公路交通科技

2023年, 第40卷, 第8期　刊出日期：2023-08-05
  

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    道路工程
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    发泡用水量对泡沫温拌沥青混合料力学性能的影响
    王杰, 郑鲲鹏, 徐剑, 刘黎萍
    2023, 40(8): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.001
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    为评价发泡用水量对泡沫温拌沥青混合料力学性能的影响,以优化确定沥青的发泡用水量,研究了不同发泡用水量条件下泡沫温拌沥青混合料(FWMA)和泡沫温拌SBS改性沥青混合料(SBS-FWMA)力学性能的变化规律,包括抗水损坏性能、抗车辙性能、抗低温开裂性能、动态黏弹特性和抗疲劳性能,并与相应的热拌沥青混合料(HMA)和热拌SBS改性沥青混合料(SBS-HMA)进行了对比分析。结果表明:在一定发泡用水量条件下,FWMA的抗水损坏性能相比HMA无明显变化,SBS-FWMA 的冻融劈裂强度比略低于SBS-HMA;FWMA的抗车辙性能优于HMA,且随用水量的增大逐渐增强,SBS-FWMA的抗车辙性能受发泡用水量的影响较低;FWMA的抗低温开裂性能总体上不如HMA,SBS-FWMA则刚好相反,温度越低,FWMA和SBS-FWMA的低温抗裂性能对发泡用水量的敏感度越大;FWMA的动态模量主曲线分布特征与HMA一致,常规荷载作用频率下,用水量对FWMA的模量起正相关作用,对SBS-FWMA的影响较小; FWMA和SBS-FWMA的疲劳寿命均优于相应的HMA,随着发泡用水量的增加,FWMA的疲劳寿命总体上逐渐降低,SBS-FWMA的疲劳寿命先增后减,低应变水平条件下WMA的疲劳寿命大致是HMA的1.2倍。综合FWMA和SBS-FWMA的各项力学性能以及基质沥青和SBS改性沥青的发泡效果,建议基质沥青发泡用水量不宜超过1%,SBS改性沥青的发泡用水量不宜超过2%。
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    基于蠕变与松弛试验的再生沥青混合料高低温性能研究
    李雪连, 许杰, 叶峻宏, 王随原, 张显安
    2023, 40(8): 9-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.002
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    再生沥青混合料中因含有沥青混合料回收料(RAP)和再生剂,其高低温性能往往难以控制或评价。为此,利用三轴重复压缩蠕变试验和直接拉伸松弛试验测定了不同混合料的高温指标(永久变形εp与其对应的流变次数FN)和低温指标(松弛时间ts),进而分析了不同RAP掺量(20%, 30%, 50%)、油石比和再生剂掺量对再生沥青混合料高温蠕变和低温松弛性能的影响。结果表明:采用εp/FN和ts可以分别有效评价再生沥青混合料的高温蠕变和低温松弛性能。对于高温蠕变性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的εp/FN减小,即高温蠕变性能变好, 当RAP掺量一定时,高温蠕变性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变差; 对于低温性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的ts增大,即低温松弛性能变差, 当RAP掺量一定时,低温松弛性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变好, 且RAP掺量越大,再生剂和原样沥青对低温松弛性能的改善效果越明显。此外,由εp/FN和ts这2个指标的变化值可知,再生剂比原样沥青具有更好的再生效果。研究结果可为再生沥青混合料的耐久性能改善、生产和应用提供参考。
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    赤泥基沥青粉固化粉土的适用性分析及性能试验
    李夏, 孙兆云, 韦金城, 王林, 张正超
    2023, 40(8): 16-21,28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.003
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    针对粉土材料在道路工程中的应用问题,系统研究了赤泥基沥青粉柔性固化剂的固化机理、配置方法、储存稳定性以及固化粉土材料的物理力学性能和路用性能,设计了赤泥基沥青粉柔性固化剂材料配比试验、固化粉土材料性能室内试验和现场应用试验,确定了赤泥基沥青粉柔性固化剂及固化粉土材料的最优材料配比。针对齐河某农村公路工程,根据室内试验研究成果,进行了赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验。结果表明:沸石粉能够提高沥青的流动度与分散均匀性,随着柔性固化剂中赤泥掺量的增加,赤泥基沥青粉的细度和储存稳定性能逐渐提高,在赤泥掺量达到22份时赤泥基沥青粉柔性固化剂的各项性能达到最优,可以在密封条件下常温储存3个月;固化粉土的强度随着柔性固化剂掺量的增加而增加,在固化剂掺量达到7%时达到最优,浸水后强度损失较小,高温循环加热后强度提高,冻融循环后抗压强度损失较小,表明赤泥基沥青粉固化粉土材料具有良好的高低温稳定性、抗裂性能和抗水损害性能;赤泥基沥青粉固化粉土基层现场试验的压实度、7 d无侧限抗压强度、CBR值和弯沉值检测结果达到二级及二级以下公路中、轻交通基层设计要求,应用效果良好,可在低等级、轻交通道路基层中推广应用。
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    粗集料颗粒形状对沥青混合料性能的影响
    熊政勇, 吴江林, 车春海, 张东
    2023, 40(8): 22-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.004
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    采用长细比指标评价粗集料的形状特征,借助图像处理装置将13.2~16, 9.5~13.2, 4.75~9.5 mm的石灰岩粗集料按照长细比进行筛分,得到了长细比在1:1~2:1,2:1~3:1,>3:1这3个区间的粗集料。分别使用原状粗集料和不同长细比的粗集料制备了AC-13型沥青混合料试件。通过采用马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了粗集料形状对沥青混合料最佳油石比、体积指标和力学性能的影响。结果表明:粗集料的长细比越大,沥青混合料的最佳油石比越大,提高立方体粗集料颗粒的比例可以降低沥青混合料的最佳油石比;随着粗集料长细比的增大,沥青混合料的毛体积密度逐渐减小,矿料间隙率逐渐增大,沥青饱和度逐渐增加;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的马歇尔稳定度呈降低的趋势,流值呈增大的趋势,当粗集料长细比大于3:1时,沥青混合料的马歇尔稳定度急剧降低;采用长细比在2:1~3:1区间的粗集料制备的沥青混合料的动稳定度最高,当粗集料长细比大于3:1时,沥青混合料的动稳定度急剧降低;随着粗集料长细比的增加,沥青混合料的破坏应变呈增加趋势,浸水稳定性和冻融稳定性都逐渐降低。
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    丁苯橡胶对水泥乳化沥青胶浆黏度及砂浆力学性能影响
    朱文正, 赵红艳, 李刚, 马玉薇, 李庆庆
    2023, 40(8): 29-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.005
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    为了研究丁苯橡胶(SBR)对水泥乳化沥青胶浆黏度及水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的影响,采用布氏黏度计和万能试验机分别测试了水泥乳化沥青胶浆黏度及CA砂浆力学性能。首先建立了水泥与沥青乳液相互作用模型和SBR分子与沥青乳液颗粒交联网状结构理论模型,并测试了不同温度和沥青乳液与水泥质量比(A/C)下,胶浆黏度随时间的变化规律,确定了水泥乳化沥青和SBR改性水泥乳化沥青砂浆配合比。然后测试了砂浆力学强度,利用扫描电镜(SEM)观测了砂浆的微观形貌,观察了水泥乳化沥青复合胶凝材料间相互工作特征和作用机理,进而分析了SBR分子对水泥乳化沥青复合胶凝材料性能改善机理。结果表明:SBR分子与乳化沥青颗粒发生交联作用,形成较为稳定的结构体系,提高胶浆的初始黏度,使胶浆能够保持较长时间的低黏度状态,有利于施工的进行;沥青乳液的掺量越多,砂浆力学强度越低,A/C为0.4时的SBR改性砂浆力学强度最优,相较于未改性砂浆28 d抗压强度和抗折强度分别提升了24.9%,14.3%;减水剂对未改性砂浆的力学强度具有明显改善效果,28 d抗压强度和抗折强分别提升了22.1%,17.4%;改性后的砂浆内部形成了由水泥水化产物与SBR改性乳化沥青交错联结的空间网状结构,界面处衔接致密连续,是黏度和力学性能提升的主要原因。
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    考虑石粉含量的机制砂混凝土配合比设计方法研究
    赵尚传, 刘龙龙, 刘忠凯, 王少鹏, 刘勇
    2023, 40(8): 37-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.006
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    为解决高石粉含量的机制砂导致混凝土耐久性不足的问题,基于现有的混凝土配合比设计方法,将机制砂石粉含量作为配合比设计的一个参数,提出了根据机制砂石粉含量调节粗、细骨料比例的配合比设计方法。与原配合比设计方法相比,保持水胶比不变,从而有效保障其强度;保持骨料比例不变,有利于提升其耐久性。根据机制砂石粉含量调控机制砂用量,分析了部分或全部机制砂石粉替代胶凝材料的混凝土配合比设计方法对混凝土流动性、黏聚性、保水性能的影响。通过控制砂率和骨料各粒径比例不变,推导出配合比设计中机制砂和粗骨料的质量。试验结果表明:未考虑机制砂石粉含量的影响,或部分机制砂石粉作为胶凝材料的混凝土配合比设计方法忽略了石粉对混凝土性能的影响,得到的机制砂混凝土工作性能较差,容易离析;采用全部机制砂石粉尤其是高石粉含量的机制砂作为胶凝材料的混凝土配合比设计方法明显改善了混凝土的工作性能; 提出的配合比设计方法能结合机制砂石粉的实际含量,保持水胶比和骨料比例不变,能保障混凝土工作性能和力学性能,充分发挥机制砂中石粉的作用,提升混凝土的耐久性能。
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    不同机制砂混凝土耐硫酸盐侵蚀特性
    王发平, 张硕文, 关博文, 贾治勋
    2023, 40(8): 43-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.007
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    为了研究机制砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,分别使用天然河砂以及石灰石、玄武岩、花岗岩这3种岩性机制砂制备了混凝土试件。进行了硫酸盐侵蚀试验、质量损失试验、立方体抗压强度测试和硫酸盐含量滴定测试,对试件质量损失、抗压强度、耐蚀系数和硫酸根离子分布进行了研究,并利用CT技术比对了不同混凝土在硫酸盐侵蚀后表面形貌缺失的差异。结果表明:各种混凝土在养护阶段的抗压强度差异不大;在硫酸盐侵蚀循环过程中混凝土的质量与强度均呈现先增大后减小的趋势,且强度变化滞后于质量变化;在干湿循环次数小于100次时,硫酸盐浓度的增大会加速混凝土质量和强度的升高;各种混凝土耐蚀系数的变化规律与抗压强度变化规律保持一致,均表明硫酸盐浓度较大时会加速混凝土的劣化,且使其性能更早劣化;在3%硫酸盐浓度侵蚀条件下干湿循环100次后机制砂混凝土的耐蚀系数比天然河砂混凝土提高了3%~5%;在相同硫酸盐浓度、干湿循环次数和侵蚀深度下,机制砂混凝土的硫酸根离子浓度略低于天然河砂混凝土,CT图像表明在相同条件下天然河砂混凝土遭受硫酸盐侵蚀后更易发生脱落并形成裂纹; 机制砂可以在一定程度上提高混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能,其棱角性和嵌挤结构有助于增强混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
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    硫酸盐溶液对掺石灰石粉砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响
    唐志, 杜镔, 王圳, 王德辉
    2023, 40(8): 51-56,62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.008
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    掺石灰石粉可以减少环境污染,降低混凝土的生产成本,并改善其相关性能,但也会带来硫酸盐侵蚀问题。在不同浓度的硫酸钠和硫酸镁溶液侵蚀下,掺石灰石粉水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能相差较大,限制了石灰石粉在硫酸盐侵蚀环境中的工程应用。为了研究不同硫酸盐对掺石灰石粉水泥基材料性能的影响,通过差热分析和X射线衍射仪分析了侵蚀产物,借助扫描电镜观测了侵蚀产物的微观形貌,研究了5%和10%硫酸钠和硫酸镁溶液对掺石灰石粉砂浆外观质量、强度、侵蚀产物和微观结构的影响。结果表明:不同硫酸盐溶液浸泡下,钙矾石含量相差不大,钙矾石不是砂浆硫酸盐腐蚀的主要原因; 当硫酸镁溶液的浓度从5%增大到10%时,水镁石的含量增大了92.8%,而石膏的含量降低了20.5%; 在5%和10%的硫酸镁溶液中浸泡1 a后,砂浆仍保持完整性,抗压强度变化系数分别为82.3%和86.5%, 硫酸镁溶液浸泡后的样品主要为石膏型化学侵蚀; 当硫酸钠溶液的浓度从5%增大到10%时,芒硝含量从10.0%增大到14.1%,浸泡1 a后,砂浆未能保持完整性并失去了强度,硫酸钠溶液浸泡后的样品主要为芒硝型物理侵蚀。研究结果可为提高掺石灰石粉水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能,并为石灰石粉在水泥基材料中的应用提供理论基础。
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    基于拉普拉斯平滑算法的粗集料纹理特征评价
    刘健宇, 张海, 王涛, 张东
    2023, 40(8): 57-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.009
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    为了研究粗集料表面的三维纹理特征,基于粗集料表面三维点云数据提出了改进的拉普拉斯平滑算法。为了限制拉普拉斯平滑前后点云的过度变形,通过引入偏差限制参数控制粗集料颗粒表面的点允许移动的最大距离,将平滑尺度限制在纹理尺度范围内。根据改进的拉普拉斯平滑算法原理,基于粗集料在平滑前后表面积的变化幅度提出了三维纹理评价指标。采用商用蓝光三维扫描仪采集了不同粒径石灰岩集料和玄武岩集料的三维点云图像。采用改进的拉普拉斯平滑算法,研究了不同粒径石灰岩集料和玄武岩集料的纹理特征。结果表明:(1)2.36,4.75, 9.5 mm粒径的石灰岩集料的纹理指标都服从对数正态分布,13.2 mm和16 mm粒径的石灰岩集料纹理指标都服从正态分布,2.36,4.75, 9.5 mm粒径的玄武岩集料的纹理指标都服从正态分布;(2)在石灰岩集料中,4.75 mm集料的纹理指标最大,当粒径大于4.75 mm时,随着集料粒径的增大,纹理指标的均值逐渐减小;(3)在玄武岩集料中,随着集料粒径的增大,纹理指标的均值逐渐减小,2.36,4.75, 9.5 mm粒径的玄武岩集料的纹理指标均值都低于石灰岩集料;(4)在石灰岩和玄武岩集料中,随着粒径的增大,纹理指标的变异系数都是先增加后减小,4.75 mm集料纹理指标的离散性最显著。
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    接缝处弯沉对机场复合道面反射裂缝的影响
    韦福禄, 凌建明
    2023, 40(8): 63-70,145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.010
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    为研究机场复合道面PCC层接缝变形与反射裂缝的关系,采用ABAQUS有限元软件建立了复合道面三维有限元精细化模型,运用内聚力单元模拟了沥青层的损伤及开裂过程,提出了以退化因子及断裂面积率表征沥青层所受的整体损伤,开展正交试验分析了PCC层的板底脱空范围、接缝传荷系数、PCC层与沥青加铺层的层间摩擦系数及沥青加铺层厚度这4个因子对反射裂缝影响的显著性。基于显著性分析结果研究了板底脱空及接缝传荷系数与反射裂缝的内在联系,分析了弯沉、弯沉差与反射裂缝的相关关系。结果表明:仅受飞机荷载作用时,复合道面板底脱空对沥青加铺层反射裂缝有显著性影响,而通过改善层间黏结和增加沥青加铺层厚度对防治反射裂缝作用不大;沥青加铺层的反射裂缝与PCC层接缝处的弯沉和弯沉差紧密相关,采用弯沉差指标表征PCC层接缝变形对沥青加铺层反射裂缝的影响适应性更好;当PCC层存在板底脱空病害时,单侧脱空更易引起反射裂缝;良好的接缝传荷能力可有效减小接缝处的弯沉,延缓沥青加铺层的反射裂缝。因此,复合道面的防反设计应注意加强沥青层底部的抗开裂能力,建议采取措施恢复与提高接缝传荷系数,这对防治反射裂缝非常有效,尤其是对存在单侧脱空病害的情况。
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    冬季桥梁沥青路面路表温度实时预估模型
    戢晓峰, 戴秉佑, 杨文臣, 胡澄宇
    2023, 40(8): 71-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.011
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    桥梁段是冬季高速公路最易结冰的隐患路段之一。针对桥梁路面结冰预警急需解决的路表温度实时预估问题,以云南高原山区麻(柳湾)-昭(通)高速公路不同环境特征、结构形式桥梁段为研究路段,以自动交通气象站采集的2019-2021年路表温度和常规气象实测数据为基础。首先,利用统计方法对不同环境特征、结构形式桥梁段的路表温度与气象因素进行了相关性分析,确定了各气象因素与桥梁段路表温度之间的关系。其次,基于随机森林模型,构建了适用于各桥梁段的冬季路表温度实时预估模型。最后,对路表温度预估模型进行了交互性的迁移试验。结果表明:不同环境特征及类型桥梁的气象因素与路表温度间的相关系数有着相似规律,均与大气温度显著正相关,均与湿度显著负相关,但风速、风向和冰层厚度等气象因素取值差异仍较大,区域差异显著;所构建的路表温度预估模型有较好的回归预估性能,在不同桥梁段上的平均绝对误差分别为0.637,0.282,0.516℃,预估结果优于线性回归、支持向量机、BP神经网络模型;模型在1℃以下的易结冰温度段表现优异,适用于冬季路表温度预估;环境特征对模型影响较大,应引入表征环境的指标以提升模型的可迁移性。
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    随机点蚀对Q550E钢试件抗拉力学性能的影响
    彭建新, 方兴, 周亚栋
    2023, 40(8): 79-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.012
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    为了研究点蚀对高性能钢力学性能退化的影响,基于3D扫描对锈蚀Q550E钢试件的表面形貌指标进行数据采集,获取了试件蚀坑深度数据和概率密度函数,以及锈坑平均深度、深度标准差与质量锈蚀率之间的关系。在此基础上,考虑试件均匀锈蚀,提出了基于实测点蚀统计数据建立随机点蚀模型的方法,模拟得到了Q550E钢随机点蚀试件荷载-位移曲线。利用现有试验结果验证了有限元模型的计算精度,分析了点蚀位置和深度对极限强度和最大变形的影响,讨论了极限载荷与最大横截面损失率之间的关系。结果表明:锈蚀高性能钢试件蚀坑深度值服从对数正态分布,随着锈蚀率的增加,锈坑深度方差和均值会逐渐增大,且两者与锈蚀率分别呈现出线性和幂函数关系;同一点蚀强度下,试件蚀坑平均深度和方差分别增加20%,试件极限强度和极限荷载平均值分别减少5%和2%,试件极限强度变异性随着蚀坑平均深度增加而增大,而不会随着其深度方差的变化产生明显改变;在蚀坑大小相同的情况下,蚀坑位置对试件最大变形影响强于对极限强度的影响;极限荷载随着最大横截面损失率的增加呈线性递减;同一点蚀强度下,试件极限强度和变形会随着试件长宽比的增加而减小,试件厚度会对变形有一定影响。
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    低收缩LUHPC钢桥面铺装组合基本性能试验研究
    付军, 徐梦豪, 王哲世, 丁庆军
    2023, 40(8): 89-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.013
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    为降低大跨度钢桥面铺装荷载,减少水泥基铺装材料的收缩,制备了多组低收缩轻质超高性能混凝土(LUHPC),测试其基本力学性能,在满足力学要求和扩展度的前提下,确定了较低密度的基准配合比。面向实际设计需求,分析了配筋和覆膜养护工艺对LUHPC收缩特性的影响,通过试验与理论分析讨论了LUHPC钢桥面铺装组合的抗推移能力。结果表明:通过材料配合比调整, LUHPC的密度可以控制在2 100 kg/m3以下,28 d抗压强度大于110 MPa,抗折强度在14 MPa以上,扩展度不低于450 mm,满足设计要求; 相对于空白对照组的LUHPC试件,覆膜组和配筋组试件的收缩应变明显降低,最高降幅达到40.7%,且收缩应变随着配筋率的增大而减小,其中轻集料的"释水"作用、覆膜"保水"作用以及膨胀剂的加入共同作用,可以显著降低LUHPC的收缩量,使LUHPC的150 d收缩应变控制在150 με以下,满足设计要求; 推出试验得到的剪力连接件破坏模式为焊缝剪断,其抗剪承载能力实测值为70.83 kN,大于根据各国规范得到的计算值,满足设计要求; LUHPC组合结构推出试验得到了连接件的荷载-滑移曲线,根据试验数据对荷载-滑移曲线进行拟合分析得到了抗剪刚度。研究结果可为LUHPC类组合钢桥面铺装的设计与应用提供参考。
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    金属橡胶桥梁支座滞回性能试验研究
    孙森林, 夏修身, 姬雷, 黄耀斌, 郑炜
    2023, 40(8): 96-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.014
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    金属橡胶支座发生水平剪切变形时,可通过金属丝之间的勾连嵌合、滑移、干摩擦等方式进行耗能。为了研究金属橡胶桥梁支座在不同性能状态下的水平滞回性能,对金属橡胶桥梁支座开展了拟静力压剪试验。设计并制作了2个密度不同的大尺寸金属橡胶桥梁支座,研究了剪切应变、压应力、加载频率、反复加载次数对滞回性能的影响, 探讨了金属橡胶桥梁支座的剪切极限状态。结果表明:随着剪切应变的增大,支座的水平等效刚度变小,等效阻尼比增大,耗能能力增强;压应力对支座的滞回性能影响较为显著,随着压应力的增大,支座水平等效刚度和等效阻尼比显著增大,耗能能力明显增强;加载频率对滞回性能影响相对较小,随着加载频率的增大,支座的滞回性能略有提高;金属橡胶桥梁支座的多次反复剪切滞回曲线较稳定,反复加载多次后的等效水平刚度和等效阻尼比较接近;金属橡胶桥梁支座的极限变形能力介于75%~100%剪应变之间,与支座的密度有关,高密度的支座具有较大的极限剪切变形能力;结合金属橡胶支座剪切滞回曲线的形状特征拟定了Bouc-Wen模型中的相关参数,验证了Bouc-Wen模型可以拟合金属橡胶支座的滞回曲线,确定该模型可以作为金属橡胶支座的恢复力模型。
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    钢-UHPC组合梁纵向抗剪性能试验研究
    甘小平, 袁星, 邓开来, 赵灿晖, 周浩
    2023, 40(8): 102-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.015
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    钢-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的纵向抗剪性能严重影响组合梁的正常使用和结构安全性。为探究钢-UHPC组合梁的纵向抗剪性能,完善钢-UHPC组合梁中UHPC板的纵向抗剪承载能力计算公式, 对2个钢-UHPC组合梁试件展开了四点弯曲试验,通过试验观测得到该组合梁的开裂损伤模式、荷载-挠度曲线、钢-混界面滑移发展等结构行为。在试验研究的基础上,基于Abaqus中混凝土塑性损伤模型建立了该组合梁的有限元模型,通过将有限元模拟得到的荷载-挠度曲线与试验得到的结果对比,证明了该有限元模型的正确性。基于该数值模型,通过参数分析确定了UHPC板中斜压杆发展角度,给出了斜压杆发展角度的拟合公式。基于传统的钢筋混凝土拉压杆理论,考虑UHPC抗拉强度,修正了钢-UHPC组合梁纵向抗剪承载能力计算公式。结果表明:布置纵向双排栓钉的钢-UHPC组合梁,UHPC板纵向剪切裂缝呈八字形延伸发展,其裂缝发展形式与相同栓钉布置方式的普通混凝土板相似;钢-混凝土组合梁采用UHPC翼缘板,拉-压杆模型中压杆与拉杆的承载力均得到提高,能有效提高混凝土板纵向抗剪承载能力;通过与数值结果对比,证明修正的钢-UHPC组合梁的纵向抗剪承载力计算公式具有良好的精度。
  • 桥梁工程
    上中央与侧边稳定板对扁平箱梁气动性能的影响
    黄林, 王骑, 赵文斌, 王涛, 廖海黎
    2023, 40(8): 111-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.016
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    提升扁平箱梁的气动性能可同步提升大跨度桥梁的抗风性能,而增设气动措施则是简单易行的有效方法。基于节段模型风洞试验,在-5°~+5°风攻角范围内测试了某扁平箱梁的颤振和涡振性能,系统研究了上中央稳定板与侧边稳定板对改善扁平箱梁断面气动性能的影响。在此基础上,采用CFD数值模拟技术,研究了最不利风攻角下组合稳定板对流场的改善作用和涡致振动机理。风洞试验结果表明:扁平箱梁原设计断面在+3°与+5°风攻角下的颤振临界风速显著低于检验风速,且在各风攻角下均存在显著的涡激振动现象,气动性能不满足规范要求;设置上中央稳定板与侧边稳定板后,能显著提升扁平箱梁在+3°和+5°攻角下的颤振临界风速,可将最不利风攻角(+5°)下的颤振临界风速提高112%左右,并削弱检修车轨道对气动性能的影响;该组合措施能够显著抑制甚至完全消除扁平箱梁原有的涡激振动,相当于同时改善了颤振和涡振性能,使其满足设计要求。数值模拟计算结果表明:设置上中央稳定板与侧边稳定板后,断面会产生新的小尺度旋涡,可以干扰和削弱原设计断面在尾流处由于卡门涡所产生的周期性气动力,从而对涡振起到了有效的制振作用。
  • 桥梁工程
    福州道庆洲过江通道主桥桥面系设计
    王帆, 马铮, 蔡銮
    2023, 40(8): 119-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.017
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    道庆洲过江通道主桥采用双层变高预应力钢桁结合梁方案,腹杆为三角形桁架,主跨276 m,标准桁高9.5 m,支点附近桁高由9.5 m变高至23.0 m。道庆洲大桥为公轨两用桥梁,其结构最大的特点为跨度大,桁高矮,荷载重。为了分担部分主桁受力,主桥上层公路桥面系采用钢密横梁+混凝土板结合梁体系,混凝土板与钢横梁之间采用剪力钉进行连接,混凝土板的预应力钢束锚固于钢横梁上。下层轨道桥面系采用纵横梁+正交异性板整体桥面体系,端部压重区段采用箱体结构,内部灌注铁砂混凝土进行压重。对比现有工程中设置平弦和不设置平弦两种桥面系处理方式的优缺点,为满足三角形桁架结构的外观要求,下层轻轨桥面系在桁高变高位置处采用了创新形式的桥面结构,即多点支承式整体桥面系。此桥面系设置边纵梁,边纵梁及箱型横梁形成稳定的平面框架,并通过竖向支座支撑在主桁斜腹杆伸出的牛腿上,结构受力明确。在受力方面,对标准断面的上、下层桥面系作了详细的框架计算。结果表明结构刚度和应力均在规范要求的范围内。对比较突出的横梁扭转问题进行了深入分析,建立横向框架和局部有限元模型进行了结构安全性验证。针对主桁斜腹杆伸出的牛腿传力位置进行了精细化的结构有限元分析,验证了该部位各组成板件的应力符合规范要求,可保证本桥的结构安全。
    • 隧道工程
  • 隧道工程
    基于DeepLabV3+网络改进的快速隧道病害分割方法
    郭道俊, 周幸宇, 许崇帮, 刘玉静, 李宏哲
    2023, 40(8): 127-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.018
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    为避免依托人工进行隧道定期检测方式中由于工作人员的专业水平差异及个人主观性对检测结果的影响,同时降低人工参与成本,提高巡检检测效率,提升检测精度,降低病害的漏检、错检概率,推动隧道检测智能化、数字化提升,提出了一种基于DeeplabV3+模型改进的快速隧道病害分割方法。采用Google团队提出的MobileNet-V2轻量化网络替换了原DeeplabV3+模型中的Xception主干网络。引入当前较为热门的主流且分割效果好的PSPNet,U-Net,与原网络、改进后的网络模型进行了多个项目的试验对比。所有模型均经过多次调参训练已达到最好效果。结果表明:原网络的准确率为97.67%,mAP为92.30,mIoU为85.01%,图片处理速度为9.211FPS,使用MobileNet-V2网络替换Xception作为DeepLabV3+的主干网络,其准确率为98.09%,mAP为94.38%,mIoU为85.14%,FPS为13.409,均为所有网络中最优值;在保证高性能图像分类准确率、分割精确度、交并比的前提下,图像分割网络的运算速度与效率提升了45.6%。U-Net模型、PSPNet模型的FPS分别为10.173,11.852,mIoU分别为78.58%,64.56%。改进网络的效率较U-Net,PSPNet的效率分别提高了31.8%,13.1%,mIoU分别提高了4.89%,23.87%;该方法不仅提升了图像处理速度,同时可以使得小型化低性能设备上部署图像分割任务变得可行,并且满足在小型移动设备上部署的要求。
  • 隧道工程
    基于优化集成算法的隧道超前钻探定量解译
    梁铭, 彭浩, 宋冠先, 朱孟龙, 解威威
    2023, 40(8): 136-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.019
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    为解决隧道超前钻探数据解译过程中存在的主观判断性强、数据利用率低、评判标准不统一等问题,通过引入机器学习中的极限梯度提升了集成算法模型(XGBoost)。依托积累的广西某隧道8 893条超前钻探原始数据,针对破碎围岩、软弱夹层与泥质填充溶洞3类不良地质体开展了定量解译研究。在原始钻探数据预处理方面,根据定性与定量分析结果,通过数据降噪及二级指标计算等措施实现了原始钻探数据的规律发掘及质量提升。在解译模型的建模方面,采用随机搜索算法(RS)有效解决了XGBoost模型大量超参数的高效寻优问题,最终构建了隧道超前钻探不良地质体定量解译模型(RS-XGBoost)并进行了模型训练。选取该隧道YK73+491-YK73+516段15 m的钻探数据进行了模型应用,并与常规超前钻探地质预报解译及实际开挖结果进行了对比。结果表明:RS-XGBoost模型在数据集的98例预测样本中出现了3例错判,总体预测准确率为96.94%,与未进行数据预处理的原始钻探数据集模型训练结果相比,准确率、精准率、召回率与F1分数4项评估指标平均提升17.08%; 所提出的定量解译技术不仅可提供更为详尽的解译结果(0.5 m间距),且预报准确率满足隧道现场施工需求,可为隧道制订开挖方法及支护措施提供可靠且重要的不良地质体超前地质预报信息。
    • 交通工程
  • 交通工程
    小交通量农村公路线形诱导标设置研究
    宝然, 唐琤琤, 狄胜德
    2023, 40(8): 146-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为了研究不同设置情况下的线形诱导标在小交通量农村公路平曲线上对驾驶人驾驶行为的影响,从而确定小交通量农村公路平曲线上线形诱导标设置方式,建立了包含两种平曲线半径、4种线形诱导标布置方式的小交通量农村公路的试验场景,对33名被试人进行驾驶模拟试验并设计问卷进行了调查,并对驾驶人在弯道及通过弯道关键点的驾驶行为进行了分析。结果表明:线形诱导标类型及布置方式对驾驶人的速度及在车道上的驾驶位置均有显著影响,且不同半径、不同转向的弯道影响不同;对于半径为40 m的弯道,设置1块三箭头线形诱导标在左转弯道上的效果最好,设置3块单箭头线形诱导标在右转曲线上的效果最好;对于单箭头线形诱导标的设置数量,在弯道长度允许的情况下应满足驾驶员视线范围内至少3块,在条件受限的情况下满足驾驶员视线范围内至少两块,且应设置在曲线起点处,设置间距宜为15 m;对于小半径回头弯,仅在左转曲线上设置3块单箭头线形诱导标能够使驾驶人在进入弯道前降低速度到30 km/h以下,在小半径回头弯上单独设置线形诱导标并不能起到足够的警示效果,不能使驾驶人采取适宜的速度及车道位置通过。最后对小交通量农村公路线形诱导标的设置及进一步研究提出了建议。
  • 交通工程
    协同自适应巡航控制环境下车辆轨迹数据重构方法
    丁深圳, 陈旭梅, 傅泽新, 于雷
    2023, 40(8): 154-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.021
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    针对国内尚缺乏协同自适应巡航控制环境下的车辆轨迹数据集,且现有轨迹重构方法存在处理单一、缺乏实测数据验证等问题,设计了协同自适应巡航控制环境下交通流视频数据采集试验并组织实施。所采集的视频数据包含调研路段所有非自动驾驶车辆行驶信息以及3辆自动驾驶车辆的行驶信息,基于视频识别技术对所采集视频进行提取,获得了原始车辆轨迹数据。针对原始车辆轨迹数据深度分析了误差来源,融合拉格朗日算法与卡尔曼滤波理论,设计了两步轨迹数据重构方法。识别速度和加速度异常值并反向修正了车辆位置数据,直至速度和加速度都在正常范围之内,实现了对数据集异常数据的插值替换以及降噪处理。最后,基于车辆实测数据对重构后的轨迹数据进行了验证,以避免出现降噪不足或过拟合现象。结果表明:两步轨迹数据重构方法能够有效修正原始车辆轨迹数据并保留原始数据的结构特征;通过对插值效果进行分析发现,受原始数据时间粒度影响,拉格朗日3次插值比5次插值收敛速度更快,因此,应结合数据特征与计算工作量确定拉格朗日次数;通过对卡尔曼滤波效果进行分析发现,观测噪声协方差与系统噪声协方差比值对重构误差产生影响,该比值的确定应满足误差要求,且避免出现车辆轨迹数据重构过拟合现象。
  • 交通工程
    基于事故案例的危险品道路运输干扰源分析
    高珊珊
    2023, 40(8): 163-169,176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.022
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为了研究引起危险品道路运输事故发生和发展的干扰源之间的联系,通过事件链和复杂网络的方法,建立了危险品道路运输事故干扰源网络, 发现了影响危险品道路运输事故发生和发展的关键因素。首先,通过媒体报道和互联网网站收集和整理了2005-2021年162起交通事故案例,形成事故案例数据库,按照干扰源之间的因果关系整理事故案例事件链。然后,融合所有事件链,形成危险品道路运输事故干扰源网络。使用Pajek软件绘制了网络图,计算了网络平均路径长度和聚类系数,分析了网络整体拓扑特性。最后,根据节点的度数中心性、介数中心性等个体特征,将网络中的节点分为原因节点、中间节点和边缘节点,分析了3类节点在网络中的地位,并分别给出了控制策略。结果表明:危险品道路运输事故干扰源网络具有较小平均路径长度和较大聚类系数,具有小世界特性,这增加了危险品道路运输事故的处理难度和风险预测及控制难度;原因节点和中间节点中的主、客观因素是管控网络的重点,加强事故前原因节点的控制和事故中中间节点的控制,能够有效减少事故发生,降低事故发生之后所带来的损失;加强人员培训和规范管理是减少事故发生和发展的主要途径。
  • 交通工程
    基于识别视距的互通式立交分流区竖曲线最小半径研究
    潘兵宏, 李成财, 周锡浈
    2023, 40(8): 170-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为减少互通式立交分流区事故数,提高分流区道路运行安全性,考虑识别视距在分流区的重要性,提出了满足识别视距的分流区主线竖曲线最小半径计算模型与推荐值。计算模型中假定道路中线竖曲线半径与识别视距曲线一致,在几何理论分析的基础上,分别考虑了凹形竖曲线、凸形竖曲线两种不同的情况。凹形竖曲线分别考虑了夜间车照前灯与跨线构造物两个控制因素,凸形竖曲线则考虑视线将受到竖曲线最高顶点处的遮挡为控制因素,从而提出了基于识别视距的分流区主线竖曲线最小半径计算模型。结合《公路路线设计规范》相关指标的推荐值,基于分流区主线竖曲线最小半径计算模型,推算得到了满足识别视距的凹形竖曲线与凸形竖曲线的最小半径推荐值,并与《公路路线设计规范》的竖曲线最小半径规范值进行了对比。结果表明:凹形竖曲线的最小半径受夜间行驶时的车照前灯控制,满足车照前灯控制的夜间行驶所需要的凹形竖曲线最小半径均大于满足跨线构造物所需求的凹形竖曲线最小半径值; 互通式立交区主线满足同等的推荐识别视距的凸形竖曲线半径比凹形竖曲线半径大得多,互通式立交范围内主线应尽量采用凹形竖曲线,采用凹形竖曲线相对于凸形竖曲线更有利于识别高速公路出口。
  • 交通工程
    基于逻辑回归的老年行人事故致伤因素研究
    刘朱紫, 赵云龙, 邹铁方
    2023, 40(8): 177-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为了更好地了解老年行人交通事故的特征以及致伤因素,通过网络渠道收集到了事故过程清晰并且完整的166例老年行人车辆碰撞事故视频,并采集了事故时间、地点、道路干湿度、车辆类型、车辆运动轨迹、行人运动学响应及损伤情况等事故信息。166例事故案例中,获得了105例老年行人轻伤、重伤以及死亡的损伤信息。依托所采集到的有效事故数据,通过统计、逻辑回归等方法进行了分析。结果表明:事故多发于白天的无人行道、路面干燥、光照充足处,轿车处于直行状态、车速集中在20~40 km/h,对于行人的碰撞位置主要为侧碰,但碾压事故亦占一定比例; 老年行人多为男性、处于行走状态并且在事故中很少对碰撞做出反应; 老年行人在通过道路中心线后的事故率明显降低,在未过道路中心线前碰撞发生在道路中部的概率最高;当老年行人头部首先触地时、超低车速(<20 km/h)下、驾驶员在碰撞发生前无反应时、碰撞发生在靠近人行道与/或道路两侧区域时、光照不充足时,更有可能发生重伤以上事故; 在事故车辆左转弯过程中,由于冲突点过多及车辆A柱遮挡等导致的事故发生率明显高于车辆右转弯过程,车辆低速下的碾压也比较容易对老年行人造成严重的伤害。
  • 交通工程
    机动车礼让行人心理归因建模分析
    王超, 顾永恒, 何也, 汪勇杰
    2023, 40(8): 185-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    结合我国机动车礼让行人实际现状,为缓解人车交互频繁的人行横道机动车不礼让行人引发的城市道路交通事故问题,在界定机动车驾驶人礼让驾驶行为内涵的基础上,采用主成分分析法,提炼出了用于研究的影响因子。基于扩展知信行理论,补充"个体特征"作为调解变量,探讨了"调解变量(个体特征)"对"自变量(主观认知、行为规范)"和"因变量(驾驶行为)"的调解效应。构建了机动车驾驶人的礼让行为决策逻辑模型,探讨了个体特征、主观认知、行为态度对驾驶行为的影响关系。通过城市交通管理部门的网络管理平台进行了线上问卷精准推送,最终获得了有效样本为5 927份。对调查数据进行了相关性分析,并对相关变量进行了回归分析,得到了驾驶行为的回归方程,确立了线性关系。通过分析样本的性别、年龄、受教育程度以及月收入水平4个维度,进行演化博弈分析。基于人车交互关系,构建了机动车与行人的经济损益演化关系,进而探讨了机动车礼让行人心理归因。结果表明:机动车驾驶人的受教育程度越高,其主观认知越理性,越容易采取礼让行为;收入水平较高的驾驶人持有较为安全的驾驶态度,更易采取礼让行为;而年轻男性驾驶人的不礼让行人倾向最高。
  • 交通工程
    基于车联网数据的商用车行驶工况构建方法
    薛玉强, 蒋荣超, 郑旭光
    2023, 40(8): 192-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.026
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    针对经典驾驶循环工况曲线无法真实反映国内商用车运行工况特征,导致整车动力系统与实际运行工况不符,产生动力不足及油耗高等问题,以石家庄至太原的一条重型商用车运输路线为研究对象,基于车联网获取了车辆行驶数据。采用平均速度法将建立的片段数据库进一步划分为低、中、高速3类,分别对这3类进行了2次片段切割并计算了各类片段特征参数值。利用主成分分析法对各短行程片段的特征参数进行了降维,选取能够代表主要信息的主成分,利用聚类分析法将各短行程片段进行了分类处理。根据每一类片段所占时间比例确认各类中需要选取的片段数,选择相关系数较高的片段,构建了一条基于真实场景的商用车行驶循环工况曲线。结果表明:通过与NEDC和FTP-75等工况的对比分析发现,匀速时间比例、怠速时间比例及平均速度存在较大差异,说明车辆行驶环境和车型对车辆的行驶工况影响较大;石家庄至太原的商用车行驶工况相较国内外典型工况有自己独特的特征;与实际采集数据特征参数值对比,所研究工况误差较小,验证了该工况更符合实际道路行驶工况及该工况构建方法的可行性,对特定地区、特定路线重型商用车行驶工况的开发具有重要意义。
  • 交通工程
    编解码无损压缩技术与5G实时传输技术在高速公路收费中的应用研究
    孙德彬, 汪林, 张秉皓, 谢金鑫
    2023, 40(8): 199-206,221. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.027
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    为有效提升高速公路门架系统中高清抓拍系统数据的深度应用,实现高速公路应收通行费与拆分通行费之间的海量数据对比,实现快速采集用户车辆逃缴、少缴通行费证据链信息的业务目标,基于编解码无损压缩技术与5G实时传输技术的融合应用,通过门架车辆抓拍图片的标准化生成海量图片信息的大规模汇集,车辆特征信息的AI识别组合,建立一套面向高速公路经营业主的收费业务稽核信息化技术框架。该技术框架基于ETC门架上高清视频抓拍系统。首先,在门架端将车辆前拍摄像机、后拍摄像机、侧拍摄像机抓拍的图片数据进行边缘计算融合,生成车辆行经门架的前视、后视、侧视标准三视图片,通过编解码无损压缩技术对标准三视图和视频信息进行高压缩比无损压缩。其次,利用5G实时通讯技术实现图片、视频信息的云端同步传输,提升数据交互效率。最后,通过构建信息汇聚的云端数据平台,实现海量图像、视频数据在云端的AI分析与整合应用,从而达到支撑高速公路经营单位维护通行费收益、确保路网通行秩序的管理目标。结果表明:技术框架的可行性及效果得到了验证,实现了低成本条件下的边缘计算数据融合,海量图视数据传输效能提升以及云端数据快速整合应用。
    • 城市交通
  • 城市交通
    建成环境对常规公交空间公平性的非线性影响
    李武, 戢晓峰, 陈方, 刘传颖
    2023, 40(8): 207-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.028
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    为揭示显著影响常规公交空间公平性的建成环境因子及其有效范围,建立了交通分析区尺度的常规公交空间公平性测度模型(空间排斥指数模型)。融合常规公交网络和城市POI等多源数据,通过Voronoi图、网络分析等方法测算了昆明市主城5区949个交通分析区的建成环境3D(密度、距离、多样性)因子和基于可达性的公交空间排斥指数。使用梯度提升树(GBDT)模型拟合了建成环境因子与常规公交空间公平性之间的复杂关系,并与多元回归模型结果进行了对比。基于变量重要度方法和偏依赖图揭示了建成环境因子对常规公交空间公平性的影响。结果表明:SEI模型可以反映每个交通分析区的交通公平情况,能够在研究区域上辨识交通可达性的劣势范围; 与经典的线性回归模型相比,非线性的GBDT模型具有更高拟合优度和解释力; 建成环境与公交空间排斥指数之间具有复杂的非线性关系,建成环境在影响常规公交空间公平性的过程中呈现出明显的阈值效应; "距离"指标(44.01%)和"密度"指标(43.89%)的影响大于"多样性"指标(12.08%),行政中心邻近度(31.567%)、居住密度(18.917%)和公交站点密度(13.846%)是建成环境层面影响交通公平的关键要素。研究结果可为基于土地利用和空间规划的交通公平改善策略制订提供参考。
  • 城市交通
    早高峰公共交通廊道的均衡模型和算法
    余月, 石超峰, 张玺
    2023, 40(8): 214-221. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.029
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为了刻画早高峰公共交通乘客的动态出行行为,揭示出行时间均衡分布规律,缓解通勤廊道拥挤状态,研究了早高峰公共交通廊道的均衡模型和算法,建立了时间资源配置均衡模型并分析了均衡的等价性条件。将乘客分为有座位和无座位2类,将公共交通廊道视为一个时空网格网络,其中运载工具的时空轨迹可以表示为多条垂直和水平连接的路径。考虑因车厢拥挤而产生的乘客不满意度,建立了通勤者出行的广义成本函数,得到了时空网格网络流均衡条件与公共交通廊道问题均衡条件之间的等价关系,进而基于方向搜索法给出了一种求解公共交通廊道均衡模型的算法。以重庆轨道3号线为例,验证了模型和算法的可行性和有效性。结果表明:时空网络均衡和公共交通廊道出行时间选择的均衡本质上是一致的,因而网络均衡的计算分析方法同样适用于公共交通廊道出行时间选择均衡的计算;在早高峰时段的公共交通时空网络中,每位通勤者都面临着拥挤效应成本和早到惩罚时间成本之间的权衡,通勤者出发时间的选择是影响出行成本的重要因素之一,以通勤者住宅地与工作区的距离划分,拥挤成本对职住距离较远的通勤者影响更大,早到惩罚成本对职住距离较近的通勤者影响更大。
  • 城市交通
    基于符号传播理论的城市指路标志版式认知研究
    朱荔, 熊坚
    2023, 40(8): 222-230. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.08.030
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    为了提升城市指路标志的易读性和易解性,从驾驶人对指路标志版式的认知需求出发,以城市中最常见的十字交叉口指路标志为研究对象,搜集并分析了全国31个省会和直辖市的指路标志及相关标准,归纳得出了国内目前主要存在的2种不同的指路标志版式,即上海版式和北京版式。在此基础上,基于符号传播理论,提出了更符合驾驶人认知需求的城市道路指路标志版式,即优化版式。为验证优化版式的有效性,构建了版式认知心理学测试平台,开展了受试者对相关指路标志的认知试验,获取了上述3种道路指路标志版式的认知时间和错误率,并解析了各版式的错误致因。最后,考虑不同版式的认知需求、错误率及错误致因,从交叉口指向图案、路名走向和路名位置关系3个方面得到了满足驾驶人认知需求的合理版式编码规则。结果表明:指路标志的认知时间随学习次数的增加显著降低后保持稳定,认知错误率和各错误致因的概率则随学习次数的增加而降低;基于符号传播理论改进的指路标志优化版式的认知性最高,在不同学习状态下的认知时间和错误率更低。所提出的符合认知需求的城市道路指路标志版式编码规则可为城市道路指路标志的设计及优化提供理论参考。