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。
基于车辆横向偏移的高速公路隧道路段圆曲线最小半径研究
王伟;郭捷佳;唐志辉;高速公路曲线隧道路段受边墙约束影响，车辆横向运行位置与基本路段存在差异，进而改变驾驶人视点位置和停车视距需求。为确定曲线隧道路段合理圆曲线半径，基于实测车辆横向偏移值和运行速度数据，建立分车道、分车型车辆横向偏移值回归模型，并将横向偏移引入驾驶人视点位置与横净距计算；考虑运行速度随机性，进一步构建圆曲线半径可靠度功能函数，采用蒙特卡洛模拟确定不同设计速度下的圆曲线最小半径推荐值。结果表明：车辆横向偏移值与侧向宽度和运行速度显著相关，内侧车道横移值随左侧宽度增大而减小、随运行速度增大而增大，外侧车道车辆多向车道内侧偏移，其横移值随右侧宽度增大而增大、随运行速度增大而减小；在95%可靠度控制条件下，曲线隧道路段圆曲线最小半径推荐值为355～3285 m，且右偏曲线推荐半径整体大于左偏曲线，大型车推荐半径整体大于小型车。与现行《公路路线设计规范》相比，除部分中低设计速度下小型车左偏曲线推荐半径略低于规范值外，其余工况推荐半径均高于规范值。研究结果可为高速公路曲线隧道路段圆曲线半径差异化取值提供参考。
融合结构先验信息的路面裂缝检测方法
袁国栋;陆懿新;刘先林;薛小战;邵羽;杨州;韩琳琳;裂缝是评估道路服役状态的关键指标，其准确检测对道路养护与安全管理具有重要意义。针对深度学习方法下采样易导致裂缝断裂、细节丢失的问题，本文提出一种融合结构先验信息的路面裂缝分割方法。该方法设计了裂缝结构先验模块（CSPM），并与深度学习网络进行融合，通过引入显式的几何结构约束，辅助网络在特征提取过程中保持裂缝的连续性。实验表明，CSPM有效增强了裂缝分割结果的几何连续性，显著提升召回率。所提方法在CrackForest、DeepCrack及CRACK500等数据集上均取得性能提升（最优F1分数分别提升0.0181、0.0056及0.0557），并在无人机跨场景巡检中展现出优异的泛化能力（各对比结果中F1分数最大提升为0.1097）。
冻融循环作用下隔断措施对土体水盐迁移影响的模型试验研究
陈恒;张银涛;孙钰丰;王璞;王军;翁效林;陈冬梅;为揭示冻融循环条件下隔断结构对盐渍土中水盐迁移过程及变形响应的影响，以碳酸盐渍土为研究对象，采用室内模型试验方法，设置无隔断结构、碎石+两布一膜复合隔断结构以及碎石土换填+复合隔断结构三种工况，监测不同深度处的温度、含水率、电导率及顶面位移变化。相较于已有单一冻融水盐迁移或单一隔断层研究，本文引入底部高含水率、高含盐量土层模拟地下水盐补给边界，并开展两类隔断方案的对比优选。结果表明：土体温度沿深度呈近似正弦变化，随深度增加波动幅度减小、相位滞后增强；复合隔断结构可破坏连续水盐迁移通道，削弱盐分向上迁移及表层富集过程；碎石土换填条件下，路基结构内部水盐活动范围扩大，但在隔断结构作用下其向上贯通迁移受到控制，冻胀变形幅值相对较小。进一步分析表明，温度梯度驱动未冻结水向冻结锋面迁移，水分迁移与盐分重分布共同控制冻胀响应；工况2具有更好的阻盐稳定性，工况3在抑制冻胀与残余变形方面更优。研究结果可为季冻区盐渍土冻融作用下水盐迁移机制认识及隔断结构选型提供试验依据。
营盘山隧道突涌水地质灾害挑战应对与关键技术研究
郎志军;李芒原;乔海洋;高新强;程雪松;姜艳超;王建国;大量实践表明，高水压岩溶隧道施工发生突涌危害性极大。云南省华丽高速公路营盘山特长隧道属于典型的高压富水岩溶隧道，突泥涌水灾害频发，施工处治难度大、安全风险极高。针对施工过程中遭遇的前所未有的隧道出口端188持续性大规模突涌淹井事件和进口端916、924重大突涌，进行理论研究、方案制定、实践检验与过程总结，提出应对策略和关键技术：1）针对安全岩柱厚度的确定，要采取多种理论进行分析对比，优先采用塑性区贯通准则理论取值2-3倍的安全系数，并结合现场超前试钻探进行综合确定，把握安全合理和经济高效的原则；2）针对188持续性大规模突涌淹井，采取“搁置斜井、正洞高压泄水、分阶段实施、稳步逼近斜井水体”的正洞分阶段高压泄水方法，完成最终泄水，攻克淹井长达两年的降排水难题；3）针对长时间浸水的洞身淹没段的处治，采取“分段分层清渣+临时护拱加固+径向注浆加固，循环作业，逐步推进”的处治措施，安全穿越涌水段。针对初支浸泡和挤压变形处治，采用“台车法”换拱，“微爆破+破碎锤+风镐”三者配合，快速完成换拱处治；4）针对916和924顽固性涌泥涌渣处治，采取横洞迂回，越过不良地质段，正常掘进并反向处治，实现正常掘进。
基于改进YOLOv8n的轻量型道路裂缝检测模型
董莉莉;陈刚;武旭;张儒意;项春帅;冯超;针对路面裂缝检测中普遍存在的检测精度不足和计算效率低下问题，本文提出了一种轻量化且高性能的检测框架Improve-YOLO。该框架设计了融合Transformer与CNN优势的CSPMHSA模块，有效提升了不同裂缝形态的识别精度。同时提出CSPGhost模块，显著降低模型复杂度并增强特征融合能力。针对复杂背景干扰，采用LSKA机制增强了模型的识别鲁棒性。此外，优化设计了轻量化的LBoxHead检测头，进一步强化了裂缝特征的表达能力。在公开数据集RDD2022上的大量实验结果表明，相较于基线模型YOLOv8，Improve-YOLO在检测精度指标mAP@0.5和mAP@0.5:0.95上分别提升了3.5%和2.6%。在保持高准确率和实时推理能力的同时，参数量和浮点运算量分别降低了26.9%和24.7%，显著减少了计算资源消耗。此外，在公开数据集Wall Crack上的实验进一步验证了所提方法在其他裂缝检测任务中的适用性与稳定性，体现出良好的工程推广价值，并为相关研究提供了新的思路。
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。
