期刊简介
期刊名称： 公路工程
创办日期： CreateDate
主管部门： masterDepart
主办单位： masterUnit
刊期： 双月
电话： 0731-85221546
Email： glgczz@163.com
国内统一刊号(CN)： 43-1481/U
国际标准刊号(ISSN)：1674-0610
融合市政公用设施的电动汽车充电设施布局建模
孙小慧;米玉梅;冉晋;针对电动汽车充电设施与充电需求在时空上的供需不匹配问题，特别是土地资源对城市中心区域新建充电设施的制约问题，从资源整合利用的角度构建融合市政公用设施的电动汽车充电设施布局模型，并以上海市浦东新区为例，采用NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)算法得到充电设施布局方案，同时将其与未融合市政公用设施的布局方案进行对比。结果表明：同时兼顾运营商与用户利益的布局方案不仅可提高充电设施覆盖率，也可服务更多的充电需求，该方案共在31个新建充电站、612个扩建充电站、74个合建充电站增设23 741台充电桩；融合市政公用设施的电动汽车充电设施布局方案在投资增加0.33%的情况下，服务用户充电需求量增加22.41%,用户前往充电设施点的时间减少10.73%;总投资成本的增加主要是因充电桩数量增加0.22%而产生的建设成本，实际上土地成本减少了32.24%。
基于静动力特性的中小跨径桥梁损伤智能识别研究进展
揭志羽;郑浩;彭晶亮;随着我国中小跨径桥梁数量的持续增长，结构损伤与老化问题日益突出，亟须发展高效、精准的损伤识别方法以保障运营安全。基于静动力特性的传统损伤识别方法虽可实现损伤定位，但易受噪声干扰、传感器布设稀疏及对微小损伤敏感度低等因素制约。机器学习方法(如反向传播神经网络BPNN、支持向量机SVM、树模型等)在抗噪性与多损伤识别方面展现出显著优势，与粒子群优化算法(PSO)、遗传算法(GA)、改进鲸鱼优化算法(IWOA)等结合后，模型精度进一步提升；部分方法在噪声≤20%时仍能准确定位损伤。深度学习模型(如卷积神经网络CNN、深度信念网络DBN、Transformer、图卷积神经网络GCN等)通过自动特征提取与迁移学习，在低损伤与强噪声环境中表现尤为突出，部分模型在50%噪声和测点稀疏下识别精度仍高于77.8%。然而，现有智能方法仍面临模型可解释性弱、实测数据匮乏、泛化能力不足及与力学机理融合有限等问题。未来研究应聚焦于多源数据融合、小样本学习、物理-数据混合驱动模型及轻量化算法开发，推动损伤识别技术向实际工程应用与智能化方向发展。
ECC多裂缝开裂行为的模拟与表征
孟震冬;徐松;王晓威;为模拟高延性混凝土(ECC)的多裂缝开裂行为，通过单轴拉伸和抗压强度试验确定了不同聚乙烯(PE)纤维掺量(0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%)的ECC的拉伸与抗压本构模型，并利用ATENA构建ECC梁四点弯曲试验有限元模型，模拟荷载作用下ECC的多裂缝开裂过程，分析不同PE纤维掺量对ECC最大裂缝宽度、累计裂缝宽度、裂缝集中系数(η)的影响规律。结果表明：ECC梁在四点弯曲作用下裂缝主要分布于两加载点之间的纯弯区，在纤维桥接作用下逐步形成多条细密裂缝，表现出明显的应变硬化及多裂缝发展特征。当纤维掺量由0.25%提高至0.75%时，裂缝最大宽度由0.328 mm降低至0.18 mm,降幅约为45%,η显著减小，并在0.75%纤维掺量下达到最小值，表明纤维掺量为0.75%时，裂缝分散效果最优、裂缝控制能力最好。当纤维掺量大于0.75%时，η先增大后减小，表明继续提高纤维掺量并未进一步提升裂缝分散均匀性，裂缝控制能力提升有限。
基于离散元法的半柔性路面材料细观接触行为分析
胡静;为探究水泥基灌浆料对半柔性路面材料细观结构的优化机制及其与宏观性能之间的内在联系，基于离散元法构建了“集料-沥青砂浆-水泥灌浆料”三相三维细观模型，通过单轴压缩试验对模型参数进行标定，并系统对比了灌浆前后材料的宏观力学响应、接触网络演化、力链分布及损伤模式。结果显示，灌浆后材料的峰值应力由3.353 MPa升至8.333 MPa,增幅为148.5%。单轴压缩应力-应变曲线也随之改变：灌浆前呈现“缓慢增长—缓慢衰减”的弱承载形式，灌浆后则出现“弹性增长—峰值平台—缓慢衰减”的三阶段特征。在细观层面，水泥基灌浆料填充了基体连通空隙，初始接触数增至灌浆前的6.66倍，平均接触数从0.989增加到2.731;力链从孤立点状演变为贯通的三维网络，接触组构各向异性系数从0.21增加到0.46,传力方向向主应力轴集中，荷载传递能力得到明显提升。损伤机制也发生了改变，基体以剪切滑移为主，灌浆后成为拉伸与剪切协同作用，且失效由突发性失稳转为渐进式损伤。细观参数与宏观力学性能的上述对应，揭示了半柔性路面材料“刚柔协同”承载增强的机制。
新型UHPC填充钢-混结合段多尺度力学分析
夏昌;王卿;赵华;卢江波;为研究超高性能混凝土(UHPC)填充钢-混结合段的力学性能，以主跨168.5 m的连续刚构桥为工程背景，建立了整体-局部多尺度有限元模型，计算并分析了设计荷载作用下关键部位的应力分布特征，同时探讨了填充普通混凝土对结合段受力性能的影响规律。结果表明：在最不利工况下，钢-混结合段的传力机制高效平顺，关键部位的应力水平均满足规范限值要求；钢箱梁过渡段的最大Mises应力为178 MPa,结合段区域的最大Mises应力为220 MPa;扣除预应力钢束锚固断面及局部应力集中效应后，UHPC填充区域的最大主拉应力低于6 MPa,最大主压应力低于25 MPa;与普通混凝土相比，UHPC显著提升了钢-混结合段各构件的协同工作性能，有效降低了关键部位的应力响应水平。
基于动态贝叶斯网络的高速公路施工安全风险评估与致因诊断研究
刘旦良;杨飞;巢万里;王祺顺;施工安全风险的动态演化与多因素耦合是高速公路施工安全管理中的核心难题。为更有效地实现风险态势的动态追踪与致因诊断,引入云模型实现连续型指标的软离散化与专家经验的概率转化,建立了基于动态贝叶斯网络的风险推理模型,以衡永高速公路支架脚手架坍塌风险为工程背景,设计了隐患整改闭合、隐患持续恶化与良好管理基准3种典型场景进行系统性验证。结果表明:在隐患持续恶化场景下,坍塌事故风险概率从基准水平经4个时间步累积后达到约23.8%,且上升趋势未出现收敛迹象;灵敏性分析表明,支架脚手架搭设验收、危大工程专项方案审查及安全隐患排查治理闭合情况为排名前三的关键风险因子;后向诊断进一步厘清了事故发生的完整致因传导链条。该模型可为高速公路施工安全风险的动态预警与精准管控提供量化决策支持。
高铁沿线高陡边坡危岩崩塌运动特征及防护技术数值模拟研究
张俊平;杜云;周佳慧;宁亦凡;肖源杰;针对我国中西部高速铁路沿线复杂地形条件下的危岩落石灾害问题，系统研究了落石运动机制、能量特性及其拦挡结构设计与效果评估。基于运动学和动力学原理，对落石的飞行、碰撞和滚动三种基本运动模式进行理论建模与参数解析，引入法向恢复系数、切向恢复系数及滚动摩擦系数等关键参数，量化分析其对落石运动轨迹与能量衰减的影响。通过数值模拟试验，探究了斜坡高度与坡度对落石能量的显著影响，并依据不同斜坡条件，设计并评估了拦石墙、拦石网和落石槽等多种拦挡结构，结果表明：在相似坡面形态下，斜坡高度越高、坡度越大，落石动能越大，破坏性越强；陡坡条件下拦石墙防护效果最佳但施工难度较大，缓坡条件下落石槽更具经济合理性。研究成果为高速铁路沿线危岩落石灾害的精准防治提供了理论依据与技术支撑，可为相关防护工程设计及灾害预警提供科学参考。
钢桁梁正交异性钢桥面板疲劳性能分析与构造参数优化
柳正;李钊;秦桂芳;谢钦建;姜远根;张吉勇;戴理朝;陶逸豪;为进一步提升钢桁梁正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,以金烽乌江大桥钢桁梁的标准梁段为研究对象,根据Johnson-Cook模型,定义钢材弹塑性力学行为,以矩形均布荷载模拟车辆荷载,通过选取桥面板与U肋、桥面板与纵梁、桥面板与次横梁的交接处为应力路径,利用最大应力、最大竖向位移等参数表征钢材耐疲劳性能,研究了车辆荷载作用下钢桁梁正交异性钢桥面板的构造参数优化。结果表明:所建立的模型能准确地模拟车轮荷载作用下桥面板的疲劳受力特征。通过增大次横梁、桥面板、U肋厚度均可提升正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,综合考虑优化效率和耐疲劳性,推荐采用20 mm厚的钢桥面板、16 mm厚的次横梁和8 mm厚的U肋;考虑到经济性和下部结构受力状态,在提升桥面板抗疲劳性能时,应优先增加桥面板厚度。
基于无人机倾斜摄影—LiDAR融合的岩质边坡节理识别与失稳风险评估
袁昕;易金华;胡帆;张黔丰;朱豪;针对单一倾斜摄影点云易出现模型缺失与局部畸变、单一LiDAR点云对结构边界表达不足及融合点云存在异密度特征等问题，提出一种面向异密度融合点云的岩质边坡节理面识别与失稳风险评估流程。首先，利用无人机获取倾斜摄影影像和LiDAR点云数据，在地面控制点约束下结合ICP算法实现两类点云的精确配准与融合建模；其次，采用多尺度PCA法向估计、法向一致性区域生长、密度自适应DBSCAN聚类和RANSAC平面拟合相结合的方法，实现边坡节理面的自动识别及节理产状参数提取；最后，基于优势节理组统计结果开展失稳模式判别和风险评价。结果表明：融合点云密度达到900～1100点/m2，共识别出5组优势节理组，揭示了边坡节理面的空间展布特征及其对平面滑动、楔形滑动和倾倒破坏的控制作用。该流程充分利用了倾斜摄影纹理信息与LiDAR几何信息的互补优势，可为岩质边坡灾害识别与风险评价提供技术参考。
钛酸酯偶联剂改性玄武岩纤维对沥青及沥青混合料性能的影响与作用机理研究
郭洪军;黄超;杨永利;张长弓;郑俊飞;任东亚;为研究钛酸酯偶联剂改性玄武岩纤维对沥青及沥青混合料性能的影响，利用扫描电镜与傅里叶红外光谱研究改性纤维的微观形貌与化学组成，采用物理性能试验与动态剪切流变试验分析沥青胶浆性能变化，并结合马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲及水稳定性试验评价混合料路用性能。结果表明：钛酸酯改性显著提高玄武岩纤维表面粗糙度及界面活性，增强其与沥青的黏附作用；随着改性玄武岩纤维掺量增加，沥青胶浆针入度降低、软化点升高、延度减小，流动性降低而抗变形能力增强；同时，高温变形恢复能力显著提高、疲劳寿命明显延长，低温抗裂性能及水稳定性得到有效改善，整体性能明显优于未改性纤维。改性玄武岩纤维掺量在06%时沥青混合料性能最优。
计算箱形梁桥剪力滞效应的比拟杆法
程翔云,汤康恩本文应用航空结构力学中的加劲板理论来分析箱形梁桥的剪力滞效应问题,并对文献[4]中若干公式作了改进,使之更带有一般性,适用于常用带双悬臂翼缘箱截面梁的分析。在求解高阶微分方程组时,采用了样条(Spline)函数逼近法,并把计算结果与用有限条法及变分法的分析结果进行了比照,均符合较好。
由沉降量控制桩竖向极限承载力的分析
房卫民,赵明华,苏检来通过对基桩承载机理的理论分析及部分工程实测Ｐ－Ｓ曲线的分析，提出三折线桩侧阻荷载传递函数模型，在此基础上，导得了基桩受力过程中荷载－沉降曲线的理论解。提出了由沉降量确定基桩竖向极限承载力的计算公式。工程实测结果表明，本方法具有较好的实用性
既有桥梁可靠性的综合评估方法
禹智涛,韩大建对既有桥梁可靠性进行全面合理的评估 ,可以为桥梁的管理和维修加固决策提供科学的依据。研究了既有桥梁可靠性的多级模糊综合评判方法 ,建立了综合评判的基本框架 ,并提出了对评判中的有关参数进行修正的方法。利用本文的方法对一座既有钢筋混凝土桥梁的可靠性进行了综合评估
考虑土拱效应的抗滑桩合理桩间距分析
赵明华;陈炳初;刘建华;桩间距是抗滑桩设计的一个重要指标,现行的工程设计计算中尚未考虑土拱效应的影响。在分析了土拱效应形成机理的基础上,引入了拱轴线成抛物线的假定,依据抗滑桩被动受力的特点,假设拱轴线起点切线的倾角β=π/4+/2,综合考虑土拱静力平衡条件和强度条件,建立出合理的桩间距计算方法,得出了一个符合工程实际的半经验公式,使设计计算更为合理。
高速公路饱和路段动态应急车道开放决策模型研究
杨阳;刘强;石英杰;随着全国经济水平的提升，高速公路交通通行流量不断增加，节假日高峰期间，交通大流量已呈现常态化，由于流量增加导致的高速公路拥堵现象也日益频繁。动态应急车道借用(Hard Shoulder Running)已成为国内外缓解具备饱和流量瓶颈服务水平骤降的重要途径，目前国际上对该技术主要是静态分时段、分车型来完成的，并非为最佳控制箱。因此从沪宁高速大流量路段现状交通流运行的时空特征出发，首先对交通拥挤状态进行分级并以此提出了动态应急车道开放决策模型；构建交通流中断概率模型，利用历史数据分析法对沪宁高速大流量路段一整年车流运行数据进行统计分析，并以此确定动态应急车道开放决策阈值，包括速度与交通流量阈值；最后通过沪宁高速智慧管控系统平台的应用验证了决策模型的有效性。
高速公路收费站通行能力分析
廖固;高等级公路收费站的通行能力直接影响着路段通行能力,从而在总体上制约着公路的交通运行状况。因此提高高等级公路收费站的通行能力和服务水平,是改善高等级公路通行能力及服务水平的有效方法。本文根据高等级公路收费站交通流特性的分析,建立了收费站的排队模型,计算出了同一条车道在不同比例下的ETC车辆条件下和多车道情况下不同条数ETC车道的收费站的通行能力。
再生混凝土研究现状及研究建议
朱红兵;赵耀;雷学文;阳桥;再生混凝土是利用废弃混凝土加工成的再生骨料配制成的混凝土,它可以实现废弃混凝土的资源化和减量化的处理原则,能起到保护环境和节约资源的作用,该技术的推广应用具有明显的社会效益。通过研读一定量的国内外文献,对近年来再生骨料混凝土技术的研究进展进行对比分析。主要包括再生骨料的生产工艺、使用性能、配合比、变形性能、耐久性、早期强度、结构性能等。研究表明,再生混凝土能够从技术上根本解决废弃混凝土的出路,再生混凝土与普通混凝土存在的差异需要进行深入研究。针对再生混凝土技术问题,分析提出再生混凝土进一步研究所面临的问题。
高速公路收费广场收费车道配置研究
吴春雷;常玉林;为建设合理规模的高速公路收费车道提供科学的理论依据,运用流体力学模拟理论和排队论建立了车辆通过收费广场的延误时间模型。以车辆通过收费广场的总延误时间作为目标函数,总延误时间最小即收费车道个数最优。在进入过渡段和离开过渡段将车流比拟为流体,通过交通流量、交通流速、交通流密度三者间关系宏观描述车流聚集和消散的过程。对应于第2阶段,依据排队论的基本原理,建立关于收费车道个数的模型。然后建立总延误时间关于收费车道个数n的函数,通过表格和图形直观地得到最优的收费车道设置个数。流体力学理论建立的延误时间模型为收费广场收费车道配置提供了计算依据。
基于ABAQUS的修正Burgers蠕变模型二次开发
付凯敏;黄晓明;通过蠕变有限元理论及实现方法研究,借助ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,二次开发出修正Burgers蠕变模型子程序。之后对单轴蠕变试验进行数值模拟,对比分析了ABAQUS自带时间硬化蠕变模型和自编修正Burgers蠕变模型的优劣。研究证明本次编写的修正burgers蠕变UMAT子程序能够正确区分沥青混合料的粘弹性变形,弥补了ABAQUS自带蠕变模型的不足。
