2017年, 第34卷, 第2期 刊出日期:2017-02-05
  

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    道路工程
  • 道路工程
    钱国平, 李崛, 李辉忠
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    为了进一步理解沥青混合料细观结构,从胶浆理论出发,通过传统力学试验研究集料尺寸对沥青砂浆力学性能的影响,并根据细观模型计算结果对粒径效应影响规律和成因进行分析。结果表明:沥青砂浆的黏性较强而强度较低,在试验过程中很难出现明显的破坏现象,仅最大公称粒径为2.36 mm的砂浆试件能发生单轴压缩破坏,在1.18 mm以下粒径的砂浆试件已无明显劈裂破坏,而在直接拉伸试验中粒径小于0.6 mm的试件均未被拉断;集料尺寸对沥青砂浆的抗压和抗拉性能的影响显著,随着最大公称粒径的减小,沥青砂浆的力学性能减弱,而当粒径小于0.15 mm时沥青砂浆的强度已与沥青胶浆较为接近;从细观力学计算可知,沥青砂浆中粒径最大的那部分集料对其整体回弹模量起主要作用,且进一步验证了集料尺寸对其力学性能有显著影响。

  • 道路工程
    郭寅川, 赵宾, 申爱琴, 贾文涛, 张铨
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    为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评价了拌和时间以及拌和温度对橡胶沥青老化前后性能的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青正交试验各因素的显著性顺序为:胶粉掺量 > 基质沥青型号 > 胶粉目数;拌和时间和拌和温度对橡胶沥青老化性能影响显著,因此在制备橡胶沥青的过程中需合理控制时间和温度;选取90#、60目、胶粉含量为20%的橡胶沥青,在190℃的环境下拌和60 min,能使橡胶沥青达到最佳性能;建议橡胶沥青的性能评价指标以5℃延度和180℃黏度为主,针入度和软化点为辅。

  • 道路工程
    陈龙, 朱建勇, 何兆益, 王旭东, 张蕾
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    基于沥青混合料级配间断性评价指标当量粒径比,分别结合代表级配偏粗、居中和偏细的3种函数模型--指数函数模型、幂函数模型和对数函数模型,分析4.75 mm通过率和2.36 mm粒径含量双因素与当量粒径比的关系,改进原有当量粒径比与4.75 mm通过率单因素非线性公式。研究结果表明:当量粒径比与2.36 mm粒径含量符合幂函数模型;4.75 mm通过率与2.36 mm粒径含量对当量粒径比的权重比为60%:40%;将4.75 mm通过率和2.36 mm粒径含量分别与当量粒径比进行回归,两者回归系数的统计关系式有所不同。以16 mm公称最大粒径沥青混合料为例,验证了该新型级配间断性模型不仅符合评价指标的定义,而且计算结果更加准确。

  • 道路工程
    王威娜, 秦煜, 李小飞, 陈辉强, 王迪
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    结合季节冻土地区实际气候条件,基于第II类与第III类混合热边界条件,模拟季节冻土地区路基温度场变化规律,分析阴阳坡面温度差异;在考虑冻结锋面位置和形状基础上,引入土体的冻胀率和融沉系数,研究由阴阳坡温度差异引起的公路路基变形发育过程,揭示路基破坏机理。研究结果表明:在有地下水源的情况下,坡向不同而引起的阴阳坡温度差异对季节冻土地区路基横向不均匀变形影响较大;在冻结过程中靠近阴坡的路肩与坡脚变形较大,在融化过程中阴坡边坡顶部处的沉降最大,冻结和融化过程中边坡及靠近阴坡侧路基顶部均易产生张拉破坏。因此,季节冻土地区公路路基在设计与养护时应特别考虑阴坡及靠近阴坡面的路肩,可在阴阳坡面采取不同的设计与养护措施减轻阴阳坡温度差异。

  • 道路工程
    陶泽峰, 钱劲松, 蔡氧
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    通过三维有限元模拟,揭示了路基结构在移动重载下的力学响应。编写材料子程序引入NCHRP1-28A中的路基土通用本构模型,采用单轴双轮的DLOAD子程序以模拟移动重载,研究了基层状态、轴载与温度3个非湿度因素对路基模量的影响,比较不同因素的影响程度,并通过附加应力做出解释。结果表明:基层破坏是影响路基模量的最重要因素;路基模量存在明显的应力依赖性,基层破坏、超载和高温可通过影响路基内部的附加应力,间接减小路基模量。

  • 道路工程
    张俊荣, 陈保国, 易贤龙, 谭钦文, 王坤鹏
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    以两侧有水的浸水路堤为研究对象,采用岩土计算软件Geo-studio分别分析了不同填土材料、单侧和双侧水位降低、不同水位降低速率、不同路堤高度和不同渗透系数等影响因素下的浸水路堤内渗流特征以及路堤稳定性,并研究了不同水位变化下路堤侧向位移和最大位移的影响规律。为定量化评价各因素对路堤稳定性的影响,模拟实际填土材料对研究的不同填土材料的物理力学参数进行赋值,采用正交试验设计方法分析得到路堤高度、水位降幅、水位降速和渗透系数对路堤稳定性影响的贡献率,结果表明:在单侧水位变化下黏性土浸水路堤稳定性影响因素中,路堤高度变化对路堤稳定性的影响最大,贡献率为69.97%。渗透系数对路堤稳定性影响最小,贡献率仅为0.96%。影响路堤稳定性大小因素的重要程度由大到小排序依次为路堤高度 > 水位降幅 > 水位降速 > 渗透系数。

  • 道路工程
    董城, 杨献章, 刘文劼, 谢立新
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    为了探究湘南红黏土公路路基压实标准降低的依据和具体幅度,对红黏土开展了一系列室内土工试验,分析了压实度、含水率对红黏土物理力学特性的影响,获取了渗透率、压实系数、CBR等指标与压实度的关系曲线,最终根据上述指标随压实度的变化规律给出了压实度降低的建议值。研究表明:压实度对红黏土收缩性和膨胀性的影响较小,随着压实度的提高,红黏土的渗透系数和压缩系数均明显降低,而内摩擦角和黏聚力则逐渐增加,但黏聚力在压实度由93%增加到96%过程中没有明显变化,当初始含水率控制在30%左右,压实度大于93%时,红黏土的CBR值均符合规范要求。综合各指标的变化规律,建议湘南地区红黏土路基的压实度可总体降低至93%,且填筑时的含水率应略大于最优含水率。

  • 道路工程
    刘路路, 刘晓燕, 李哲
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    为了研究含盐量对高等级公路路肩石灰土基层结冰温度的影响,将合肥-淮南高速公路田家庵段两侧土样配成掺灰比为3%的石灰土,分别在含水率为8%,11%,14%,17%与含盐量为0.5%,1.5%,2.5%,3.5%条件下进行结冰温度与无侧限抗压强度试验,分析得出了基于含盐量、含水率为变量的无侧限抗压强度与结冰温度预报方程。结果表明:不同含水率石灰土的无侧限抗压强度随含盐量增加近似成二次多项式函数模型减小;不同含水率石灰土的结冰温度随含盐量增加近似成线性函数模型增长;含盐量为1.5%~1.9%,含水率为13.5%~14.5%,结冰温度较素石灰土明显降低,满足无侧限抗压强度规范要求。

  • 道路工程
    万成, 徐科, 张肖宁, 易强
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    为确保沥青混合料集料骨架结构的形成,需要找到一种与路面沥青混合料相近的粗集料密实成型方法。基于彩色阈值分割技术,准确提取粗集料颗粒,根据颗粒的积聚状态特点,利用粗颗粒长轴与X轴正方向的夹角角度为评价指标,研究振实、捣实和旋转压实3种粗集料密实方法的粗集料堆积形态,并与沥青混合料试件粗颗粒长轴夹角进行对比。结果表明:基于彩色图像处理技术,避免了大颗粒被判断为小颗粒的误差,保证全部粗集料颗粒均被有效提取。捣实法粗集料夹角明显小于沥青混合料试件统计结果,粗集料松方振实法与沥青混合料试件颗粒长轴夹角统计结果数据最为接近,与捣实和旋转压实相比,是一种更为准确的粗集料密实方法。

  • 桥隧工程
  • 桥隧工程
    马磊, 万水, 蒋正文
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    为了得到单箱多室波形钢腹板简支箱梁偏载系数的简化计算方法,用刚性横梁法推导了单箱多室波形钢腹板箱梁荷载横向分布系数的计算公式,通过有限元建模计算单箱多室波形钢腹板箱梁的偏载系数,并对影响偏载系数的因素进行参数敏感性分析。基于偏载系数与荷载横向分布的关系,提出偏载系数的简化计算公式,利用该公式对某工程实例进行了偏载系数计算。结果表明,影响正应力偏载系数及剪应力偏载系数的最主要因素是宽跨比,提出的偏载系数简化计算公式适用于不超过5室,单室宽度与跨径比介于0.08~0.24的单箱多室波形钢直腹板箱梁正应力偏载系数及剪应力偏载系数的求解。

  • 桥隧工程
    翟慕赛, 王春生, 瞿天宇, 唐友明
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    为研究树脂沥青组合体系(ERS)铺装对钢桥面板疲劳应力的影响,开展钢箱梁桥面板现场试验研究。采用总重200 kN的两轴卡车加载,铺装前后分别进行了390个静力工况测试,获取了铺装前后的钢桥面板典型细节应力响应面与响应线。基于现场测试数据建立钢桥面板有限元模型,研究了气温和铺装厚度变化对典型细节疲劳应力的影响。运营期间对钢桥面板进行长期动应变监测,分别选取不同季节连续24 h内实测应力谱进行应力幅分析与疲劳损伤评估。结果表明:ERS铺装使得钢桥面板疲劳应力水平降低7.1%~46.5%,对纵肋与顶板连接细节影响最大;气温和铺装厚度的变化对不同细节疲劳应力的影响差异显著;相同车流作用下冬季实测峰值应力幅约为夏季的50%,秋季峰值应力幅约为夏季的70%;夏季产生的疲劳损伤是秋季的2.5倍,是冬季的15倍以上,建议钢桥面板疲劳验算或评估时充分考虑桥面铺装温度和厚度的影响。

  • 桥隧工程
    陈绪军, 戴木香, 朱晓娥
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    通过5根钢筋混凝土梁的抗弯疲劳试验,研究玄武岩纤维布、玄武岩/碳混杂纤维布、玻璃/碳混杂纤维布加固梁的变幅疲劳寿命,并根据Miner损伤理论、修正Miner损伤理论和Corten-Dolan损伤理论,对承受变幅疲劳载荷作用的FRP加固钢筋混凝土梁进行了疲劳寿命估算。结果表明,粘贴纤维布对钢筋混凝土梁的抗疲劳性能有极大改善,能显著提高梁的疲劳寿命;3种损伤理论估算出的寿命均偏安全,以修正Miner损伤理论的精度最好。建议在实际工程应用中采用修正Miner损伤理论进行FRP加固钢筋混凝土受弯构件的变幅疲劳寿命估算。

  • 桥隧工程
    伍彦斌, 黄方林
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    为了解螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响及高强螺栓自身的受力状态,在宏观受力分析的基础上,以在建贵州红水河特大桥为背景,基于ANSYS建立该桥整体及索塔锚固结构的混合单元有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:螺栓接触非线性一方面对钢牛腿与钢锚梁的协同受力性能产生有利影响;另一方面,高强螺栓参与受力后,钢锚梁两端的纵向约束加强,钢锚梁中部上拱量明显增大,钢锚梁与钢牛腿之间的相对滑移明显减小,螺栓孔周边局部应力显著增大。综合来看,螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响偏于不利,不考虑高强螺栓作用的分析结果偏不安全。

  • 桥隧工程
    冯祁, 邬晓光
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    为了研究PC桥梁裂缝统计参数对结构的影响,对国内某地区T梁桥的裂缝进行了调研分析,并按照相关规范对桥梁的开裂状况进行分类统计,确定了以裂缝位置、裂缝宽度和裂缝高度作为桥梁裂缝统计参数。根据所确定裂缝参数的敏感性分析,利用Midas/FEA建立了无损预应力混凝土结构与各裂缝统计参数下的有限元模型,分析了裂缝统计参数对结构刚度以及承载力的影响,得出了裂缝统计参数对T梁桥刚度及承载力影响权值。结果表明:裂缝的宽度和深度是影响PC桥梁承载力的主要因素。

  • 智能运输系统与交通工程
  • 智能运输系统与交通工程
    陈秀锋, 曲腾姣, 田家斌
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    为了有效利用城市道路行程时间数据,提高道路交通状态预测精度,提出了一种考虑交叉口不同出口转向的行程时间估算方法。针对现有行程时间计算模型存在忽略交叉口不同出口转向交通运行状况不均衡性的现象,提出了交叉口上下游出口转向的概念,通过融合定点检测器和探测车数据,在原有累积直方图模型的基础上建立了交叉口不同出口转向的行程时间累积直方图模型。最后以香江路为例进行数据分析,验证了模型的有效性和准确性。研究结果表明:新模型得到的行程时间计算值与视频检测设备获取的实测值相比误差在10%左右,且相对纯探测车方法预测精度更高,说明考虑不同出口转向的城市道路行程时间估计模型可行。

  • 智能运输系统与交通工程
    徐良杰, 陈东, 奚少新, 应聃
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    为了提高冰雪公路弯道行车安全,研究冰雪环境中驾驶员对不同线形诱导标志的视认效果,通过分析驾驶员色彩视觉效应,采用3ds Max软件建立了冰雪公路弯道仿真模型。基于E-prime软件分别进行了不同速度下反应时间的色彩视认心理物理试验,根据试验结果采用回归分析法确定了行驶速度与视认距离之间的定量关系。对比结果表明:不同的色彩对冰雪环境中视认距离表现出较大差异;蓝色和红色标志拥有最佳视认效果,表现为在20~50 km/h速度中,视认距离介于33 m和41 m之间,并拥有良好的稳定性,其中蓝色标志的视认效果略优于红色标志;绿色标志视认距离稳定性较差,黄色标志视认距离整体最低,二者均不利于行车安全性。

  • 智能运输系统与交通工程
    刘芳, 黄敏, 郑健, 潘嘉杰
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    为综合定量评价现有指路标志系统存在的问题,从指路标志外部环境、设置位置、牌面版式、指引信息4个方面入手,提出了10项指路标志评价指标。采用主客观结合的评价方法,即运用AHP法确定主观权重,再结合调研数据利用改进的熵值法进行了权重动态调整,将主观专业知识、客观数据的绝对大小、数据相对离散程度的影响有机结合,并体现在评价指标的权重值中。最后,利用上述方法对广州市天河区现有指路标志系统进行了评价及分析。发现主要问题存在于指引信息分层指引不合理、标志版面不满足标准及指路标志设置位置不够合理3个方面,其中天河区沙太南路、林和中路指路标志存在问题严重,五山路存在问题较少,提出了天河区主干道和次干道3阶段逐步整改的方案。

  • 智能运输系统与交通工程
    郑喆, 韩印, 赵靖, 张磊
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    为了研究城市轨道交通与沿线土地价值的相互影响关系,分别从区域因素、经济因素、政策因素等方面对城市轨道交通对于沿线土地价值的影响进行了定性分析,同时运用特征价格理论,建立了城市轨道交通与沿线区域土地价值的关系模型,并对哈尔滨市轨道交通1号线沿线土地价值进行实例分析,验证模型的可应用性。研究表明:城市轨道交通建设与沿线土地价值之间存在定量关系,其中与轨道交通站点的距离及轨道交通站点周边商业设施建设为主要影响因素。城市轨道交通的建设对于沿线土地价值的保值与提升有很大的促进作用,并且轨道交通沿线土地价值中约17.03%的效益来自于城市轨道交通建设,可直接影响沿线的土地价值。

  • 智能运输系统与交通工程
    李敏迪
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    为了研究公共自行车系统中自行车供给和自行车位置分布的距离效应对出行者借车行为的影响程度,选取华盛顿哥伦比亚特区的Capital Bikeshare公共自行车系统的高频数据,建立了出行者离散选择模型来最大化目标区域内人口的随机效用。其中,自行车供给效应包括借车时自行车供给边际效应、还车时车位可得性效应,距离效应包括单个车站距离效应、车站间距离效应。采用内外嵌套迭代算法对参数进行了求解。结果表明:出行者到自行车点步行距离每减少10%,系统中出借行为会增加2.9%;车站间最近距离每减少10%,出借行为会增加1%;在不增加车位情况下,增加自行车供给不会对出借行为造成明显影响;而车位供给每增加10%,出借行为会增加2.3%。

  • 智能运输系统与交通工程
    张伟, 肖日东, 邓晶
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    为了实现城市快速路的入口匝道智能动态控制,通过建立入口匝道数学模型,并应用具有递归环节的动态模糊神经网络于匝道控制系统中。在模糊神经网络第二层中加入内部反馈连接,使控制系统更好地响应复杂多变的交通状况,解决了以往静态网络无法处理的暂态问题。控制入口匝道的动态模糊神经网络使用遗传算法与反向传播BP算法相结合来训练,遗传算法的宏观搜索能力及鲁棒性强等优点有效地避免了神经网络算法易陷入局部极小及震荡效应等缺点。通过仿真结果,验证了基于动态模糊神经网络的控制算法相对于经典的ALINEA入口匝道控制算法具有改善,能够更好地保证城市快速路的通行效率。

  • 汽车工程
  • 汽车工程
    郭秀荣, 刘跃雄, 杜丹丰, 亓占丰, 王迎辉
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    为了研究柴油车排气管路及消音器结构尺寸等对尾管处尾气温度的影响,进行了排气系统的分段讨论。首先,根据排气温度计算模型--热平衡法模型得出发动机排气歧管处尾气温度的数值计算模型。然后,将尾气在排气管中的流动看作是一维稳态流动,根据能量守恒及一维稳态管对流换热模型,推导出消音器前端尾气温度的数值计算模型。最后,利用相关热力学公式对尾气流经消音器的温度降进行了研究并推导了数值计算模型。以JX493ZLQ3柴油机为研究对象,模拟分析了负荷、转速、环境温度和排气管长度等参数对尾气温度的影响,并通过发动机台架试验验证理论分析了结果的正确性。结果表明:负荷和转速对尾气温度的影响最大,排气管长度次之,环境温度的影响相对最小。

  • 环境工程
  • 环境工程
    陈学平, 简丽, 贾献卓, 李宏钧, 刘龙
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    为了研究不同材质的植物纤维毯早期覆盖对植被重建的效应,在河北石(家庄)-安(阳)高速公路边坡开展了3种材质的植物纤维毯覆盖下的草灌混播群落建成效果小区试验。以传统植被修复中采用的无纺布覆盖为对照,研究覆盖对早期植被群落的出苗与生长性能、抗逆性及后期生长势等的影响,分析了植物纤维毯对土壤微环境的改良效应。结果表明:覆盖材料间对植物出苗率及植被初期覆盖度有显著差异,稻草毯、混合毯优于无纺布,椰丝毯表现较差;植物纤维毯覆盖提高了植株越冬与越夏表现,冬季毯表株数比由低到高依次为无纺布、稻草毯、混合毯、椰丝毯;植物纤维毯覆盖对次年植被生长密度、植被覆盖度等指标均有较好作用,各处理的均值均较无纺布高;植物纤维毯覆盖对种子早期发芽与穿透较传统方式阻碍效应明显,但对土壤微环境更具有改良效应,可缓冲土壤温度变化幅度,有利于增加了地表粗糙度,保持水土及种子,从而可提高植被综合质量表现,实现植被成坪。

  • 运输经济
  • 运输经济
    张光远, 庄河, 丁小东, 黄修莉, 王瑶
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    为了探究决策者的感知偏差对实际订购行为的影响,在经典报童模型基础上,引进缺货规避、损失规避有限理性因子,构建了完全缺货惩罚和部分缺货惩罚策略下损失规避型报童的库存决策模型,采用仿真试验的方法对模型进行了验证。试验结果表明:当决策者受缺货规避偏差影响时,其实际订购量大于报童模型最优解,而当决策者受损失规避偏差影响时,其实际订购量小于报童模型最优解;当决策者受缺货规避偏差和损失规避偏差的双重影响时,其订购行为能够解释报童决策偏差现象。报童决策偏差现象揭示了库存管理实践中考虑决策者的有限理性因子,有利于缩小理论模型与管理实践之间的差距,提高库存管理效率。