢钢筋在混凝土中接触所产生的电偶腐蚀电流密度。不锈钢钢筋与碳钢钢筋搭接会产生电偶腐蚀，当两者都处在钝化状态时，电偶腐蚀电流可忽略；当不锈钢处于钝化状态，而碳钢钢筋已经活化时，电偶腐蚀对碳钢钢筋腐蚀的增加只有几个百分点。电偶腐蚀电流随着两者距离及面积比分别呈线性和指数减少的趋势。
针对结构涡激振动数值模拟问题，以开源流体动力学计算软件OpenFOAM 3.0为平台建立结构涡激振动数值模拟方法，即将结构涡激振动问题简化为单自由度振子模型，采用Newmark-β法进行结构振动方程求解，应用OpenFOAM动网格求解器进行动网格计算与更新。以宽高比为5的矩形断面为例，首先采用3种不同的雷诺平均（RANS）湍流模型（即SST k-ω，k-ε和k-ω模型）进行风攻角为a=0°，2°，4°，6°时静止绕流计算，以检验不同湍流模型的计算精度；然后对矩形断面在0°风攻角下竖向涡振响应进行了数值模拟，并与已有文献和试验结果进行比较。研究表明：3种湍流模型的计算结果总体较为接近，且与试验结果较为吻合，其中SST k-ω湍流模型的计算结果与试验结果吻合相对最好；对于升力系数和升力矩系数，3种湍流模型的计算结果都与试验结果存在一定的差异；总体而言采用OpenFOAM的SST k-ω湍流模型所得静止矩形断面绕流计算结果与试验结果吻合较好。矩形断面涡激振动响应数值模拟结果与试验结果相比锁定风速区间有一定前移，且最大涡振振幅较试验结果略偏大。
为了精确计算双I型GFRP-混凝土组合梁的动力特性，首先推导出与其动力特性相关的抗弯刚度、剪切刚度、质量惯性矩、扭转刚度和截面翘曲刚度的等效计算公式；根据达朗贝尔原理，分别按照Euler梁理论、Timoshenko梁理论和薄壁杆件约束扭转理论推导出双I型GFRP-混凝土组合梁的弯曲振动频率和扭转振动频率计算公式。选择双I型GFRP–混凝土组合模型试验梁，运用等效计算公式所得该类型梁的截面特性值与CUFSM软件计算值吻合良好，验证了等效计算公式的可靠性；采用ANSYS12.0软件建立了试验梁的有限元实体模型，并对ANSYS计算的有限元值、模型试验值及推导公式计算结果进行了对比分析。结果表明，Timoshenko梁理论计算的弯曲自由振动频率与实测值及有限元值吻合良好，扭转频率计算公式所得频率值与实测值吻合良好，所得结论可为GFRP-混凝土组合梁的动力特性计算提供参考。
为了研究不同地质土层对后注浆钻孔灌注桩的桩端承载力和桩侧摩阻力的影响和作用机理，通过3根桩端后注浆钻孔灌注桩的静载荷试验和内力测试，取得了注浆前后单桩承载力、桩身轴力和桩顶的沉降数据，推算出桩端承载力和各土层的桩侧摩阻力。通过分析荷载-沉降曲线、桩身轴力分布图，探讨了不同桩端土层强度的桩端后注浆对桩端承载力和桩侧摩阻力影响的作用机制，进一步研究不同地质条件钻孔灌注桩后注浆技术的承载力改善性状，分析承载力提高的机理和效果各不相同的原因。对比不同地质条件桩端后注浆对桩端承载力和桩侧摩阻力的影响程度，验证了桩端承载力和桩侧摩阻力在不同桩端土层强度条件下会产生不同的相互作用和影响。试验结果表明：钻孔灌注桩后注浆技术的应用可以有效地提高钻孔灌注桩的单桩承载力，明显地减少桩顶的沉降。不同地质土层的桩端后注浆可以不同程度地提高桩端承载力和桩侧摩阻力，桩端承载力和桩侧摩阻力的提高幅度均与桩端土的力学性质密切相关，粗粒土提高幅度大于细粒土。实际工程中，为充分利用注浆后单桩承载力所能提高的潜力储备，可根据桩端地质条件不同，合理调整端阻力、侧阻力增强系数取值。
为了弥补同步顶升更换技术不足，现提出1种自平衡反压式单支座更换技术，即利用1种简易的机械式反压支撑装置对同一断面上单个支座进行更换而不影响桥梁结构的安全。首先依据新支座及垫石的尺寸对反压装置进行初步的平面设计，其次根据螺纹安全系数确定装置的螺杆直径，然后建立一系列有限元模型进行分析，从支座、钢板的变形情况和应力状态几个方面确定装置钢板的合理厚度，最终完成反压装置的理论设计。此外，可行性分析中对该技术的施工操作空间提出了要求，并举例给出了更换同一断面单个支座所需的各项施工成本，体现出该技术具有十分可观的经济性优势。与传统的同步顶升技术相比，自平衡反压式单支座更换技术对于同一断面少量支座更换的情况，具有极高的经济效益和社会效益。
为了设计和实现"车进灯亮、车走灯暗"的隧道照明智能监控软件系统，采用车辆行为感知传感器、环境信息感知传感器、监控摄像机、调光控制器、LED照明灯具等设备为系统的硬件基础。软件系统以照明节能和智慧控制为目的；以隧道外部环境亮度、车流量和车辆速度为数据基础，根据隧道照明设计细则计算隧道内部各路段的所需亮度；以监控图像为基础，利用图像处理的方法，实时测量隧道内部路面的实际亮度；利用闭环反馈自适应调光方法根据隧道实际照明亮度和所需亮度对隧道亮度进行有效的调节；通过对路面均匀度的判断，确定隧道内灯具的好坏，从而实现快速维护。监控软件已在吉林省通化市赤柏隧道（右幅）投入使用，使用过程中选择车流量和天气情况都相似的3天，分别采用智能监控软件系统的方法、时间控制的方法和隧道内灯具全亮的方法对3种方法的耗电量进行比较。结果表明，该智能软件系统的方法在保证驾驶员安全舒适的前提下，相比于时间控制的方法节能超过40%；相比于灯具全亮的方法节能超过50%。
针对城市物流配送和交通运输中广泛存在的带时间窗车辆路径问题，为寻求最佳路径规划，应用惩罚函数，构建了以总运输成本最小为目标的数学模型。在车辆路径优化求解方面，根据问题具体特征设计了1种二维编码方式，并采用近邻初始化方式构建初始解从而提升寻优速率；随后，结合狼群算法觅食行为中的游走、召唤及围攻3种行为，重新定义其智能行为，设计了一种求解带时间窗车辆路径问题的狼群算法。由于原始狼群算法的召唤行为引入距离判定因子来增大种群搜索空间，但也增加了算法复杂性且易陷入局部最优，故本研究舍弃了距离判定因子，采用猛狼1次奔袭便进入围攻状态来降低算法复杂度，并在算法中进一步增强了种群间信息交互。最后，应用该狼群算法求解多个测试算例。结果表明：狼群算法在求解带时间窗的车辆路径问题时是可行的、有效的；与禁忌搜索算法、遗传算法、改进蚁群算法和混合粒子群算法等常见智能优化算法相比，狼群算法不仅具有收敛速度快和搜索质量高等优点，而且拥有良好的稳定性和求解效果。
为了解决传统禁忌搜索算法程序复杂、独立性低下等问题，在考虑带有时间窗的车辆路径问题的基础上，提出了带有时间窗和异构车队的车辆路径问题。为了更好地解决带有时间窗和异构车队的车辆路径问题，建立了带有时间窗和异构车队的车辆路径问题的模型，此模型同时考虑了时间窗、异构车队以及车辆数量限制的多重属性，提出一种改进的禁忌搜索算法来解决这一问题，改进的禁忌搜索算法其实质是在原有禁忌搜索算法的基础上加入了保留表，等级成本结构原则和车辆排序准则对其进行了创新。通过在原有算法中加入保留表，并使用等级成本结构的原则，提出了一种新的解决车辆路径问题的算法，这种改进的禁忌搜索算法解决了传统禁忌搜索算法的弊端，不仅可以使用户点在路径上紧密排列，同时还能达到优化运输路线的目的。最后为了演算改进的禁忌搜索算法的有效性，使用具体的案例数据对改进的禁忌搜索算法进行了演算，演算结果证明了这种创新算法在解决带有时间窗和异构车队的车辆路径问题上是有效的。
识别危险化学品道路运输事故影响因素并分析不同影响因素对事故的影响程度有利于发现目前危险化学品事故的主要致因。根据事故致因理论，结合危险化学品道路运输事故分析，提出了12个危险化学品道路运输事故影响因素。利用贝叶斯真理血清理论，结合专家知识，构建了危险化学品道路运输事故影响因素因果贝叶斯网络结构模型。根据危险化学品道路运输事故数据库构建了学习样本数据，采用期望最大化算法获得了不同影响因素的后验概率。结果表明：直接影响因素对事故影响程度由高到低分别是人的失误、运输车辆和设备设施、危险化学品包装与装卸；事故间接影响因素对事故影响程度由高到低分别是道路状况、运输企业管理、主管部门管理、天气状况。并据此提出了改进危险化学品道路安全运输的措施。
在智能交通系统中，动态图像识别技术是系统应用的基础核心技术之一。以应用于交通监控、智能驾驶系统等场景的HSV空间动态车辆识别为基础，研究并论证提出了新的检测识别方法，实现对运动车辆的检测识别、目标追踪、驾驶辅助等功能。研究问题的难点是，如何从复杂的背景中分割运动物体，是检测方法能否有效的至关重要的一步，在研究了目前存在的各种方法之后，提出了一种新的基于阴影检测的HSV空间自适应背景模型的车辆追踪检测算法，算法基于HSV空间图像处理，采用最大类间方差法获取相邻帧二值化阈值，利用纹理信息进一步确定动态图像以及确认图像范围。通过截取由监控系统获取的视频信息，并对其进行图像处理检测车辆移动轨迹。从监控视频信息中获取两帧不同时刻的图像信息，在HSV空间进行相邻帧检测。由于阈值的选择将直接影响判断精度，本研究将固定阈值法进行了改进，该阈值是通过统计模型对整幅图像上灰度值进行计算，并通过最大类间方差法确定阈值。最后经过实际视频图像验证，仿真试验流程清晰，试验结果达到预期设想。
公路客运网络的空间结构特征能够为区域公路客运规划提供基础依据。基于复杂网络理论，引入平均运距这一重要的运输特征量，建立了城市群公路客运网络空间结构提取方法。通过度与度分布、簇系数、平均路径长度、点强度、相关性分析等指标的测度，高效提取了滇中城市群公路客运网络的空间结构特征。结果表明：滇中城市群公路客运网络具有较大的平均度、较高的簇系数和较小的平均路径长度，呈现高集聚-高通达-高效率的网络特征，整体结构具有小世界性；依据度的统计规律、累计分布服从指函数分布及点强度服从幂函数分布等数理关系的变化，公路客运网络节点的客运规模空间分布差异性显著，呈现以昆明市辖区、安宁市为"双中心"的空间格局；同时，客运规模较大的节点与经济发展中心地位基本吻合，但网络层级结构不明显；从点强度和度相关性的分析，发现客流空间分布的差异是两节点产生客运联系的直接原因，进一步结合旅客出行行为分析发现，当平均运距点强度越大时，旅客出行更倾向于在点权较大的节点汇集，表明平均运距的地域分布差异推动着客运规模较大的节点与客运规模较小的节点相互联系。
为提高中欧班列运营效率，依据"一带一路"倡议下的中欧班列发展规划，以西部通道货源吸引区域为研究范围，以货源城市与目的地之间货物运输的总成本、时间和温室气体排放量最小化为目标，基于可持续发展理念构建了可持续联运枢纽配置模型。其中温室气体排放量由车辆在路径上和枢纽上消耗的温室气体排放量构成。根据货源城市到目的地的货运量、公路货运网络、铁路货运网络等参数，进行了联运枢纽选址和运输方式选择的决策。进一步采用改进多目标模拟退火算法进行了模型求解，并验证了算法的有效性。结果表明：在决策者选择偏好不同的情况下，多目标联运枢纽配置模型的解具有多样性；在不同目标权重选择下，改进的模拟退火算法能够搜索到模型的满意解，从而实现国际运输优化。
客运和货运用户的边际时间效用通常具有较大差异，这造成了用户在出行时间选择行为上的区别，并对城市公路运输通道的拥挤特性产生影响。既有动态拥挤模型忽略了用户边际效用随时间变化，且变化速度不同这一事实。针对这一问题，通过对时间效用函数进行参数化，将用户异质性引入了时变边际效用瓶颈模型，解决了既有模型无法准确描述客货混合条件下拥挤特性的问题。在获取拥挤特性的基础上，以社会福利最大化为目标确定了针对客货混合用户的最优定价策略，并讨论了该策略对各类用户产生的福利效应。结果表明，在目的地边际效用增长率较高的用户会更早到达，且这一拥挤特性在无收费用户均衡以及社会最优收费的状态下均存在。社会最优收费由用户在出发地和目的地的边际时间效用决定，该定价策略可使拥挤收费计入货运用户的边际成本，从而使货运用户更容易接受拥挤收费政策。当社会最优收费完全不返给用户时，全体用户的间接效用与无收费均衡状态保持一致，但拥挤排队现象可以被完全消除。如果将收费均等地返还给全体用户，社会最优收费可以实现帕累托改进。如果将收费更多地返还给在目的地边际效用较高的用户，可以促进用户生产效率的提高。
为了实现公路运输与国民经济的协调发展，引入Malmquist指数，通过数据包络分析（DEA），测算公路运输效率。基于投入产出视角，通过单位根、协整关系、Granger因果关系的检验，分析了1991—2014年间我国公路运输与国民经济的动态发展关系。研究表明：公路运输效率变化与国民经济增长的作用关系存在阶段性特征，总体而言，我国公路运输与国民经济发展还处于非协调状态。其中，1991—2001年间，公路运输效率变化为平稳序列，国民经济增长为一阶平稳序列；而2002—2014年间，公路运输效率变化与国民经济增长都为一阶平稳过程，公路运输效率变化与国民经济增长之间存在协整关系，说明二者之间具有长期的均衡关系。考虑投入因素后公路运输系统与国民经济无显著双向因果关系。国民经济增长能格兰杰引起公路运输效率变化，但公路运输效率变化不能格兰杰引起国民经济增长，说明二者之间仅存在由国民经济到公路运输的单向格兰杰因果关系作用。
