针对现有沥青混合料剪切试验方法的不足，对国内外沥青混合料抗剪性能试验方法进行研究分析，提出了一种新的正应力条件下的扭转剪切试验方法。其原理是通过千斤顶对试件均匀施加正应力，同时再通过齿条和齿轮将竖向力转化成扭矩，使圆柱体沥青混合料试件处于压剪状态。建立三维有限元模型进行理论分析，得出试件内部的剪应力分布，表明试件破坏状态为剪切破坏。对两种沥青混合料在不同温度和不同正应力条件下进行扭转剪切试验，结果表明混合料的抗剪强度随着温度的升高急剧降低，混合料的抗剪强度与正应力呈线性增长关系，符合摩尔-库伦强度理论。根据摩尔-库伦理论线性回归得到混合料的黏聚力和内摩擦角，将其与其他3种试验方法结果进行比较，表明该试验方法具有较好的可行性和可靠性，可以有效地评价沥青混合料剪切性能。
为了研究沙漠区半刚性基层沥青混凝土路面受赋存气候环境影响，由温度应力作用引起路面横向隆起的半刚性基层力学响应，采用弹性薄板理论与复合材料力学理论，依据病害成因将路面横向隆起病害实体抽象简化为由材料性能、厚度不同的两块各向同性单层板所构成的四边简支、承受路面结构层自重的整体式双层板结构，建立半刚性基层发生横向隆起病害的拱胀力学模型。分析了基层结构在路面结构层自重和纵向均布压力作用下的挠度微分方程，并推演了其失稳的临界荷载表达式。结合路面的实际情况，认为路面结构的临界荷载取为（Nx）cr=4π2D/b2较为合理；之后利用复合材料力学理论和弹性薄板理论分析并推导了整体式双层板的抗弯刚度表达式及中性轴位置的确定方法。结果表明：在纵向均布压力Nx ≥（Nx）cr，基层结构将发生失稳破坏。
为控制沥青混合料生产过程中级配变异过大，防止铺筑后的路面产生由混合料级配变异引起的病害，利用分形几何理论对级配的变异性进行研究，给出了控制级配变异性的技术参数。用分形几何理论推导出混合料级配的分形表达式，得到分形理论下描述级配变异性的方法；钻取有车辙病害的路面芯样，通过室内试验得到路面的实际级配数据，计算出相应的级配变异性大小，分析分形几何理论下的级配变异性情况。结果表明：分形几何理论能够很好地从另一个角度去描述沥青混合料的级配变异性，可以用具体的数值来体现实际道路的级配与生产配合比之间的变异情况，为沥青混合料级配提供新的技术参数，有效防止在沥青混合料生产施工过程中级配变异偏大，确保沥青混合料的级配符合工程要求。
为研究新型材料BFRP筋作为锚杆的设计方法和设计参数，进行了BFRP筋的拉伸试验、与水泥砂浆的黏结性能试验、耐腐蚀性试验、剪切试验，分析BFRP筋的力学特性。基于钢筋锚杆设计规范和已有的研究成果，给出了非预应力BFRP锚杆加固土质边坡设计参数的取值方法和建议值。通过BFRP锚杆与钢筋锚杆的现场支护对比试验，分析BFRP锚杆的加固效果，验证BFRP锚杆设计的合理性。研究表明，非预应力BFRP锚杆支护设计的抗拉安全系数不应小于1.6（永久锚杆）和1.4（临时锚杆）。BFRP筋抗拉强度标准值为极限抗拉强度的80%，对于锚固常用的BFRP筋（直径 ≥ 12 mm）可取为710 MPa。BFRP筋与砂浆的黏结强度标准值等于拉拔试验得到的平均值除以2.1，对于锚固常用的BFRP筋可取为2.8 MPa。设计的BFRP锚杆可以有效地加固边坡，较好地控制边坡位移，且加固效果与钢筋锚杆相当，BFRP锚杆设计合理，采用等强度替代钢筋的方法进行BFRP锚杆支护设计是可行的。
为了探讨含盐量及荷载对高含盐饱和细砂土的流变特性的影响，通过对不同含盐率的饱和细砂土在各种荷载等级下进行单轴蠕变试验，开展了对高含盐饱和细砂土的流变特性的试验研究，得到了荷载等级及含盐率对砂土试样流变的影响规律曲线，发现对于相同含盐率的土样，荷载越大，最终变形量越大，变形达到稳定所需时间越长；在固定荷载下含盐率的增加也会使试样的最终变形量增大，且达到变形稳定所需的时间也显著增长。以试验结果为基础并基于黏弹性理论，选择了三单元的H-K模型，其拟合曲线与试验数据基本吻合。最后对该模型进行了参数分析，结果表明：随着荷载的增大，相同含盐率试样的3个流变参数均呈线性增加；当荷载不变时，黏性系数随含盐量的增大而增大，但弹性模量和黏弹性模量却均随之减小。
以某实际工程桩为原型，考虑坡度和桩长的影响，根据相似理论设计并完成了竖向荷载作用下斜坡段桥梁基桩室内模型试验，获得了不同坡度及不同桩长下基桩的荷载-位移曲线、桩身轴力与桩侧摩阻力沿深度的分布规律以及基桩极限承载力，据此通过非线性拟合，建立了斜坡桥梁基桩竖向承载折减系数与桩长及坡度直接的关系式。试验研究表明：竖向荷载相同时，桩顶沉降与水平位移均随坡度及桩长的增加而增大，基桩的荷载-位移曲线均无明显拐点，并呈现出因变形过大导致基桩屈曲失稳的破坏模式；斜坡效应对基桩竖向承载的影响约限于8倍桩径深度范围内；与平地桩相比，斜坡桩的桩侧摩阻力更易达到极限值，实际工程设计时应对其进行适当折减；边坡坡度越大、自由段越长，基桩竖向承载力越小。
为了研究SMA （沥青玛蹄脂）摊铺高温作用后CFRP板-混凝土界面剥离破坏，采用SMA摊铺的高温作用后的界面有限单元进行剥离破坏准则定义和回归分析。借助大型通用有限元软件MSC.MARC调用界面有限单元并对CFRP板箱梁桥顶板进行有限元模拟。通过有限元分析可以看出：当荷载值比较小时，CFRP板-混凝土界面未产生裂缝，CFRP板与混凝土间黏结性能较好，沿着梁跨中至梁端方向，CFRP板应变值呈递减趋势。随着荷载值增大，在试验梁跨中位置附近，CFRP板-混凝土界面层出现初始剥离，在界面层剥离区域，CFRP板应变值曲线斜率明显下降，CFRP板应变曲线形状近似S形。随着荷载值增加，在剥离区长度范围内，CFRP板S形应变值沿自由端方向扩展逐渐增大，初始剥离一旦开始，荷载值随之骤然下降；在剥离区域，CFRP板应变值维持恒值不变。研究表明：通过定义SMA摊铺高温作用后CFRP板-混凝土界面单元，引入双重剥离破坏准则，CFRP板-混凝土的界面受剪可通过恒定的裂面剪力传递系数来描述，根据箍筋量配置的不同来描述开裂后混凝土受剪行为，混凝土的开裂形态借助开裂应力描述，受拉软化形态借助软化模量描述，较好地模拟了特殊环境下的CFRP板-混凝土界面的剥离破坏过程。
为了提高恶劣环境下混凝土结构耐久性，基于功能梯度材料理念，利用无细观界面过渡区水泥基材料的高抗裂自修复、低离子传输能力，对混凝土构件进行梯度复合结构设计，主动增强保护层。考虑构件体型、内外层材料差异及现场施工，研究梯度结构混凝土构件制备方法，并对1：5缩尺构件及足尺构件进行性能试验。结果表明：GSCM不会发生体积变形不一致性破坏；与传统的单层混凝土构件相比，GSCM表层的强度提高幅度为30%；GSCM面层仅存在少量宽度在0.02~0.05 mm之间不可见裂纹，而传统的单层构件存在宽度在0.2~0.5 mm的可见裂纹；GSCM渗透深度与氯离子扩散系数分别为0 mm和6.3×10-13 m2/s，而传统的单层构件为15 mm和12.8×10-13 m2/s；三环拼装性能良好，满足工程要求。
通过室内桩-岩剪切试验、数值模拟及桩基模型试验，研究了泥皮厚度对红层泥岩桩基承载力的影响，提出了不同泥皮厚度下的红层泥岩桩基承载力修正系数，对红层泥岩桩基承载力计算公式进行了修正。为建立泥皮作用下的桩-岩接触面本构模型，进行了室内试验并发现：红层泥岩桩-岩接触面力学性状呈现应变软化特征；泥皮存在降低接触面峰残强度，峰值摩擦角和黏聚力分别降低47.7%和53.4%，残余摩擦角和黏聚力分别降低39.5%和34.4%。基于试验结果，建立桩-岩接触面应变软化本构模型，将其植入FLAC3D模拟不同泥皮厚度对桩基承载力的影响，结果表明：桩基承载力随泥皮厚度增加而减小，泥皮厚度超过50 mm时桩-岩相互作用由泥皮自身强度决定。根据计算结果分析桩基承载比与泥皮厚度关系，提出了承载力修正系数。在此基础上设计了一套室内桩基模型试验装置，验证了修正系数的合理性。
为研究索结构桥梁钢绞线主索锈蚀程度及其影响的评定方法，以两座悬索桥的主缆锈蚀检测为背景，通过分析钢绞线锈蚀特征提出了基于外观检测的钢绞线锈蚀标度划分标准及方法，并以相关文献资料的研究成果为基础，得出了锈蚀钢绞线及主索的强度折减计算方法。研究结果表明：钢绞线的锈迹形态、锈迹颜色、锈坑形态随锈蚀过程存在一定变化规律；根据钢绞线的锈蚀外观、锈坑参数等指标，锈蚀标度按锈蚀程度由轻到重可分为1~5类；对1类、2类锈蚀，钢绞线强度无需折减，对3类锈蚀，宜按锈蚀率计算钢绞线强度折减系数，对4类锈蚀，宜按最大截面损失率计算钢绞线强度折减系数，宜略去发生5类锈蚀的钢绞线作用；主索的强度折减应根据各根钢绞线强度折减最严重位置进行确定，其强度折减系数可采用各钢绞线最不利强度折减系数之和。
针对隧道内的特殊环境，通过探讨隧道内扬声器发生原理和隧道内扬声器声场空间分布特性，进行了基于最优语言可懂度的隧道扬声器声学研究，并在COMSOL Multiphysics仿真平台下，对隧道内封闭空间下声音的传播进行建模与仿真分析。对传统方案中布置在隧道壁上的扬声器与新方案中挂在隧道内车道正上方多功能车道控制器上的扬声器的发声效果进行了深入的对比研究。研究表明：采用多功能车道控制器扬声器布设方案具有声场空间均匀性好、混响时间短的优点，尤其是在人耳听觉舒适程度和语言可懂度两方面，多功能车道控制器扬声器方案较原有的隧道壁扬声器方案有着非常优秀的表现。根据该方案的STI指标的仿真结果，针对新方案提出了更加良好的隧道扬声器布设的改进建议。
为了研究上覆溶洞与隧道间防突安全厚度，采用FLAC3D建立了一系列上覆溶洞的隧道模型，模型中选择溶洞距离、溶洞大小、溶洞水压、隧道埋深、围岩级别作为工况因素。利用数值分析方法，揭示了不同工况下隧道开挖过程中上覆溶洞与隧道间单元塑性破坏直至贯通现象，并以塑形区贯通时溶洞与隧道间最短直线距离为防突安全厚度。基于不同工况下防突安全厚度数值计算结果，利用回归理论建立防突安全厚度预测模型，并形成一套基于VC++开发平台的防突安全厚度预测软件系统。该软件将理论和数据样本界面化，可实现对理论与繁琐计算的可视化操作。软件系统应用到翻坝高速鸡公岭隧道，结果表明，软件预测安全厚度与实际开挖有较好的吻合，以期为相似隧道工程提供一定的参考。
对均质土体中开挖的深埋盾构隧道，基于对数螺旋破坏机制和线性Mohr-Coulomb强度准则，将孔隙水压视为作用在土体骨架上的外力，采用极限分析法推导了其开挖面支护力的表达式，依据"穷举法"原理并编制数值优化程序，求得了特定参数下盾构隧道开挖面的上限解，最后分析了支护力随各参数的响应规律。研究结果表明：孔隙水压力系数、地下水位高度、隧道洞径和土体重度的增加不利于开挖面的稳定，而黏聚力和内摩擦角的增加则对开挖面的稳定性起有利作用。该计算方法能快速获得富水风险地区稳定隧道开挖面所需的支护力和潜在破坏范围，对风险地区的盾构隧道施工与事故防治具有一定参考价值。
动态称重技术能够显著减少货车称重时间提高收费站通行能力，然而受其模型所限，对于变速运动或车轮静止于传感器上的车辆则无法准确进行测量。针对以上问题，以路面交互模型以及部分承载式动态称重模型为基础，提出了一种基于向量分割的部分承载动态称重模型。利用压电石英传感器结合该模型，以动态传感器稀疏阵列的形式构建了一种4排直列式动态称重系统。在哈同高速哈尔滨东收费站对系统进行了低温、定性与定量的测试。试验结果表明：该系统稳定性好，在-28℃状态下温度漂移仅为0.5‰，响应速度为0.2 s；在95%置信区间内，精确度为±3%以内，特别是能够解决动态称重中"二次起停"的问题。该系统能够为重载交通智能化管理提供一定的支持。
针对交通事故记录位置精度较低和路段划分过短可能引起的分析结论偏差问题，探讨了大区段划分条件下高速公路交通事故预测模型的构建方法。结合辽宁省5条高速公路的交通事故数据和道路交通条件数据，提出了基于高速公路天然节点（互通式立交和服务区）的大区段划分方法。构建了处理大区段内指标异质性的模型变量，应用积分-微分方法确定了变量模块，进而利用负二项回归方法建立了高速公路交通事故预测模型。研究表明：在大区段条件下，年平均日交通量、累积纵坡和标志密度等变量的事故预测模块为Hoerl函数，累积曲率为幂函数，而挖方段比例为指数函数；路段长度、年平均日交通量、累积纵坡和标志密度等因素对大区段上的交通事故发生具有显著影响，且考虑这些变量的模块式模型具有较高的预测精度。
为系统分析互通式立交分流区驾驶人的分流选择行为特征，讨论驾驶人多项分流选择行为的随机复杂性，根据车辆换道方式及位置对驾驶人分流换道行为进行了定量描述，确定了模型选择树及线性效用函数。选取分流区车辆行驶速度、加速度、车型、匝道小时交通量、减速车道车头时距等特征变量，建立了驾驶人匝道分流与分流方式选择的两层Nested Logit概率模型。基于广河高速公路部分互通式立交分流区的雷达跟踪数据，采用分阶段估计法进行模型参数估计。根据t检验判断了特征变量的影响程度，对模型进行了优化。结果表明：互通式立交区分流选择行为受多种因素综合作用的影响；两层NL概率模型具有较高的预测精度。
在逐日动态演化模型框架下，引入了ATIS的一致性交通预测信息，以研究其对个体出行者的路径选择行为作用以及对整体路网交通流动态演化过程的影响。按照对ATIS交通预测信息的使用与否，将路网中的所有出行者划分为两类，在此基础上，构建了一个逐日交通流演化模型，模拟路网中两类出行者的路径选择动态调整过程。对演化模型的不动点及其存在性、唯一性等理论特性进行了研究。同时，通过对模型稳定性条件的分析，证明了一致性交通预测信息增强了路网交通流演化的渐进稳定性。数值试验结果表明：出行者接收交通预测信息时受到的误差影响越小，路网交通流演化过程越容易趋于稳定。研究结果将有助于智能交通系统的优化设计。
为了解决重型载货汽车在长大下坡路段行驶制动器容易失效导致事故多发的问题，在下坡路段行驶制动器温升模型的基础上，运用汽车行驶方程式，结合对车辆的受力分析，对其在排气制动条件下的瞬时行驶速度进行了预测，建立了长大下坡路段车辆速度预测迭代模型。以东风EQ1108G6D13为试验车在典型长大下坡路段-青兰高速K1857~K1864段进行了道路试验，采用Racelogic VGPS车速传感器、DEWE3010型32通道数据采集仪对速度、时间和距离信号进行了实时监测与采集。试验结果表明：车辆速度预测模型所得到的速度与试验测试的速度变化趋势一致，且预测的结果与试验结果最大相对误差为2.57%，证明速度预测方法可行，可计算出车辆下长坡时的瞬时速度，进而通过制动器温升模型能够准确计算出制动器的瞬时温度，从而可实现实时监控载货汽车的制动器温度。
货车在长下坡过程中为保证行驶安全需要连续制动，容易导致制动器温度不断上升而出现热衰退现象，严重时会导致制动失效和车辆失控，进而发生恶性交通事故。通过台架模拟试验测试了长下坡路段满载中型货车制动鼓温度的变化过程，建立了组合预测模型，分析了不同制动初始速度下鼓式制动器温度的变化规律，得出不同制动初始速度对应的制动器失效温度风险阈值和最大临界制动次数。结果表明：制动初速度越大，制动频次越高，制动器就越容易达到失效状态；当制动鼓发生"热衰退"现象后，其制动效能下降速率也会随着初速度的增大而增大；同时在预测制动风险时，对单一预测模型进行适当组合，可以提高预测精度、减小预测误差。
针对信南高速公路边坡群落适应性差，生产力低下，景观效果不佳的问题，对公路边坡景观予以综合评价，用以指导该区域路域边坡界面的建设。采用聚类分析法，依据不同边坡的土壤养分将信南高速公路的边坡划分为A全风化岩+生土，B填砂边坡与风化岩，C亚黏土3类立地；再借助AHP法对3类立地，共计32个样方进行综合评价，从景观效果、生态效益与土壤养分3个方面建立评价模型并确定权重系数，进而对不同群落的边坡景观现状进行评价。结果表明，第1类立地中的优势群落为紫穗槐+构树+高羊茅+紫花苜蓿；第2类立地中的优势群落为紫穗槐+构树+高羊茅+黑麦草与紫穗槐+黑麦草+小叶扶芳藤；第3类立地中的优势群落为紫穗槐+石竹+高羊茅（或黑麦草）+金鸡菊或小叶扶芳藤+石竹+黑麦草+高羊茅。
为了准确预测公路客运交通需求，保证客运量的预测精度，需要全面考虑运输方式间关系，甄选影响因素（人口、国内生产总值、公路里程、高速铁路、航空设施可达性）。依据全国31个省市15 a相关数据收集，按照虚拟变量形式，即有无高速铁路和航空设施可达性强弱划分为4种情况，获得了考虑铁路、航空影响的公路客运交通需求预测模型。并运用预测结果与现实数据之间的误差分析证明了虚拟变量模型构建的正确性。结果说明：在高速铁路建设与否和航空设施可达性不同的情况下，公路客运交通需求具有差异，表明公路、铁路、航空间存在竞合关系。获得了影响因素与客运需求间弹性系数，为可持续发展的客运交通系统构建提供参考。
