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
阴离子乳化沥青成型与稳定机制的粗粒化分子动力学研究
游凌云;王振博;谢慧军;李雄杰;采用粗粒化分子动力学(CGMD)模拟方法，系统地研究了阴离子乳化剂对乳化沥青形成与稳定性的影响，旨在为乳化沥青材料的优化设计提供理论依据。首先，基于Martini力场构建了水分子和阴离子乳化剂的粗粒化模型，验证了所用力场在描述该类体系中的可靠性与适用性。在此基础上，构建了乳液/沥青/乳液两相三层界面模型，以更真实地模拟乳化沥青的形成与稳定过程。研究发现，剪切速率和乳化温度对乳化沥青的形成具有显著影响。通过模拟不同剪切速率下的乳化过程，确定了0.000 5 ps-1为最佳剪切速率，此时乳化沥青的界面张力达到最小值，有利于形成稳定的乳化沥青。在乳化温度方面，研究发现85～90℃(对应沥青加热温度为150℃)为理想范围，该温度下沥青与水的界面张力最小，乳化沥青的形成最为稳定。在乳化剂种类对稳定性的影响研究中，研究选取了4种常见的阴离子乳化剂，从界面张力、界面生成能、组分浓度分布与界面厚度及扩散系数4个方面综合评估其对乳化沥青稳定性的作用。结果表明，十二烷基磺酸钠(SDSN)乳化剂在降低界面张力、减少界面生成能、增加界面厚度和提高扩散系数方面表现最为出色，能显著提升乳化沥青的稳定性。
蓄盐木质素纤维沥青混合料除冰性能和微观结构研究
宋卫民;范钰鑫;吴昊;周应华;评价了掺入蓄盐木质素纤维的沥青混合料的盐分释放能力，探究了蓄盐木质纤维与商品抗凝冰材料(SG)的除冰能力，并对比了不同冻融次数下蓄盐木质素纤维沥青胶浆微观结构的变化。通过电导率试验、融冰率试验、多次冻结试验及SEM电镜扫描进行分析，结果表明：蓄盐木质素纤维的溶液电导率随时间呈现“慢-快-慢”这3个阶段的变化情况。对于同一抗凝冰材料，蓄盐沥青混合料的融冰率随掺量的增多而增大。相比于50%替换量，100%替换的蓄盐纤维沥青混合料的融冰率增长了89.7%,而100%替换的SG沥青混合料的融冰率增长了111.3%。在多次冻结试验中，蓄盐沥青混合料的单次电导率值随冻结次数的增加而逐渐下降。当多次冻结试验的冻结次数进行到第6次时，相比于50%替换，100%替换的蓄盐纤维及SG沥青混合料的累计电导率分别增长了88.9%、94.1%。蓄盐木质素纤维沥青胶浆在冻融作用后，胶浆表面会形成凹坑、孔洞及残留盐分聚集。随着冻融次数的增加，胶浆表面微观的凹坑和孔洞会转化成宏观的坑洞和褶皱，这表明蓄盐沥青胶浆受到水损作用的影响相比于普通沥青胶浆大。
降雨对湿陷性黄土邻坡风电塔基桩-坡体系影响研究
柴少波;范康凯;赵琅;于正平;高志华;针对降雨对湿陷性黄土邻坡风电塔基桩-坡体系影响问题，运用ABAQUS有限元软件，建立邻坡风电塔基桩-坡体系数值模型，系统分析了不同降雨强度下桩基摩阻力与沉降的变化规律；针对最不利的暴雨工况，深入分析了边坡的孔隙水压力、饱和度、等效应力和变形的变化规律，并基于最大信息系数(MIC)方法，定量评估了边坡力学与变形特征对桩基沉降的影响。结果表明：降雨强度增大，桩基负摩阻力随之增大，正摩阻力则相应减小，桩基最大沉降量随降雨强度增大呈递增趋势，暴雨工况下的桩1最大沉降量达到了1.358 mm;降雨入渗导致边坡孔隙水压力、饱和度、等效应力、沉降、水平位移及桩基沉降均增大，降雨停止后呈现不同程度回弹。坡高越大，孔隙水压力、沉降和水平位移增幅越大，但饱和度增幅越小；MIC相关性分析显示，暴雨工况下桩基沉降受边坡多种因素的综合影响。其中，坡脚孔隙水压力MIC值达到了最大0.828,表明其对桩基沉降的影响最为关键。研究结果为湿陷性黄土地区风电塔机基础设计与施工提供理论依据，以保障风电塔机在复杂地质环境下的安全稳定运行。
大件运输车辆自偏心对独柱墩曲线桥梁倾覆性能影响分析
周广进;苏巨峰;王鹏琪;张亚军;程高;大件运输车辆通过曲线梁桥时，挂车会随着牵引车的转动而发生偏移，各车轴不会持续在同一曲线上行驶，从而产生车辆自偏心。若不考虑自偏心，简单将大件运输车行驶中心线放置于最不利偏载位置，进行大件运输车辆作用下桥梁抗倾覆性能计算分析，车辆自偏心将导致实际情况与理论假定有较大偏差。分析了大件运输车辆的理论行驶轨迹，推导出大件运输车辆自偏心距离的计算公式，并采用AutoTURN软件对车辆在道路中心线行驶路径进行模拟分析，得到了大件运输车辆实际的偏载位置。以车辆行驶位置、桥梁曲率半径和车辆总轴长为变化参数，对比分析了是否考虑自偏心对桥梁抗倾覆性能的影响。结果表明：自偏心对桥梁抗倾覆性能有显著影响；一般情况支座反力变化27%,桥梁抗倾覆稳定系数变化20%,进行独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能分析时，不考虑车辆自偏心距离所得结果相对保守。
岩沥青改性沥青的研究进展
高英力;赵福意;廖美捷;朱俊材;李威;天然岩沥青是生物残骸与岩石经过亿万年沉积和演变形成的沥青类物质，因其与基质沥青具有良好的相容性，以及储量丰富、易于处理、改性高效等优点，常作为沥青改性剂应用于道路工程中。研究系统地探讨了天然岩沥青在沥青改性中的应用，分析了不同岩沥青改性沥青的制备工艺、改性效果及其改性机理。对比了在最佳掺量下不同类型的岩沥青改性沥青对基质沥青高温稳定性的改善效果，以及对基质沥青低温抗裂性的劣化影响。总结了影响岩沥青改性沥青储存稳定性的几种因素，深入分析了岩沥青改性沥青的改性机理，通过谱学分析法和微观形貌分析法等方法探明了岩沥青对基质沥青的改性类型。最后，综述了岩沥青与不同改性剂的复合改性效果，并提出了提升岩沥青改性沥青综合性能的改性方法，为岩沥青改性沥青在实际工程中的应用提供了理论支撑。同时，对岩沥青改性沥青未来的发展趋势进行了预测和展望。
膨胀土地基双隧道开挖对临近群桩影响的离心模型试验及数值模拟研究
匡波;邵羽;孙朋雷;隧道开挖将导致周围土体应力及位移的变化，进而影响临近建筑物桩基服役性能。本研究采用三维离心模型试验和三维有限单元法，研究了膨胀土地基中不同埋深双隧道开挖对群桩承载性能的影响，其中分别开挖的双隧道分居群桩两侧，且控制地层损失比为2%，根据隧道与桩的相对位置设计4种工况，隧道中轴线与桩身中段位于同一水平位置（MM)、隧道最底端与桩端齐平（FF）、隧道中轴线与桩端齐平（TT)、隧道顶部位于桩体下部一定距离（BB)。研究结果表明：膨胀土地基中双隧道开挖引起的地表沉降与Peck高斯分布曲线较为吻合，地表最终沉降槽可视为单各隧道作用的沉降叠加；相对其他工况，BB工况下桩顶沉降、承载能力损失率最大，其值分别为5.51%dp（单桩直径)、90.2%；各工况下承台倾斜量均小于0.2%；各工况下桩基弯矩和轴力分布受隧道与群桩相对位置影响显著，且较大弯矩和轴力沿桩身分布几乎重合。MM工况下双隧道开挖所致附加弯矩最大，而BB工况下所致附加弯矩最小。FF工况下双隧道开挖完成后所致桩身附加轴力最大，约为工作荷载的50%，而BB工况下桩身附加轴力将明显减小，减小量可达工作荷载的9%。
板岩隧道支护机制及大变形控制方法研究
宾海锋;李洋溢;梁宏浩;封炎;针对板岩隧道施工中的大变形控制问题，通过分析围岩应力变化特征和支护作用机理，提出了长管棚-小导管协同支护体系的优化方案。采用数值模拟和现场监测相结合的方法，分析了该协同支护技术的应用效果。研究结果表明：该技术方案能减小围岩塑性区范围，提高围岩稳定性；还能使初期支护拉应力峰值降低43.5%，有效提升结构稳定性；现场监测证实拱顶沉降量从51.5cm降至13.5cm，降幅达73.5%，同时有效控制了周边收敛变形。研究成果为解决板岩隧道施工中的大变形问题提供了有效的技术方案，对类似地质条件下的隧道工程建设具有重要参考价值。
疲劳与锈蚀作用下钢筋混凝土黏结应力分布研究
祝玉波;曾亚林;刘国坤;王柏文;陈双庆;混凝土与钢筋在锈蚀作用和疲劳荷载下的黏结滑移是导致钢筋混凝土结构破坏的一项因素，而合理的钢筋锚固长度是确保其黏结性能的关键所在。开展了疲劳、锈蚀及二者共同作用下钢筋混凝土构件的拉拔锚固试验，应力沿锚固长度的分布由内贴应变片测得并观测其滑移值，然后推出反映黏结应力沿锚固长度变化的锚固位置函数，进而确定疲劳锈蚀共同作用时黏结应力峰值的位置。研究结果表明：多因素共同作用时锚固位置函数出现“双峰”状且黏结应力峰值分别在加载端与自由端各出现一次，加载端应力峰值略高于自由端。多因素作用下钢筋混凝土试件破坏模式发生改变，少量试件出现断筋现象。研究结果为桥梁安全评估、桥梁加固与养护及多因素作用下钢筋混凝土黏结本构关系奠定基础。
高吸水性聚合物在混凝土中的应用及影响机制综述
孙奥琪;荣殊;卢忠梅;张峰荣;孔祥辉;高吸水性聚合物（SAP）因其独特的吸释水特性，在水泥混凝土性能提升方面已引起广泛关注。采用CiteSpace可视化文献计量工具，构建了SAP应用于混凝土研究的知识图谱，系统综述了SAP的种类、吸－释水机理及其在水泥基材料中的作用机制，重点探讨了SAP对混凝土微观结构、收缩性能、抗压强度、耐久及施工工艺的影响。研究结果表明：SAP作为混凝土的“内部水源”，通过释水作用能有效缓解水分流失问题，显著改善了混凝土的收缩性能；SAP诱导的持续水化反应促进了界面过渡区致密结构的形成，提升了界面过渡区强度，这是混凝土强度提高的主要原因；SAP通过修复裂缝孔隙、优化毛细孔分布和结构，有效阻断了离子渗透通道，同时改善了毛细水分布，使得材料的耐久性得到明显提升。在对比分析SAP掺入工艺对混凝土性能影响的基础上，指出了干掺法、预吸水掺加法和半预吸水掺加法各自的优缺点，为SAP在混凝土中的实践应用提供了参考。
上部荷载作用下大跨拱桥不均匀地基变形控制技术
李世文;李弈杉;刘骏逸;韦超俊;邵羽;针对大跨径拱桥在不均匀地基条件下的变形控制问题展开研究。对比分析局部桩基加固、满堂桩基加固、局部注浆加固和满堂注浆加固这4种方案对拱座地基变形的控制效果。研究发现，未加固情况下，地基最大沉降达到50.7 mm，基底不均匀沉降差达8.8 mm，表现出明显的沉降变形及不均匀沉降现象，显著影响结构稳定性。局部桩基加固方案通过桩体荷载分担、刚度协调及水平位移约束机制，将最大沉降量降低至40 mm，不均匀沉降率降低至4 mm，优于满堂桩基（最大沉降46.4 mm）及注浆加固方案（变形控制效果不足）。现场监测显示，加固后地基沉降经历快速固结、速率衰减及稳定三阶段，最终沉降量为27～30 mm，与有限元计算结果吻合，验证了局部桩基加固的有效性与数值模型的合理性。研究成果可为复杂地质条件下大跨拱桥地基处理及监测提供参考。
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。
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。
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。
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。
